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建泽泻鲨烯合酶原核表达、功能验证及其免疫检测研究
泽泻鲨烯合酶(AoSS)催化法呢基焦磷酸[(farnesyl diphosphate,FPP)]合成鲨烯,是碳源流向原萜烷型三萜生物合成的关键调节酶.为深入研究AoSS基因的功能及表达,课题组将前期克隆获得的建泽泻鲨烯合酶基因(accession No.JX866770)的开放阅读框(ORF)构建到原核表达载体pCzn1上,并在大肠杆菌BL21 (Roseta)中进行诱导表达,诱导表达出的融合蛋白主要以包涵体的形式存在,经纯化获得高纯度的目的蛋白;以此目的蛋白进行体外酶促反应验证其功能,其结果显示该目的蛋白具有催化法呢基焦磷酸生成鲨烯的活性;为进一步研究其表达规律,在此基础上,利用该蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体并纯化,ELISA检测抗体效价大于1∶51 200,Western blotting检测表明其具有较好的特异性;用制备得到的抗体免疫检测建泽泻AoSS在不同组织中的表达情况,结果显示建泽泻块茎中AoSS表达高,其次为叶,根中表达甚微.原核表达载体的成功构建、基因功能的进一步验证及快速免疫检测方法的建立,为进一步开展AoSS基因功能及其调控的研究奠定基础,为泽泻资源性成分原萜烷型三萜的合成生物学应用提供科学依据.
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催化甾体羟基化的P450氧化酶BM3的蛋白质工程的研究进展
甾体关键位点的羟基化在药用甾体的合成中发挥重要作用。为探究细胞色素 P450（CYP450）氧化酶 BM3在甾体羟基化合成中的潜在应用，基于细胞色素 P450 BM3的蛋白质工程逐渐发展起来。在取得的若干 P450 BM3突变酶的基础上，通过新一代测序技术和生物信息学分析等方法，筛选出催化甾体羟基化的相关 CYP450。根据易错 PCR等定向进化技术获得了突变位点信息，进一步采用（饱和）定点突变等进化技术对活性氨基酸位点进行分析，再经过筛选获得既高于亲本酶也高于易错 PCR技术得到的突变酶活力的新突变酶，并对突变体进行功能验证，进一步阐明甾体羟基化的可行性和重要性。此外，P450 BM3催化底物和生成产物的选择性可以通过迭代的组合活性位点突变而改变。本文旨在探究近年来科研人员在 P450氧化酶 BM3蛋白质工程催化甾体羟基化的改良领域中所做的尝试、获得的成果以及存在的问题，为 P450 BM3羟基化疏水性甾体的深入研究提供理论依据。
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人宫颈癌Hela细胞穿透肽的噬菌体展示技术筛选
目的 细胞穿透肽是近年来发现的具有穿透哺乳动物生物膜功能,并能介导大分子物质跨膜转导的一类小分子肽段.该肽段以其转导效率高,速度快,生物活性好,对细胞损害小等特点,成为药物导向治疗方法 研究领域的热点.本研究目的 在于利用噬菌体展示技术高通量、系统地筛选人宫颈癌Hela细胞的穿透多肽.方法 以Hela细胞作为对象,利用噬菌体随机肽库,采用细胞筛选的方法 ,筛选具有细胞膜穿透作用的多肽.将筛选得到的穿透多肽与增强型绿色荧光(EGFP)融合表达,通过荧光显微观察技术快速对多肽的穿透功能进行验证.结果 通过4轮的噬菌体文库筛选,目的 多肽得到了有效而快速地富集.初步的测序和验证得到了3条具有明显介导融合蛋白内化的短肽序列.结论 成功建立起基于噬菌体随机肽库的细胞穿透肽筛选技术,为肿瘤导向药物载体的研究开发奠定了基础.
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曼地亚红豆杉IPI基因克隆与功能鉴定
紫杉醇(taxol)是从裸子植物红豆杉中提取的具有抗癌作用的天然药物.异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IPI)是紫杉醇生物合成途径上催化IPP和二甲基烯丙基焦磷酸(DMAPP)之间进行可逆转化的异构酶.本研究从曼地亚红豆杉中首次克隆了编码IPI蛋白的基因序列(GenBank登录号为KP970677),并对其进行详细的生物信息学分析.研究表明,本研究所获得的IPI基因cDNA全长1 232 bp,编码233个氨基酸,包含Nudix保守结构域,与其他物种的IPI具有高度同源性;系统进化分析表明,植物IPI被分为被子植物和裸子植物两大类群,本文所研究的红豆杉IPI属于裸子植物IPI类群,该结果与红豆杉属于裸子植物这一事实相符;Southern杂交结果表明:TmIPI是紫杉醇等萜类生物合成途径IPI家族成员.功能验证结果表明:在大肠杆菌中过量表达IPI推动代谢流向下游流动,促进β-胡萝卜素的生物合成,说明IPI在紫杉醇等萜类相关产物生物合成中是一个重要的调节因子.
关键词： 曼地亚红豆杉 紫杉醇 异戊烯基焦磷酸异构酶 功能验证 -
泽泻法呢基焦磷酸合酶原核表达、功能验证及其免疫检测研究
泽泻法呢基焦磷酸合酶[farnesylpyrophosphatesynthaseofAlismaorientale(Sam.)Juzep.,Ao FPPS]是泽泻原萜烷型三萜生物合成途径中的重要限速酶之一.为进一步研究Ao FPPS基因的表达及其功能,本研究将前期获得的泽泻法呢基焦磷酸合酶基因(accessionNo.HQ724508)插入到原核表达载体,构建重组表达载体p Czn1-Ao FPPS,转化BL21原核宿主菌,经诱导表达获得融合蛋白;利用Ni树脂亲和纯化技术对融合蛋白进行纯化获得高纯度的重组蛋白,并进行体外酶促反应以验证其功能,高效液相色谱结果表明Ao FPPS能够催化法呢基焦磷酸(farnesyl pyrophosphate,FPP)的合成.为进一步研究其表达规律,将该纯化后的重组蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体,酶联免疫吸附测定(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)检测抗体具高效价,且Westernblot结果显示该抗体可特异性识别Ao FPPS蛋白,建立了Ao FPPS的快速免疫检测方法.本研究为揭示Ao FPPS在泽泻体内的作用机制及其基因的调控与表达奠定基础,为利用植物基因工程提高泽泻资源性活性成分含量、改善中药材品质提供科学依据.
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南方红豆杉DXS基因的克隆与功能分析
目的 从南方红豆杉Taxus chinensis获得紫杉醇生物合成途径关键酶1-脱氧-D-木糖醇-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase,DXS)基因(TcDXS)并进行生物信息学和表达模式分析以及亚细胞定位和功能鉴定.方法 采用RACE技术获得TcDXS全长;利用qRT-PCR分析TcDXS在南方红豆杉不同部位的表达情况;采用亚细胞定位分析TcDXS在细胞中的位置;用颜色功能互补实验检测TcDXS功能.结果 获得的TcDXS由3 031个核苷酸组成,包含了2 229 bp编码区,编码742个氨基酸,其蛋白相对分子质量为79 400,等电点(pI)为7.99;qRT-PCR检测表明TcDXS在南方红豆杉的嫩叶柄中表达量高,其次是叶和皮,根和茎中的表达量较低;亚细胞定位结果表明,TcDXS定位在叶绿体中;功能互补实验结果表明,在共同转化pAC-BETA和pTrc-TcDXS的大肠杆菌菌落呈现出橘黄色.结论 TcDXS的克隆和功能分析为深入研究紫杉醇生物合成途径和实现其代谢工程奠定了基础.
关键词： 南方红豆杉 紫杉醇 1-脱氧-D-木糖醇-5-磷酸合成酶 亚细胞定位 功能验证
