牛肠激酶基因工程菌的构建、高密度发酵、纯化及活性鉴定

肠激酶（enterokinase，EK）是一种专一识别DDDDK氨基酸序列、并水解K后肽键的丝氨酸蛋白水解酶．根据GenBank序列进行人工合成牛肠激酶轻链基因cDNA，测序正确后将其插入甲醇酵母分泌型载体pPICZαA，得到重组质粒pPICZαA／EKL，重组载体经线性化后转化Pichia pastoris SMD1168H，筛选得到重组牛肠激酶轻链工程菌．分别对重组酵母工程菌进行高密度发酵、rEKL（recombinant enterokinase light chain，rEKL）纯化、N端序列测定、生物学活性鉴定等研究工作．结果表明，发酵上清中rEKL含量高，纯化的rEKL专一性强、无其他杂酶活性、N端15个氨基酸序列与文献报道一致．图5参17     

氨基酸侧链基团的特异性化学修饰对玉帘凝集素凝血活性和促淋巴细胞有丝分裂活性的影响

石蒜科植物玉帘 (ZephyranthescandidaHerb)的球茎 ,经生理盐水浸取、硫酸铵分级沉淀、DEAE -Sepharose和SephacrylS - 10 0分子筛层析 ,分离纯化出玉帘凝集素 (Z .candidaaggulutination ,ZCA) ,在SDS -PAGE显示单一蛋白带 ,经分子筛层析测得相对分子量 (Mr)约为 4 8× 10 3 .采用不同的化学修饰试剂对玉帘凝集素中的不同氨基酸侧链基团进行修饰 .结果表明 :Arg残基的修饰引起兔红细胞凝集活性下降 73% ,Trp残基的修饰引起兔红细胞凝集活性下降 36 % ;Ser/Thr残基的修饰导致促淋巴细胞有丝分裂活性下降 2 9.3% ,细胞分裂比率下降 7.2 % .图 3表 2参 12     

自剪切及活性相关位点的组合突变提高头孢菌素C酰化酶水解活力

7-氨基头孢烷酸是合成头孢类抗生素的重要中间体,利用头孢菌素C酰化酶直接催化头孢菌素C获得7-氨基头孢烷酸的一步酶法与其它方法相比更加经济和环保,其关键是获得高活性的头孢菌素C酰化酶.本文以来源于Pseudomonas sp.KAC-1的Ⅰ类头孢菌素C酰化酶(CPCase-kac)蛋白序列为模版,对其基因进行全局优化设计,人工合成目的基因,并克隆至表达载体p ET28b,实现了CPCase-kac的高效表达.但是重组蛋白CPCase-kac表达活性较低,且自剪切不彻底,表达蛋白中存在前体形式的CPCase-kac,而头孢菌素C酰化酶的自剪切和活性往往相关.对CPCase-kac分子中影响活性的Y150、Q220、F347氨基酸位点进行饱和突变发现,活力提高的突变体Q220W、Q220G其第二次自剪切明显降低,而活力提高的突变体Y150R、Y150N、Y150H、Y150W及F347H、F347Y,自剪切却没有显著影响.将这些突变进行组合,最终得到了比活力提高了8.3倍的突变体Y150W/Q220G/F347Y.虽然Y150W/Q220G/F347Y突变体活性显著提高,但是其也具有Q220G较差的第二次剪切的特性.同时发现,外部条件改变可以影响CPCase前体或α’亚基的继续自剪切.这些发现为进一步提高CPCase-kac活性及应用打下了基础.     

红花石蒜球茎凝集素的纯化及部分性质

石蒜科植物红花石蒜(Lycorisradiata)球茎经生理盐水浸取、硫酸铵分级沉淀、DEAE-Sepharose和SephacrylS-100分子筛层析得到石蒜凝集素(L. radiataagglutinin, LRA).经SDS-PAGE检测为单一蛋白带,亚基相对分子量Mr为12×103,SephacrylS-100凝胶过滤测定Mr约为45×103,表明LRA是由4个相同亚基组成的蛋白.LRA能凝集兔红细胞和大肠杆菌,最低凝集浓度分别为0. 95μg/mL和1. 9μg/mL;LRA还能凝集啤酒酵母细胞.糖抑制实验显示,甘露聚糖和甲状腺球蛋白能有效抑制LRA的凝血活性.促淋巴细胞有丝分裂试验结果表明,LRA对外周血淋巴细胞具有很强的促有丝分裂能力;同时,LRA能有效地降低II型人类单纯疱疹病毒(HSV-II)对Vero细胞(非洲绿猴肾细胞)的感染,ρ(IC50 ) =5~10μg/mL之间,并且在500μg/mL时对正常Vero细胞无细胞毒性. 图1表6参15     

不对称还原α-氨基苯乙酮菌种的筛选及转化条件优化

芳香基手性胺醇是许多手性药物合成的重要手性砌块,生物催化不对称还原前手性酮是合成该类醇的重要方法之一.以α-氨基苯乙酮盐酸盐为模型底物从土壤中筛选获得两株能分别高立体选择性催化底物产生R型、S型相应醇的菌株,对映体过量值(e.e.)分别为99%和77%,编号为1403和4802,鉴定菌株所属为镰刀菌属和地霉属.对两株菌培养时期和转化条件的研究表明镰刀菌1403最适生长时间为24 h,最优菌体浓度20 g/L,最优底物浓度5 g/L;地霉4802最适生长时间24 h,最优菌体浓度80 g/L,最优底物浓度3 g/L.底物特异性研究表明,菌株1403和4802均可转化α-氯代苯乙酮、α-溴代苯乙酮、α-羟基苯乙酮和苯乙酮为相应醇,且以α-羟基苯乙酮为底物时,其产物均为S型,e.e.值达99%.     

重组人干细胞因子中试工艺研究

人干细胞因子(Human stem cell factor, hSCF)是一种重要的造血细胞因子,能刺激造血细胞的生长、增生与分化.本文在重组hSCF工程菌的基础上,通过高密度发酵培养、包涵体分离纯化、变复性、SP-Sepharose FF、Source 30RPC与Q-Sepharose FF层析等技术分离纯化出具有生物学活性的重组人干细胞因子,建立了适合大规模生产重组人干细胞因子的分离纯化工艺.纯化的rhSCF纯度达98%以上,生物活性为1.0×106 IU/mg,各项质量检测指标均符合质量控制标准.该纯化工艺简单易行,一批次能制备克级样品,且产品回收率高,重复性好.     

人载脂蛋白A5基因的克隆、表达、纯化及多克隆抗体制备

人载脂蛋白A5(ApoA5)是血浆三酰甘油水平的重要决定因素之一,与心血管疾病密切相关,因此获得高纯度的载脂蛋白A5及其抗体具有重要的意义.本文利用PCR技术,从人肝癌细胞系7721的cDNA中扩增出ApoA5基因,并克隆到pThioHisD载体中导入大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达.经优化条件,发酵得到高效表达的融合蛋白,利用融合蛋白上的一段组氨酸序列,用镍离子亲和柱进行纯化,得到纯度大于95%的融合蛋白.使用纯化蛋白免疫新西兰大耳兔,得到多克隆抗体,Western印迹结果显示此多克隆抗体能与ApoA5特异性结合.图6参28     

岩豆凝集素分子中色氨酸残基的化学修饰及其荧光光谱研究

从岩豆（Ｍｉｌｌｅｔｔｉａ ｄｉｅｌｓｉａｎａ Ｈａｒｍｓ ｅｘ Ｄｉｅｌｓ）种妇中分离纯化得到的岩豆凝集素（简称ＭＤＬ）经链霉蛋白酶水解,测得其分子中含有４个色氨酸（Ｔｒｐ）残基。用Ｎ－溴代丁二酰亚胺（ＮＢＳ）对ＭＤＬ分子中的色氨酸残基进行化学修饰,在无变性剂存在下有３．６个Ｔｒｐ残基被修饰,在变性条件下可修饰３．８个Ｔｒｐ残基。修饰后ＭＤＬ活性均丧失,且甘露糖对ＭＤＬ活性雎有保护作用。表明Ｔｒ     

顺丁烯二酸异构酶工程菌发酵条件优化

为提高重组大肠杆菌中顺丁烯二酸异构酶表达量,通过正交试验设计,对工程菌的生长条件和目的蛋白可溶表达条件进行优化.采用250 mL三角瓶中装有50 mL(Amp 100 mg L-1)的培养基,分别研究培养基中葡萄糖、蛋白胨、酵母浸粉的浓度,培养基pH值以及摇床转速、装液量、接种量等对蛋白可溶表达量的影响.确定顺丁烯二酸异构酶工程菌最优化培养基为:蛋白胨20 g L-1、酵母浸粉2.5 g L-1、K2HPO4·3H2O 3.0 g L-1、KH2PO4 1.5 g L-1、NaCl 6 g L-1、MgSO43 g L-1,培养基pH调至6.5.确定顺丁烯二酸异构酶工程菌可溶性表达最优条件为:37℃下培养至D600 nm值为1.0时,添加终浓度为0.05 mmol L-1的IPTG进行诱导,诱导温度37℃,摇床转速220 r min-1,装液量20%,接种量5%,诱导时长为6 h.利用BioFlo 415发酵罐以最优化的培养基和发酵条件对该工程菌进行了3批发酵实验,与摇瓶实验相比,顺丁烯二酸异构酶的表达量提高了近1.5倍,单位发酵液的酶活力由46 U mL-1发酵液提高到78 U mL-1发酵液.以上数据为顺丁烯二酸异构酶重组工程菌的中试发酵奠定了基础.图7表2参17     

烯酮还原酶基因的克隆与优化表达

烯酮/酯还原酶可以专一性地还原烯酮/酯中的碳碳双键,并引入两个手性中心,是手性化合物生物催化合成的重要酶类之一;在使用烯酮/酯还原酶进行全细胞手性分子生物催化合成中,其他还原酶的存在常导致副反应的产生.为研究烯酮/酯还原酶的理化性质、底物的专一性、产物的手性特点等,需要经过纯化的烯酮/酯还原酶.为此,根据烯酮还原酶(Enoate reductase,ERs,EC 1.3.1.31)的基因序列设计引物,以丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)ATCC824基因组DNA为模板,通过PCR扩增技术得到了目标酶的基因,目的片段全长为1 995 bp,共编码664个氨基酸,相对分子质量为73×103.将烯酮还原酶基因连接到pET-32a(+)上,构建表达质粒pET-32a(+)-ERs,并成功在Escherichia coli Rosetta(DE3)pLysS中表达.在摇床上优化的表达条件为:诱导温度为18℃,诱导起始时菌体D600 nm为0.6～0.8,转速为100 r/min,诱导剂IPTG浓度为0.1 mmol/L,诱导培养时间为12 h,表达的烯酮还原酶大部分以可溶性形式存在于菌体内.