细菌制造胰岛素实验成功

去年Goodman H.M.等报导鼠胰岛素基因转移到大肠杆菌中成功(Sci.,196,1313,1977),但胰岛素基因在细菌中还不能完全表达,即细菌不能制造胰岛素。但转移的成功为细菌产生胰岛素迈开了具有重要意义的一步。继这项工作之后,去年12月Hope市国家医学中心和加州大学研究小组宣布人脑激素(Somatostatin)基因转移到大肠杆菌中获得成功,并获得功能性产品——细菌能合成的人脑激素(Sci.,198,1056,1977),这一重点突破引起了科技界的哄动,实验的成功为进一步研究更复杂的激素基因的转移和表达带来希望。今年6月据美国《化学周报》(1978,6月     

用细菌合成人胰岛素链

这是用化学合成的人工基因在遗传工程研究中取得成功的第二个实例。实验设计的原理和步骤与第一个实例即生长激素释放抑制因子(Somatostatin)的完全相同(见本刊1978年第4期第147页):先用有机化学方法分别合成人工胰岛素的A链、B链的结构基因,然后用一系列DNA重组技术分别连接到大肠杆菌质粒上,这些质粒含有产生β-半乳糖苷酶的乳糖操纵子。当这些质粒转化至大肠杆菌以后,就可以使A、B链的结构基团都在乳糖操纵子调控系统下得到表达合成分别含有A链、B链的多肽分子,用溴化氰处理这些多肽链可以将A链、B链从β-台乳糖苷酶链上切除下来,A链、B链再分别纯化的。最后象我们在人工合成胰岛素工作中一样,将A链、B链通过二硫键联结成完整的胰岛素分子。迄今遗传工程在实际应用领域中所取得的这二个辉煌成果都是借助于有机合成的人工基因,这一事实对我们有机化学工作者是值得引起重视的。     

化学合成的亮氨酸脑啡肽基因在大肠杆菌中的克隆和表达

化学合成的亮氨酸脑啡肽(LEK)基因与质粒pBR322重组,转化大肠杆菌,经过原位杂交筛选,限制性图谱分析和Southern杂交鉴定,获得一批LEK基因重组体。插入乳糖操纵子(1ac)启动基因控制LEK基因的表达。一个lac转录方向和LEK基因转录方向相同的表达质粒,pLE103,能在大肠杆菌中产生LEK。用放射免疫分析方法检测,LEK的产量可达每毫克细菌蛋白426毫微克。     

霍乱弧菌无毒肠毒素A~-B~+基因在大肠杆菌的表达

应用DNA体外重组技术,成功地将霍乱弧菌毒素(CT)基因,在大肠杆菌中改建成CTA~-B~+基因克隆。组构的pMM-CTB重组质粒,在大肠杆菌中能高表达CTB亚单位,并能分泌到细胞外。     

化学合成基因的新成就

生长激素释放抑制激素(Somatostatin)是哺乳类动物中才存在的,由下丘脑分泌的多肽类激素,是十四肽。根据遗传密码理论,从上述十四肽的化学结构可以推断出该激素的基因(即脱氧核糖核酸DNA)的化学结构。Itakura等人根据这样推测出来的结构,用化学方法合成了相应的DNA,然后将此DNA连结到控制半乳糖苷酶的生物合成的DNA上。这样得到的DNA再连接到大肠杆菌的质粒上。质粒是一种双链环状     

人生长激素基因在花叶芋中的整合与表达

本试验将人生长激素(hGH)基因插入质粒载体pLGV1103中,构建了重组质粒pLB-9,将此重组质粒引入携带Ti质粒pGV3850的农杆菌,经同源重组,获得共整合重组体pGL198(hGH)Ti质粒。用叶盘共培养法,使pGL198(hGH)转化单子叶植物花叶芋(Caladium bicolor),获得转基因再生植株。经胭脂碱、新霉素磷酸转移酶、Southern印迹以及Western印迹等分析,表明hGH基因已整合到花叶芋DNA中,并且合成了分子量为22kD的表达产物。     

溶栓与抗栓双功能尿激酶原突变体的模拟、构建与表达

将抗栓肽(Decorsin)嫁接到低分子量尿激酶原(scuPA-32k)上,可以期望获得既具有抗血小板聚集活性,又具有溶栓活性的新型基因工程蛋白质分子.利用计算机辅助分子设计手段模拟了该融合蛋白的分子结构,证明其活性区可以正常发挥功能.根据大肠杆菌偏好密码子合成Decorsin的基因,与scuPA-32k基因融合在一起,构建新的嵌合体基因dscuPA,并在大肠杆菌中通过IPTG进行诱导表达,该重组蛋白在大肠杆菌中以包涵体的形式存在.对包涵体进行变性和复性并通过层析纯化得到目的蛋白质.用纤维蛋白平板法测得重组蛋白的比活为92000IU/mg.激活纤溶酶原的酶促动力学性质与天然低分子量尿激酶相似,且有较强的抑制血小板聚集的功能.重组蛋白dscuPA不但具有较强的溶栓功能,而且具有抗栓功能.     

以β-半乳糖苷酶为标记选出高效表达乙型肝炎病毒表面抗原的天坛株重组痘苗病毒

我们从天坛株痘苗病毒的基因组中,分离编码11K及25K蛋白的双向转录启动子,以胸苦激酶(TK)基因为旁侧序列,插入到质粒pAT153中,构建成可以同时表达两个外源基因的载体质粒,并将乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)基因及大肠杆菌的β-半乳糖苦酶(LacZ)基因,插入该载体质粒,使它们分别在11K及25K启动子钠控制下,构建成共表达质粒。用钙沉淀法将此质粒DNA同天坛株痘苗病毒在细胞内进行同源重组,在含X-gal的培养基挑蓝色蚀斑,简便、准确地选出重组痘苗病毒。所选到的重组痘苗病毒高效表达了HBsAg。我们还把上述重组痘苗病毒接种动物,观察了它们的毒力及免疫原性。     

啤酒酵母PRO3基因的克隆、表达及鉴定

酵母菌的脯氨酸合成代谢途径及其酶基因的研究是近几年才开始的。我们曾在细菌中克隆了酵母的PRO2基因。在此基础上,我们又进一步克隆了PRO3基因。它不仅能在酵母中很好互补,也能在细菌中高效表达,并且都能测到很高的酶活力,说明了此基因在真核酵母菌和原核细菌中都能利用它们的转录,翻译等系统。当PRO3基因克隆到多拷贝质粒上后,不论在酵母中,还是在细菌中,其基因产物的活性并不比在单拷贝染色体上的活性高。说明此基因的表达在调节上有着它的特殊性。     

遗传工程和质粒

I、引言这里首先要解释一下遗传工程(或基因工程)的含义,然后介绍如何进行基因操作。最后讨论此新领域的某些有关事项以及概述可能的发展。从词义上广义地讲遗传工程不是新的,作为变异和选种的结果,多年来遗传学家已能改变病毒、细菌,甚至在某些场合还有高等生物的基因组。最近用高等生物的细胞融合和细胞核转移的办法也已创造出遗传学上不同的细胞谱系。事实上,本文所谈的遗传工程含义是:在体外将基因,一组基因或部分基因,越过种属差异的障碍从一种生物转入另一种生物的新     

单细胞激光拉曼光谱检测重组大肠杆菌细胞表达甲酸脱氢酶

甲酸脱氢酶(FDH,EC1.2.1.2)在工业生产中有重要的应用价值,工业上应用的FDH可以通过构建高水平表达重组FDH蛋白的基因工程菌生产,用分子生物学的方法检测重组蛋白的高效表达和积累操作繁杂,耗时耗力且需要破碎细胞。为了寻找一种简单快速,不需破碎细胞,且能实时检测FDH重组蛋白在基因工程菌中表达情况的方法,本研究应用单细胞激光拉曼光谱分析技术(LTRS),研究IPTG诱导不同时间后甲酸脱氢酶重组蛋白(FDH)在大肠杆菌细胞中的表达水平。结果表明,FDH的特征峰1004,1355,1455和1667cm-1随着IPTG诱导时间的延长而增强,说明在诱导培养过程中FDH重组蛋白在重组大肠杆菌细胞中表达并积累,这4个峰强的增加值所反映的FDH表达量与SDS-PAGE电泳分析结果一致。实验结果证明,LTRS是快速有效检测单个大肠杆菌活细胞体内重组FDH实时表达的一种非入侵方法。     

乙型肝炎病毒核心抗原基因结构对其在大肠杆菌中表达的影响

本文将含乙型肝炎(以下简称乙肝)病毒(HBV)核心抗原(HBcAg)基因的1kbHhaI酶切HBV·DNA片段用BAL-31外切酶切除两端非编码区,连接EcoRI合成接头后插入到载体pUR222的EcoRI位点,转化受体菌后筛到一系列不同HBcAg表达水平的重组体。分析高表达和低表达重组体工作中,发现在同一乳糖启动子、核糖体结合部位(SD序列)和Lac Z基因N端第5氨基酸后连接的HBcAg基因,由于在ATG5′端上游—7至—35核苷酸区有一呈部分迥文的序列,当转录成mRNA时可形成一环茎二级结构,是否用BAL—31酶切除此结构对表达水平影响极大。高表达重组体HBcAg产量可占菌体总蛋白9％,低表达的只为其千分之一。本文并对此现象在原核细胞中表达真核基因的意义进行了讨论。     

SARS病毒核衣壳蛋白的表达与鉴定

依据Genebank中SARS基因组序列和酵母菌对密码子的选择性,采用人工合成的方法,合成了优化的SARS病毒核衣壳蛋白(N)的全基因(1296bp),与CTL表位基因(195bp)重组后,将其克隆到酵母分泌型表达载体pPIC9K中,构建成重组表达载体pPIC9K-N.重组载体转化毕赤酵母GS115,并经MD平板和MM平板筛选及PCR鉴定,得到阳性重组酵母工程菌GS115-pPIC9K-N.用甲醇诱导其分泌表达目的蛋白并对表达产物进行分析、浓缩与鉴定.结果表明,SARS病毒核衣壳蛋白能实现在毕赤酵母中高效表达,表达量达到20%,初步纯化后的产物具有良好的抗原特异性.     

苯硝化反应中电子转移反应重组能的计算

提出了重组能的量子化学算法,在用CISD/6-31G基组水平上,得到苯硝化反应中反应物及过渡态的结构.并计算了各自交换电子转移反应以及交叉电子转移反应的重组能,同实验重组能进行了比较.计算用了Gaussian 94程序.从重组能的角度分析了苯硝化反应.结果表明,对于NO2++NO2→NO2+NO2+的自交换电子转移反应,重组能较大,结论为: 在芳烃硝化反应中,存在以NO2+为氧化剂的电子转移步骤的可能性很小,而从动力学的角度上,用NO+作反应的氧化剂更有可能.     

HIV-1嵌合抗原的纯化及免疫原性分析

为获得高效的HIV诊断试剂,选定HIV-1的外膜蛋白env中469-511aa,538-674aa和700-734aa3处包含较多抗原位点的区域作为免疫抗原,用PCR的方法从HIV-1全基因扩增编码这3处片段的基因序列,将它们克隆到原核表达载体中,利用大肠杆菌表达系统表达嵌合蛋白.结果发现,3段嵌合基因能在大肠杆菌BL21(Star)中表达,通过Ni-sepharose4B金属Ni螯合层析柱分离纯化目的产物,酶联免疫检测结果表明,纯化抗原有较强的抗原特异性.     

金属卟啉蛋白质结合体的结构与功能*

在生命活动中起重要作用的蛋白质和金属卟啉是典型的生物高分子和金属配合物,而且绝大部分蛋白质与金属卟啉是通过形成结合体共同发生作用的,因此,研究天然金属卟啉蛋白质结合体的结构与功能并进行人工模拟受到关注并取得了很大进展。本文在对蛋白质与金属卟啉的结构与类型进行简单介绍的基础上,综述了 金属卟啉与蛋白质的天然结合体,如细胞色素P-450、过氧化物酶、血红蛋白、肌红蛋白及脑红蛋白等。总结了金属卟啉与蛋白的人工结合体,如原卟啉、血卟啉及其衍生物与血清白蛋白的结合体;合成水溶性与不溶性金属卟啉与白蛋白的结合体。介绍了人工合成蛋白,即基因重组蛋白与合成金属卟啉的结合体,如用做人工合成血液的栏式铁卟啉白蛋白结合体。到目前为止,不但金属卟啉可以合成,而且白蛋白、血红蛋白也可以通过基因重组进行人工合成。金属卟啉蛋白质结合体已应用于制备人工血液、疾病检测、治疗,及光解水产氢等多个领域。     

胰岛素化学及生物化学的研究概况

胰岛素是动物胰岛β细胞分泌的一种蛋白质激素。目前医药临床上主要用来治疗糖尿病。人们对胰岛素的研究已将近有二百年的历史。早期的研究工作主要是由临床医生进行的,如1788年,医生 Cowley 就观察到胰脏功能的破坏与糖尿病的产生有密切的关系。后来又有人用外科手术方法将动物胰脏切除,从而引起人为的糖尿病。1900年,Schulze 和 Seobolew 证实胰脏兰氏(Langerhans)小岛细胞能产生一种可以降低血糖的物质。1909年,de.Meyer 将这种未知物质命名为胰岛素。但直到1922年加拿大科学家 Banting 和 Best 才真正从胰脏中抽提出胰岛素。此后,人们便开始进行胰岛素化学、生物     

来源于Alcaligenes A-6的D-氨基酰化酶基因的合成与融合表达

将来源于Alcaligenes A-6的D-氨基酰化酶基因用大肠杆菌中的丰沛密码子替换, 利用化学和基于聚合酶链反应(PCR)技术的酶促方法进行基因全合成, 利用pET-32a构建重组表达载体pET-dan, 转化进E.coil BL21(DE3)中进行融合表达. 经SDS-PAGE电泳、 Western-blot检测和活性测定发现, D-ANase可在大肠杆菌中高效表达, 目的蛋白可达到菌体总蛋白的69.2%, 密码子优化后基因构建的工程菌发酵活性为96 U/mL, 重组蛋白经超声细胞破碎及Ni²⁺柱亲和层析纯化, 比活可达1692.3 U/mg, 纯度可达95%以上.     

基因nifA产物对肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)gln突变型的Nif~-表型的校正和固氮酶的组成型合成的作用

本文叙述固氮基因nifA对肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)固氮作用的氨调节的影响。首先建构一个带有基因nifA的重组质粒,使基因nifA处于四环素抗性基因启动子控制之下。当这个建构成的带有基因nifA的质粒引入谷氨酰胺合成酶基因glnAG的突变型后,这个突变型的Nif~-表型就得到校正。此外,当这个质粒引入野生型和gln突变型后,两者在氨存在下都发生固氮酶合成的去阻遏作用,并在双向凝胶电泳上可以检测出固氮基因产物的存在。同样地,当自生固氮菌阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)E26接受了这个重组质粒后也能观察到固氮酶的组成型合成。     

三相催化合成苄醚和芳醚

芳香族混醚的经典合成,通常用Williamson法,该法反应条件比较苛刻,某些醚类的产率较低。本文是用季铵盐类相转移催化剂连接到二乙烯基苯交联聚苯乙烯上,形成了不溶性的固体高分子相转移催化剂,以相转移催化的机制,用于加速水-有机两相体系的反应,三相催化成功地合成了五种苄醚和芳醚。