一磷酸腺苷激活蛋白激酶 (AMPK) 是调节体内代谢平衡的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。应用酵母双杂交系统,以AMPK β1亚基作为"诱饵"蛋白,筛选均一化的人源cDNA文库,寻找与AMPK相互作用的蛋白。通过对150个阳性克隆进行验证,最终得到了63个与AMPK β1亚基相互作用的蛋白。其中,包括代谢酶、转录因子或转录相关蛋白、蛋白转运相关蛋白、GTP结合蛋白、支架蛋白、细胞周期调节蛋白、RNA结合蛋白等以及一些未知功能的蛋白。从酵母双杂交的结果来看,AMPK不仅在代谢领域,而且在许多非代谢领域,如核受体及其它转录因子的调节、信号转导、DNA修复及细胞周期调节等,可能都起到非常重要的作用。
目的:分析体外传代培养至23代,人脐带间充质干细胞(human umbilical cord-MSCs, hUC-MSCs)多向分化能力的改变,以探索hUC-MSCs体外诱导分化的最佳时间窗。方法:采用胶原酶消化法提取hUC-MSCs,并用胰酶消化传代;收集不同代细胞,用流式细胞术检测细胞表面抗原及细胞周期;MTT法检测不同代细胞的增殖活性;取不同代细胞进行成骨、成软骨及成脂肪诱导鉴定;并利用实时定量PCR分别检测OCT-4、SOX-2、Nanog的mRNA表达水平。结果:用胶原酶消化法可获得形态均一,可稳定传代23代以上的hUC-MSCs;体外传代培养至23代,细胞表面标志物表达率无明显改变;细胞生长曲线形态相似;细胞周期亦无明显差异,(73.04±1.15)%的细胞处于G0/G1期;细胞均可被诱导成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞;不同代细胞OCT-4、SOX-2、Nanog 的mRNA表达无显著差异。结论:体外培养至23代,随着传代次数的增加,hUC-MSCs的多向分化能力并未受影响。
白细胞介素10(IL-10)是一种多效细胞因子,在炎症、免疫反应以及在疾病的发生过程中发挥着重要作用,RGD是能够特异与新生血管内皮细胞整合素结合的多肽序列。将RGD连接到IL-10的羧基端,期望构建新生血管内皮细胞特异导向结合型融合蛋白。以人外周血淋巴细胞cDNA为模板,扩增的PCR产物经克隆载体pMD18-T,连至原核表达载体pET-22b(+),转化大肠杆菌BL21(DE3),构建了pET-IL10-RGD表达载体的重组菌(pET-IL10-RGD/BL21)。SDS-PAGE分析表明:在19.3 kDa处有明显的新生蛋白带,符合理论预期。Western blot分析表明:诱导表达、分离纯化的目的蛋白能够与IL-10抗体特异结合,且纯化产物IL10-RGD具有与IL-10相同的生物学活性。利用培养的人皮肤成纤维细胞,观察了IL10-RGD对TGF-β1刺激成纤维细胞的I型胶原(Col1)、III型胶原(Col3)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、结体组织生长因子(CTGF)蛋白水平及α-SMA免疫细胞化学的变化。结果表明:纯化产物IL10-RGD能够明显抑制TGF-β1刺激的成纤维细胞Col1、Col3、CTGF和α-SMA蛋白水平的升高;抑制TGF-β1诱导的成纤维细胞向肌成纤维细胞的转化。可见,成功克隆、表达并纯化了IL10-RGD融合蛋白,该融合蛋白能够明显拮抗TGF-β1诱导的纤维化,预示着该蛋白在瘢痕增生及皮肤纤维化治疗方面有着较好的应用前景。
目的:以菊欧氏杆菌(Erwinia chrysanthemi)基因组DNA为模板,通过PCR方法找到了该菌的β-1,4-内切葡聚糖酶celY基因及其调控元件并克隆至pUC19载体。为提高纤维素酶celY基因在原核细胞中的分泌表达量,比较了由不同启动子和信号肽调控的celY基因在大肠杆菌中的表达水平。方法:分别构建了由脂蛋白启动子、T7启动子、果胶酶信号肽调控的多种表达载体与由纤维素酶celY基因自身的启动子和信号肽调控的表达载体相比较。结果:由脂蛋白启动子、T7启动子、果胶酶信号肽调控的表达载体都不同程度提高了celY基因的分泌表达量。结论:脂蛋白启动子、T7启动子、果胶酶信号肽都不失为构建强分泌表达载体的可选元件。
S-扁桃酸脱氢酶能够选择性催化S-扁桃酸生成苯甲酰甲酸。通过PCR扩增获得Pseudomonas p utida NUST的S-扁桃酸脱氢酶全长基因(mdlA),并构建了表达载体pET30a(+)-mdlA,转化大肠杆菌E.coli BL21(DE3)后,经异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导获得表达,SDS-PAGE结果显示表达蛋白为43kDa。所以工程菌细胞具有转化S-扁桃酸生成苯甲酰甲酸能力。
目的:明确在C57BL/6小鼠纹状体过表达野生型的人源帕金森相关蛋白PINK1能否减轻由侧脑室注射鱼藤酮引起多巴胺神经元损伤。方法:通过向C57BL/6小鼠(雄性,7周龄,18~20g)左侧纹状体中注射带有GFP人源野生型PINK1及突变体PINK1G309D的慢病毒包装颗粒,两周后向小鼠左侧侧脑室中定位注射鱼藤酮,通过蛋白质印迹,免疫组化和行为学的方法检测PINK1对鱼藤酮引起多巴胺神经元损伤的影响。结果:蛋白质印迹和免疫组化的实验都证明了在C57BL/6小鼠纹状体过表达野生型的PINK1对于鱼藤酮引起多巴胺能神经元的减少有明显的抑制作用(P<0.01),但对鱼藤酮引起的行为学损伤没有明显的改善作用。
为了考察氨甲酰磷酸合成酶和天冬氨酸氨甲酰转移酶对大肠杆菌发酵生产胞苷的影响,以E. coli A39 (△cdd)基因组为模板克隆carAB和pyrBI并与载体pSTV28连接构建出重组质粒pSTV28-carAB和pSTV28-pyrBI,将这两个重组质粒分别转入出发菌株A39 (△cdd)后,通过摇瓶发酵研究重组质粒对菌体的生长、胞苷和尿苷产量及副产物乙酸积累的影响。结果显示,工程菌E. coli A39-AB和A39-BI的胞苷产量分别为583.5 mg/L、408.4 mg/L,与出发菌株相比,分别提高了85.3%、29.7%。这说明过表达操纵子基因carAB和pyrBI均可促进胞苷的积累。
目的:制备磷酸三钙(β-TCP)涂层镁合金材料,评价材料表面的特性及体外的细胞生物适应性。方法 电化学法制备β-TCP涂层镁合金材料(β-TCP-Mg-AI-Zn),观测金属材料表面微观结构特性和能谱分析,小鼠颅骨源成骨细胞与材料直接接触培养,荧光染色观察材料表面细胞生长状况,检测成骨细胞增殖和碱性磷酸酶(ALP)活性。结果 β-TCP涂层Mg-AI-Zn材料表面呈多孔状,材料表面含有镁、钙和磷等元素;成骨细胞与材料直接接触培养24 h及48 h后,材料表面有大量的成骨细胞粘附、伸展、汇合;与Mg-AI-Zn材料比较,β-TCP-Mg-AI-Zn材料明显地促进细胞增殖、显著地增加成骨细胞中ALP活性 (P＜0.05)。结论 β-TCP涂层改善了Mg-AI-Zn镁合金材料表面特性及体外的细胞相容性,有望成为新一代可降解医用金属材料。
以甘肃主要推广春小麦品种陇春22幼胚为转基因受体材料,建立了农杆菌介导的小麦遗传转化体系。以预培养4天的幼胚愈伤组织为受体,C58c1农杆菌菌株为供体,将含有半夏凝集素基因的重组质粒pBIpta转入了小麦,经G418 25 mg/L抗性筛选、PCR检测和荧光定量PCR检测共获得转基因植株3株,外源基因的插入拷贝数分别为2、1、3。同时对转基因小麦的T1代植株进行了PCR检测和抗虫性分析,表明半夏凝集素基因在转基因植株的后代中得到了遗传并有一定的抗蚜虫作用。
细胞凋亡是动物细胞大规模培养中影响活细胞密度和目的产品质量的重要因素,过表达抗凋亡基因是目前常用的提高工程细胞凋亡抗性的一种策略。拟在HEK293细胞中过表达腺病毒E1B-19K基因,挑取了不同E1B-19K表达水平的单克隆细胞,考察在不同培养条件下细胞的凋亡水平和代谢情况。E1B-19K的过表达可显著增强细胞在低葡萄糖、低血清和无谷氨酰胺3种培养条件下的抗凋亡能力,使凋亡细胞比例降低60%~80%;E1B-19K的过表达可使批次培养HEK293细胞的衰退期延迟2天,而对细胞的葡萄糖、乳酸和谷氨酰胺等的代谢无显著影响。结果表明,过表达E1B-19K是一种有效减缓HEK293细胞在培养过程中凋亡的策略。
目的:获得能稳定分泌抗人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus, RSV)融合糖蛋白(fusion glycoprotein, F)单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb)的杂交瘤细胞株,以期用于RSV感染的早期诊断和被动免疫治疗研究。方法:通过杂交瘤技术制备可特异性识别RSV F的单抗,体外鉴定生物学特性。结果:获得了可分泌抗RSV F蛋白的杂交瘤细胞株F8,体外连续传代培养2个月,能稳定分泌抗体F8,培养上清效价为1∶1000,亲和常数(Ka)为6.8×108 L/mol。F8属IgG1型抗体,可特异性识别RSV F1亚单位的AA 205-222。免疫酶法蚀斑减少中和实验证实F8具有体外中和活性及融合抑制活性。结论:获得具有中和活性的抗RSV F蛋白的单克隆抗体,为RSV感染的早期诊断及被动免疫治疗等奠定了基础。
采用小盒式DNA编码文库的构建策略,选取在进化上可能起源较早的15种氨基酸,按照其简并密码子合成了一个为10个随机氨基酸编码的小盒式DNA模板,经过连续3轮的PCR扩增、酶切及连接的小盒式文库组装过程,成功构建了一个文库容量达1.31×1012/ml,随机编码区长达97个氨基酸的小盒式DNA编码文库。
HIV-1整合酶催化病毒cDNA与宿主细胞基因组DNA的整合,是病毒在宿主细胞中增殖的一个关键酶。 3'加工是整合酶催化整合过程的第一步反应,3'加工反应动力学的研究对整合酶催化机理研究和以整合酶为靶点的药物研发都具有重要意义。构建了野生型HIV-1整合酶重组质粒,在大肠杆菌BL21中诱导表达,通过对包涵体变性、复性,纯化得到了整合酶蛋白。 基于分子信标原理,设计了荧光和淬灭基团标记的DNA底物,通过荧光信号实时监测3' 加工反应,对酶反应的动力学性质进行研究。 结果表明,纯化的整合酶蛋白具有较高的活性,酶反应表现出显著的Mg2+偏好性。 酶动力学研究 (Km = 131.79 nmol/L,Kcat = 0.0042 min -1) 表明,该分子信标方法和设计的DNA底物可用于整合酶3'加工反应动力学研究以及酶反应性质的研究。
目的:构建高效表达白地霉脂肪酶的毕赤酵母重组菌株,并对筛选得到的菌株进行摇瓶发酵条件优化和分批补料高密度发酵工艺研究。方法:将诱导型表达载体pPIC9K-gcl电转化至毕赤酵母GS115。通过橄榄油-罗丹明B平板和摇瓶发酵筛选高脂肪酶活力的重组菌株,运用基于TaqMan探针的实时荧光定量PCR 法确定其拷贝数,并对菌株进行摇瓶发酵条件优化。在此基础上,研究重组菌在3L 发酵罐中的高密度发酵工艺。结果:筛选得到一株具有3 个白地霉脂肪酶基因拷贝的菌株GS115/pPIC9K-gcl 78#,初始酶活力为220 U/ml。当摇瓶发酵条件为甲醇诱导96 h,每24 h甲醇添加量1 %,接种量2 %,培养基初始pH 7.0,500 ml摇瓶装液量50 ml,甲醇诱导温度25℃ 时酶活力达735 U/ml。3L 发酵罐高密度发酵176.5 h,酶活力达到3360 U/ml,总蛋白含量达到4.30 g/L,且发酵过程中细胞活性一直保持在96 % 以上。结论:基因拷贝数与重组菌株的产酶水平呈正相关,摇瓶优化可显著提高重组菌株的产酶能力,为白地霉脂肪酶的工业化生产奠定了技术基础。
单克隆抗体是近年来发展最快、最成功的大分子药物之一,哺乳动物细胞作为单抗大规模制备最适宜的宿主,在工业生产中仍然存在成本高、产率低等缺点。近年来,抗细胞凋亡、控制细胞周期、优化代谢过程等细胞工程学方面的研究极大地推动了抗体表达及翻译后修饰技术的发展。以下对近年来单克隆抗体制备在细胞工程学方面取得的进展作一综述,并探讨该领域未来可能的研究方向。
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus, MRSA) 作为超级细菌的典型代表,严重威胁人民群众的健康。目前经典的抗生素治疗和疫苗主动预防都无法有效控制MRSA的感染。近年来,随着抗体药物产业的兴起,诸多药物研发公司和研究人员致力于研究治疗性抗体,以期控制MRSA的感染并已经取得了很多突破。就治疗MRSA感染的抗体药物研究进展作一简要综述。
组织工程是现代修复重建医学领域的新思路,生物支架和种子细胞是组织工程两大关键要素。自组装多肽纳米纤维支架(SAPNS)是两亲性多肽(PAs)分子在一定条件下自组装成的一类具有三维网状结构的新型生物支架,其结构、生物功能、机械力学等特性类似天然细胞外基质(ECM),其内部经功能化修饰的抗原表位以高浓度呈递在纳米纤维表面并高效选择性地调控种子细胞生物学行为。种子细胞是组织成功再生的必需条件,骨髓间充质干细胞(BMSCs)因其良好的自我更新和多向分化潜能成为了组织工程最佳候选细胞。体外实验表明经特异功能化修饰的SAPNS在有/无辅助因子条件下可促进BMSCs黏附、增殖、迁移和定向分化,动物模型体内实验发现SAPNS结合BMSCs构建的组织工程移植物可修复缺损部位的组织结构和功能,故其在修复重建医学中有良好的应用前景。对SAPNS、自组装、BMSCs、SAPNS诱导BMSCs定向分化等方面进行了综述。
糖基化作用是真核生物蛋白翻译后修饰的重要环节,糖链对于蛋白质的结构和功能有重要影响。目前,合成带有均一糖链的糖蛋白和糖肽的策略主要有:(1)利用糖基化的氨基酸进行固相或液相合成。(2)将氨基化的寡糖链直接与预先合成的带有糖基化位点的多肽相结合。(3)利用糖基转移酶和糖苷酶的化学酶法合成策略。以上三种方法,都有各自的优点和不足。相对而言,利用微生物来源的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷内切酶(ENGase)合成策略是目前发展较快且更具实践意义的方法。糖苷内切酶法合成策略的研究进展包括:(1)ENGase催化机制的研究。(2)糖基供体的研究。(3)ENGase突变体的研究。(4)糖苷内切酶法的应用。
细菌生物被膜(bacterial biofilm, BBF)为微生物栖息提供了所需要的保护屏障和生长微环境。生物被膜对抗菌药物的耐受性使得它在医学治疗等领域产生了严重的危害。因此如何分散被膜显得意义重大。综述了生物被膜主动分散的几种主要机制,包括降解酶的合成、运动力的恢复、表面活性剂的产生和细胞死亡。
酵母双杂交已是研究蛋白质相互作用的经典方法之一。该方法以真核生物酵母为模型,在体内研究活细胞内蛋白质的相互作用,具有高度敏感性,被很多研究者采用。综述了酵母双杂交系统中诱饵蛋白载体的构建,及其在转化酵母中的毒性、自激活性检测研究的最新进展。
