丹参转录因子SmWRKY1蛋白的表达和纯化条件优化研究

WRKY转录因子是一类含有高度保守的WRKY结构域的锌指蛋白,是植物所特有的转录因子家族。该研究将已克隆的 SmWRKY1 cDNA构建到原核表达载体pET28a上,转化大肠杆菌BL21（DE3）进行诱导表达,SDS-PAGE结果显示该蛋白的大小约36 kDa,与预测的蛋白相对分子质量一样,说明该基因在大肠杆菌中成功表达。对影响蛋白表达的4个因素：诱导时间、诱导温度、IPTG浓度及诱导前菌液的浓度进行优化,结果表明在大肠杆菌BL21（DE3）中,当A₆₀₀达到约1.0~1.5时,加入0.2 mol·L^-1的IPTG,在20 ℃诱导培养12 h后SmWRKY1蛋白的表达量较高。原核表达产物SmWRKY1蛋白以包涵体的形式存在,采用尿素提取包涵体蛋白,用Ni²⁺亲和色谱法纯化表达蛋白,纯化后蛋白的质量浓度为2.454 g·L^-1。经蛋白质印迹检测,His-Tag单克隆抗体可以特异性的识别SmWRKY1蛋白,进一步证实丹参SmWRKY1蛋白在大肠杆菌中成功表达。本研究为进一步开展 SmWRKY1 基因的表达与丹参酮类等化合物的生物合成相关研究奠定了工作基础。     

北柴胡糖基转移酶基因BcUGT3,BcUGT6的表达分析及其原核表达

该研究测定了北柴胡中2个糖基转移酶基因BcUGT3和BcUGT6在不同组织中的转录水平及MeJA处理后不定根中的转录水平。BcUGT3在根、叶、花和果中的转录水平无明显差异,但均高于茎中的转录水平。BcUGT6在叶中转录水平最高,在花中最低。以未处理的为对照,BcUGT6在MeJA处理后2 h,8 h,24 h,2 d,4 d的北柴胡不定根中,转录水平均提高近2倍,表明BcUGT6的转录受MeJA影响较小。BcUGT3转录水平随处理时间的延长不断增加,4 d时,达7倍左右。利用载体pET-28a（+）,进行了2个基因的原核表达。IPTG诱导后,宿主菌表达出了目的蛋白,并获得了纯化蛋白。为后续开展这2个基因的功能研究奠定了基础。     

人铜锌超氧化物歧化酶cDNA的克隆、表达、发酵及纯化工艺研究

 目的:用基因工程的方法获得人铜锌超氧化物歧化酶(hCu,Zn-SOD)的高产菌,通过发酵培养,最后纯化获得大量廉价的高纯度的hCu,Zn-SOD?方法:用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR),扩增了人铜锌超氧化物歧化酶(hCu,Zn-SOD)的cDNA,将此正确测定的cDNA重组到分泌型表达载体pET-22b(+)中,重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中用5L全自动发酵罐表达hCu,Zn-SOD,表达产物用亲和层析一步法进行纯化?结果:hCu,Zn-SOD表达产物占菌体总蛋白的30%,发酵水平酶活力可达950u·ml^-1培基,比活为1400u·mg^-1,经亲和层析后纯度可达88%,活力回收率大于80%,比活大于5000u·mg^-1?结论:我们开展人重组SOD的研究不仅大大丰富了应用酶学的内容,而且积极开展应用研究,实现产业化,意义重大?     

滇重楼鲨烯合酶基因PpSQS的克隆及在大肠杆菌中的表达

目的: 克隆滇重楼鲨烯合酶(squalene synthase,SQS)基因(PpSQS),对该基因进行序列分析及原核表达。 方法: 采用同源克隆和RACE技术获得PpSQS的cDNA,并对其进行生物信息学分析;构建原核表达载体pET-30b(+)-PpSQS,在大肠杆菌Escherich coli BL21(DE3)中进行诱导表达。 结果: PpSQS基因cDNA全长1 498 bp,包含1个1 212 bp的开放阅读框(ORF),可编码403个氨基酸;PpSQS理论标准分子质量为46.36 kDa,等电点为pI 6.83;SDS-PAGE分析表明,经1 mmol·L^-1 IPTG诱导后,重组PpSQS蛋白在大肠杆菌中获得表达。 结论: 首次获得了滇重楼PpSQS基因cDNA全长序列,该基因编码产物具有植物SQS同源蛋白的典型特征,实现重组PpSQS在大肠杆菌中的表达。     

天花粉蛋白突变体的构建及其与重组天花粉在原核系统中的表达和纯化

目的:对天花粉蛋白(TCS)的第120-123位氨基酸进行缺失突变,并在原核系统中对其进行表达和纯化。方法:利用重叠延伸PCR的方法得到TCS突变体cDNA,并克隆入原核表达载体pET-28(a+)。酶切和测序鉴定后,将突变体质粒pET-28(a+)-mTCS转化BL21(DE3)表达菌,经IPTG诱导表达后,对表达产物用Ni2+-NTA亲和层析柱进行纯化和Western-blot鉴定。结果:利用重叠延伸PCR成功获得突变天花粉蛋白的编码序列,并构建pET-28(a+)-mTCS原核表达质粒。在BL21(DE3)菌中,突变体蛋白(mTCS)可被IPTG诱导性表达,并被Ni2+-NTA树脂有效纯化。结论:本实验成功获得一种突变体TCS,并建立该突变TCS的原核表达和纯化的实验方法。     

登革Ⅱ型病毒M株、NGC株E基因部分序列原核载体的构建及蛋白表达

目的体外扩增登革Ⅱ型病毒M株、NGC株E基因部分序列,构建pET28a(+)-ME、pET28a(+)-NE,分析其在E-coli BL21中的表达。方法 PCR方法扩增(DENV-2)M株、NGC株E基因部分序列并构建原核重组载体pET28a(+)-ME、pET28a(+)-NE,将重组载体转化E-coli BL21,IPTG诱导表达,采用镍离子亲和层析的方法纯化目的蛋白并用SDS-PAGE电泳和Western-Blot进行鉴定。结果经双酶切、PCR和测序证实成功构建原核重组载体pET28a+-ME、pET28a(+)-NE,Western-Blot证实成功诱导出目的蛋白,SDS-PAGE电泳证实亲和层析法纯化后得到较高纯度的目的蛋白。结论检测到目的蛋白的表达,经纯化后得到纯度约为90%的目的蛋白,为研究登革Ⅱ型病毒M株、NGC株E蛋白在致病机制方面奠定了一定的基础。     

黄花蒿MCS基因的克隆及其序列分析与原核表达

目的 从黄花蒿中克隆MEP途径关键酶2C-甲基-D-赤藓糖醇-2,4-环焦磷酸合成酶(MCS)基因,进行序列特征分析、原核表达以及组织表达的研究.方法 根据黄花蒿MCS (AaMCS)基因EST序列,克隆MCS cDNA及基因组序列.将MCS编码区与表达载体pET-21a(+)重组,构建pET-21a (+)-MCS的原核表达载体并转入大肠杆菌BL21 (DE3),IPTG诱导获得MCS融合蛋白.半定量RT-PCR检测MCS的组织表达情况.结果 AaMCS cDNA全长994 bp,包含681 bp的开放阅读框,编码226个氨基酸,基因全长2 540 bp,包含3个外显子和2个内含子.构建pET-21a (+)-MCS重组质粒,获得稳定的pET-21a (+)-MCS原核表达体系.AaMCS在根、茎、叶、花中均有表达,其中花中表达量较高,根和茎中表达量低.结论 克隆了AaMCS基因,建立pET-2 1a (+)-MCS稳定的原核表达体系,为研究AaMCS蛋白的活性及其功能奠定了基础.     

滇龙胆GrGPPS基因的克隆及其序列分析与原核表达

目的 从滇龙胆Gentiana rigescens幼叶中克隆单萜化合物合成的关键酶牻牛儿基焦磷酸合成酶基因GrGPPS,进行序列特征分析和原核表达。方法 根据三年生滇龙胆转录组GrGPPS基因序列,设计特异性引物,通过RT-PCR扩增得到GrGPPS cDNA序列,并进行TA克隆、测序及序列分析;构建原核表达载体pGEX-4T-1-GrGPPS,转入Escherichia coli Rosetta（DE3）中,在37℃、1.0 mmol/L IPTG诱导下进行表达。结果 GrGPPS cDNA全长1 107 bp,编码369个氨基酸;序列分析表明,GrGPPS基因是异戊烯基合成酶家族的成员;氨基酸序列系统发育分析表明,GrGPPS与金鱼草AmGPPS亲缘关系最近;构建pGEX-4T-1-GrGPPS重组质粒,获得稳定的pGEX-4T-1-GrGPPS原核表达体系。SDS-PAGE结果表明所表达蛋白与预期蛋白大小一致。结论 克隆了GrGPPS基因,建立pGEX-4T-1-GrGPPS稳定的原核表达体系,为进一步纯化和鉴定GPPS蛋白并研究其结构和功能奠定基础。     

重组大鼠长链2-羟酸氧化酶的克隆与表达

 目的 克隆表达大鼠长链2-羟酸氧化酶。方法 以鼠肾cDNA为模板,扩增大鼠长链2-羟酸氧化酶基因,连接到pET-28a(+)载体上构建重组质粒pET28a-rHao2,转化表达宿主Rosetta(DE3)。利用IPTG诱导重组蛋白的表达,并通过Ni柱纯化。通过监测DCIP在605 nm处吸光度值的变化来测定其对经典底物的酶动力学参数,验证活性。结果 成功构建了表达质粒pET28a-rHao2(β₁)和pET28a-rHao2(β₂),并诱导表达了大鼠长链2-羟酸氧化酶两种同工酶β₁和β₂,其对2-羟基辛酸的K_m分别为(25.1±1.9)和(24.6±1.2) μmol·L^-1;对2-羟基异己酸的K_m分别为(24.6±2.3)和(22.4±1.6) μmol·L^-1。结论 成功克隆表达了大鼠长链2-羟酸氧化酶两种同工酶β₁和β₂,获得了纯度高,活性好的重组酶,可为其体外底物及抑制剂的筛选提供模型。     

养阴益气活血方药对干燥综合征NOD小鼠颌下腺Fas/FasL及其mRNA表达的影响

目的：观察养阴益气活血方药对干燥综合征NOD小鼠颌下腺组织Fas/FasL及其mRNA表达的影响。方法：32只NOD小鼠随机分为模型组、中药组（每天按100 g·kg^-1灌胃养阴益气活血煎剂0.4 mL）、羟氯喹组（每天按60 mg·kg^-1灌胃羟氯喹0.4 mL）、中西药组（每天灌胃养阴益气活血煎剂50 g·kg^-1+羟氯喹60 mg·kg^-1,0.4 mL）,每组8只,选8只Balb/C小鼠做为正常对照组。实验进行8周后处死小鼠,解剖摘取颌下腺,免疫组织化学法检测颌下腺组织Fas,FasL蛋白的表达;RT-PCR法检测颌下腺组织Fas,FasL mRNA的表达。结果：模型组小鼠颌下腺组织Fas,FasL表达均高于其他各组（P<0.05）。对照组FasL表达明显低于羟氯喹组（P<0.05）。模型组小鼠颌下腺Fas mRNA相对表达量均高于其他组,对照组明显低于其他各组（P<0.05）。模型组小鼠颌下腺FasL mRNA表达高于中药组、中西药组（P<0.05）;中西药组表达明显低于羟氯喹组（P<0.05）。结论：养阴益气活血煎剂能下调干燥综合征NOD小鼠颌下腺Fas,FasL及其mRNA的表达,且与羟氯喹合用效果较好。养阴益气活血煎剂可能通过减少Fas/FasL调控的细胞凋亡达到治疗SS的作用。     

人参中核黄素激酶基因的克隆与原核表达

目的从人参中克隆出核黄素激酶基因,进行相关的生物信息学分析,构建原核表达载体并在大肠杆菌诱导表达。方法根据人参转录组数据库筛选出序列comp61599_c0_seq12,经相关软件对其进行序列分析;该序列3’末端缺失,利用3’RACE技术获得3’端序列;通过PCR技术获得人参核黄素激酶基因的全长c DNA序列,并构建原核表达载体p ET-32a-Pg RFK,通过热激法转化到大肠杆菌BL-21中进行诱导表达。结果从人参中成功克隆出1条长度为1 200 bp的核黄素激酶基因,其编码399个氨基酸,同时成功构建该基因的原核表达载体,SDS-PAGE电泳结果显示该蛋白大小与预测蛋白相对分子质量一致。结论成功克隆了人参核黄素激酶基因,并在大肠杆菌中成功表达。     

人参质体ATP/ADP转运蛋白基因PgAATP1的克隆及表达分析

目的克隆人参Panax ginseng中质体ATP/ADP转运蛋白基因(ATP/ADP transporter protein,AATP),为深入研究其在人参中的生物学功能奠定基础。方法利用人参14个组织部位转录组测序的转录组数据库,通过与NCBI下载的其他植物中AATP的m RNA序列进行本地Blast比对,从中筛选出质体ATP/ADP转运蛋白基因。利用PCR技术克隆获得该基因的全长,通过生物信息学软件分析该基因编码蛋白的信息。利用人参14个组织部位的转录组数据库分析该基因在人参不同组织中的表达模式,并利用实时荧光定量PCR检测茉莉酸甲酯处理条件下该基因的表达模式。结果获得人参AATP1基因全长c DNA,命名为Pg AATP1,该基因长度为1 866 bp,编码621个氨基酸,蛋白质相对分子质量为67 897.23,等电点为9.58。该蛋白与其他物种中的质体ATP/ADP转运蛋白比较类似,分析发现Pg AATP1在人参中所有组织中表达量均比较高,在果肉和叶片中表达量最高。实时荧光定量PCR检测发现Pg AATP1基因在茉莉酸甲酯处理条件下表达持续上调。结论获得Pg AATP1基因全长cDNA序列,该基因在淀粉合成旺盛的组织中表达量较高,且响应茉莉酸甲酯处理。     

芍药Actin基因在大肠杆菌中的高效表达

目的构建芍药Paeonia lactiflora Actin(Pl Actin)基因原核表达载体,优化Pl Actin基因在大肠杆菌中的高效表达体系。方法基于Pl Actin基因c DNA序列及原核表达载体p ET-32a(+)多克隆位点序列,设计一对5’末端分别插入Bam H I和Hind III酶切位点的特异性PCR引物,基于RT-PCR技术亚克隆Pl Actin基因;用Bam H I和Hind III双酶切重组质粒p MD18-T-Pl Actin和原核表达载体p ET-32a(+),胶回收纯化目的基因和空载体,连接、转化后应用菌落PCR、质粒PCR和双酶切鉴定出重组子p ET-32a(+)-Pl Actin,转化BL21(DE3)菌株获得基因表达工程菌;分别设置诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)浓度梯度、诱导的菌体起始密度梯度及表达时间梯度,诱导Pl Actin基因在大肠杆菌中表达,SDS-PAGE电泳、考马斯亮蓝R250染色后制备干胶并比较重组Actin蛋白的表达量。结果亚克隆测序结果表明Pl Actin与目的序列完全一致,且其编码区序列(CDS)上下游成功插入了Bam H I和Hind III酶切位点;成功构建了芍药原核表达载体p ET-32a(+)-Pl Actin;诱导剂IPTG的最佳浓度为0.1 mmol/L,诱导的菌体起始密度(A600)为0.4~0.6,最佳表达时间为4 h。结论构建了Pl Actin基因原核表达载体p ET-32a(+)-Pl Actin,建立了Pl Actin基因在大肠杆菌中的高效表达体系。     

降解组测序技术对人参miRNA靶基因的分析鉴定

目的分析鉴定人参miRNA靶基因。方法采用降解组测序技术对石柱参(Shizhu ginseng)、园参(Yuan ginseng)的miRNA及靶基因进行检测;利用公共数据库KEGG/NR/GO数据库对降解组基因进行功能注释;通过荧光实时定量PCR(q RT-PCR)技术验证石柱参、园参的miRNA及靶基因表达量。结果共得到8个miRNA家族的13个靶基因;利用KEGG/NR/GO数据库分析发现该miRNA的靶基因类型主要是转录因子、应答因子及信号转导通路等。对5个差异表达mi RNAs:aqc-miR-159、bdi-miR162、cpa-miR319、pgi-miR4376、smo-mi R396及其靶基因进行的q RT-PCR验证结果与降解组测序结果一致。结论明确了部分人参miRNA的靶基因,为进一步研究人参miRNA的可能功能奠定基础。     

独行菜La F3H基因克隆、序列分析及原核表达

目的为了研究独行菜黄酮类化合物生物合成途径的关键基因,从独行菜中克隆了黄烷酮-3-羟化酶(flavanone-3-hydroxylase,F3H)基因,命名为LaF3H,并进行序列分析、原核表达和纯化。方法根据独行菜转录组数据中LaF3H基因序列设计特异性引物,克隆LaF3H基因的cDNA序列,构建pET-32a-LaF3H原核表达载体并在大肠杆菌中诱导表达LaF3H重组蛋白。结果 LaF3H基因开放阅读框(ORF)长1080bp,编码359个氨基酸,其蛋白质相对分子质量为40 320。序列分析结果表明LaF3H具有F3H蛋白的5个保守基序,系统进化分析结果显示LaF3H蛋白与拟南芥等十字花科植物F3H蛋白同源性较高。通过构建原核表达载体pET-32a-LaF3H,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中成功表达LaF3H重组蛋白,利用Ni2+亲和色谱得到了纯化的LaF3H重组蛋白。结论克隆了LaF3H基因,获得LaF3H纯化蛋白,为下一步制备LaF3H蛋白抗体、酶学活性检测,研究LaF3H基因在独行菜黄酮类化合物生物合成途径中的功能奠定基础。     

苦豆子SaLDC密码子偏好性分析、优化及原核表达

目的研究苦豆子SaLDC密码子偏好性、优化及原核表达。方法运用EMBOSS在线程序中的CHIPS、CUSP和CodonW软件分析SaLDC密码子的偏好性,根据大肠杆菌密码子的偏好性对SaLDC密码子进行优化,并将优化后的基因命名为optSaLDC;构建重组表达载体pET?28a(+)?optSaLDC,转化大肠杆菌BL21(DE3);IPTG诱导SaLDC蛋白表达,并对表达蛋白进行质谱分析。结果SaLDC有28个密码子的RSCU值>1.00,偏好使用以A/T结尾的密码子;SaLDC的密码子使用偏好性与拟南芥最接近,与大肠杆菌差别最大。优化后的optSaLDC在大肠杆菌中最佳表达条件为IPTG浓度1.0 mmol/L,诱导温度15℃,诱导时间16 h。LC?MS/MS鉴定诱导得到的SaLDC蛋白分子质量为48990.51 Da。结论诱导获得的optSaLDC纯化蛋白可用于后续体外SaLDC酶活性分析,为深入研究该基因的功能提供依据。     

地黄RgGGPPS2基因克隆、生物信息学分析及表达分析

目的为了研究地黄萜类化合物生物合成途径的功能基因,从地黄中克隆了一条新的地黄GGPPS基因(RgGGPPS2),进行生物信息学分析,原核表达、纯化以及基因表达模式分析。方法根据地黄转录组数据中RgGGPPS2基因的序列信息,设计特异性引物,克隆了RgGGPPS2基因的开放阅读框(ORF)序列,构建pET32a-RgGGPPS2原核表达载体,用IPTG在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达RgGGPPS2重组蛋白,荧光定量PCR检测RgGGPPS2基因的组织特异性表达。结果 RgGGPPS2基因的ORF为867 bp,编码289个氨基酸。生物信息学分析结果发现RgGGPPS2蛋白含有2个富含天冬氨酸的基序FARM(first aspartate-rich motif)和SARM(second aspartate-rich motif),RgGGPPS2与芝麻、长春花等双子叶植物中GGPPS蛋白的同源性较高。通过构建pET-32a-RgGGPPS2原核表达载体在大肠杆菌中成功表达RgGGPPS2重组蛋白,利用Ni2+亲和色谱得到了纯化的RgGGPPS2重组蛋白。荧光定量PCR结果显示RgGGPPS2基因在根中表达量最高,其次是叶,茎中最低。结论克隆了RgGGPPS2基因,获得了纯化的RgGGPPS2重组蛋白,为研究RgGGPPS2基因在地黄萜类化合物生物合成途径中的功能奠定了基础。