中国人ω1型干扰素基因的克隆、一级结构测定以及在大肠杆菌中的表达

采用聚合酶链反应(PCR)方法,从中国正常胎儿肝细胞染色体DNA中分离并克隆了人ω1型干扰素基因,测定了核苷酸全序列,表明原有争议的第88位密码子为GGA的核苷酸序列是正确的,因此该氨基酸为Gly。随后又利用PCR技术将所获的ω1型干扰素基因原始克隆改造成适于在大肠杆菌中表达非融合蛋白的结构形式,并以pBV220为载体在P_RP_L串联启动子控制下进行温控表达。表达产物的抗病毒活性达6.5×10~7单位/升菌液(O. D_600=0.75)。IFN-ω1不仅具有很高的抗病毒活性,同时在结构上与动物滋养层蛋白高度相似,而后者又是作为母体妊娠识别信号存在于多种动物体内的抗黄体退化蛋白,因此本文获得的这—ω1型干扰素基因及重组蛋白在理论和实际上都有进一步研究的价值。     

胆固醇修饰的非天然HR序列肽类HIV-1融合抑制剂的合成及活性初筛

将胆固醇分子通过1个半胱氨酸侧链硫醚键和1个β-丙氨酸连接臂引入到所设计的非天然HR序列抗HIV融合活性多肽的C端和N端,合成了与天然C肽序列同源性很低的非天然序列的类肽抗HIV融合分子,以考察胆固醇修饰对非天然HR序列活性的影响,探讨克服耐药性的新思路.生物活性评价结果表明,胆固醇与HR肽C端结合物抑制HIV融合活性显著提高,而连接到N端的序列则完全失去了抗病毒活性,表明所设计的非天然序列确实具有与天然序列类似的作用机制.     

热处理对海参溶菌酶C端多肽的抑菌活性和结构的影响

实验优化了重组蛋白C端多肽(SjLys-C)的E.coli Rosetta(DE3)pLysS表达系统,将重组质粒pET-32a(+)-SjLys-C转入有助于蛋白二硫键正确折叠的新表达宿主E.Coli Rosetta-GamiB(DE3)pLysS中.SDS-PAGE分析表明,重组蛋白SjLys-C在宿主中得到高效可溶表达.抑菌实验结果表明,重组蛋白SjLys-C具有较高的抑菌活性;经100℃处理40 min后,蛋白SjLys-C的抑菌活性提高.分子动力学(MD)模拟表明,SjLys-C蛋白具有高度的热稳定性,蛋白热处理后未变性,仍维持完整的三级结构.但在热处理过程中,SjLys-C多肽的氨基酸残基随温度变化发生内部结构的重排.其中C端区、N端区和活性区域(10~20)内氨基酸残基的柔性增加,蛋白整体构象展开,导致被包埋在内部的2个活性位点(Ser18,His48)暴露,并且它们之间的距离缩短;而活性区域(37~47)内氨基酸残基的构象调整,导致区域结构紧凑,使2个活性位点间的距离改变.     

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.     

多肽酰肼连接法合成C端香豆素修饰的泛素

C端用香豆素修饰的泛素分子（Ub-AMC）是研究蛋白质泛素化过程的重要探针.该探针分子的制备目前主要依靠生物表达结合化学修饰的方法,合成效率较低.本文使用多肽酰肼连接反应,发展出化学全合成Ub-AMC分子的新路线.该方法通过N到C顺序两次连接实现了目标分子的组装,再通过自由基脱硫反应得到天然结构的Ub-AMC分子,有望实现较大量的合成.通过酶学活性实验,证实了通过新方法合成的Ub-AMC具有预期的生物活性.     

ApIV 3C蛋白酶抑制剂的虚拟筛选及活性测定

运用Discovery Studio 4.5软件,通过同源建模及分子动力学优化获得柞蚕小吐白水软化病毒(Ap IV)3C蛋白酶的3D结构;通过分子对接对天然产物库进行虚拟筛选,得到1个Ap IV 3C蛋白酶的有效抑制剂3',4',5,7-四羟基异黄酮(Orobol).分子对接和分子动力学(MD)模拟结果进一步证明Orobol能稳定结合于Ap IV 3C蛋白酶的结合口袋处.体内外的Ap IV病毒抑制实验结果表明,Orobol具有良好的抗病毒活性.     

合成的人γ-干扰素cDNA在大肠杆菌的高效表达

合成了人γ-干扰素(IFN-γ)cDNA,其特点是选用了大肠杆菌偏爱密码子。将合成基因克隆到含P_L启动子的不同表达载体中,共获得9种不同的表达质粒,它们的SD与起始密码子ATG间的距离(D)不同,在起始翻译区(TIR)的最小自由生成能△G_(f298)~°不同,故其表达量的差异也很大。其中pLY_4-γ_5表达的IFN_γ的量占菌体总蛋白的60％—80％,为国际上所罕见。表达高的原因是由于选择(D)距离适当,△G_(f298)~°较高,以及选用的密码子较好。采用十分简便迅速纯化IFN-γ的方法分离包涵体可达90％以上纯度,再经一步分子筛柱层析,IFN-γ纯度即可达95％以上,比活约2.0×10~7IU/mg。     

蜂毒肽类似物的合成和生物活性研究

Melittin(GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQ-NH₂)是蜂毒中含26个氨基酸残基的多肽,具有抗菌和溶血等生物活性,是典型的阳离子抗菌肽.本文设计合成了蜂毒肽C端15残基肽片段(GLPALISWIKRKRQQ-NH₂)及其类似物(15残基).研究了Melittin及这些合成肽的抗菌活性、溶血活性、疏水性及二级结构.结果表明,合成的类似物的溶血活性明显降低,抗菌活性基本保留,且与其疏水性相关.类似物中与碱性氨基酸簇(KRKR)距离较远的残基的疏水性对其抗菌活性有较大的贡献.多肽溶血与抗菌机理不同.类似物的抗菌活性和溶血活性与其二级结构(α-螺旋结构)没有明显的相关性.     

共固定化IFN-α和IFN-γ的抗宫颈癌作用

干扰素(Ⅰ型、Ⅱ型)是具有抗肿瘤作用的蛋白质型的细胞因子，与4-叠氮苯甲酸反应，经红外光谱确认生成物在约2118cm^-1处有叠氮基团的典型吸收，证明合成得到了光活性的干扰素。采用光固定法将光活性蛋白质固定到24孔组织培养聚苯乙烯板上，制成生物材料。实验通过扫描电子显微镜(SEM)，时光固定化细胞因子的微观形态进行观察。通过做细胞生长曲线，透射电镜观察两种细胞因子固定化抑制宫颈癌细胞生长、诱导细胞凋亡的情况。实验表明，共固定IFN-α和IFN-γ，能有效地抑制宫颈癌细胞的生长，在低剂量(60ng／孔)的情况下，抑制活性达到70％，而IFN-γ，具有明显的协同抑癌作用。     

缓激肽多肽片段间非共价作用的质谱研究

以缓激肽(R¹P²P³G⁴F⁵S⁶P⁷F⁸R⁹)分子作为研究模型, 用电喷雾质谱研究缓激肽分子碎片片段之间的非共价相互作用, 探讨了影响气相多肽分子构象稳定的氢键作用. 合成了与缓激肽分子在位置1断裂形成的碎片一致的RPPGFS和PFR多肽序列, 与在位置2断裂形成碎片一致的RPPGF和SPFR多肽, 以及N端或者C端去掉精氨酸的相应碎片多肽. 实验结果表明, 上述两个断裂位置产生的碎片多肽分别进行反应后, 都能发生非共价作用. 在断裂方式1下, PFR多肽在去掉C端的精氨酸R后, 与其他大多数多肽不发生非共价结合, 表明PFR中的R在缓激肽气相分子的构象中发挥重要的作用. 而在断裂方式2下, 去掉N端或者C端精氨酸的多肽之间都存在非共价结合, 即C端带有丝氨酸的SPF或SPFR多肽碎片仍然可以与N端碎片发生氢键结合, 表明丝氨酸很可能处于转角的位置. 通过对碰撞诱导解离(CID)的碰撞能量分析, 发现多肽RPPGFS和PFR, 以及多肽RPPGF和SPFR之间氢键结合较强, 而同时去掉N端和C端精氨酸得到的多肽之间的氢键结合较弱. 质谱滴定法定量测得的RPPGFS和PFR的结合常数为3.53×10³, 与RPPGF和SPFR的结合常数(3.16×10³)相接近,它们均大于去除精氨酸的PPGF和SPF的结合常数(1.25×10³). 质谱滴定实验结果进一步确认了碰撞诱导解离的分析结果, 表明缓激肽分子两端的精氨酸之间的氢键作用是气相缓激肽分子构象稳定的重要因素之一.     

基于抗原决定基的胰岛素分子印迹电化学传感器

采用抗原决定基法制备了胰岛素电化学分子印迹传感器.以胰岛素C端多肽作为模板分子,定向自组装在Au电极上,以邻苯二胺为功能单体,电化学聚合制备分子印迹聚合膜.以NaOH为洗脱液,洗脱模板分子,形成的与胰岛素C端多肽三维结构相匹配的分子印迹孔穴能特异性识别胰岛素.重吸附胰岛素分子后,以K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]为探针,通过测量探针在电极表面产生的电流大小实现胰岛素的间接测定.在1.0 × 10-14~5.0 × 10-13 mol/L浓度范围内,传感器的电流响应值与胰岛素浓度呈良好的线性关系,检出限为7.24 × 10-15 mol/L(3σ).此传感器具有较好的选择性和稳定性,并成功用于血清样品中胰岛素的测定.     

具有模拟SOD功能的大分子

生命活动中用于维持生物体内超氧阴离子自由基动态平衡的超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)是一类金属酶,属于典型的生物大分子金属络合物,因其在生命活动中所起的重要作用而备受关注。目前,有关SOD的模拟已从小分子化合物的模拟,走向大分子环境与活性中心相结合的系统模拟。本文从高分子化合物角度对模拟SOD的研究进展作一综述,以期为设计并开发具有生物相容且高活性的新型高分子抗氧化剂提供新思路。天然大分子有蛋白质与多肽、多糖、分子聚集体,目前所采用的蛋白质(多肽)是性能稳定的天然蛋白质或通过基因重组技术生物合成的蛋白质或多肽,所采用的多糖类物质主要有右旋糖酐、羧甲基纤维素、壳聚糖等。小分子活性化合物(如金属卟啉、新型肟类为配体的同核与异核复合物、salen型金属配合物等)通过与这些天然大分子结合,在提高活性的同时也改善了其稳定性。将活性小分子物质与分子聚集体(如胶束、脂质体)结合制得的SOD模拟物可以模拟天然SOD在体内的环境,提高抗氧化活性和体内循环时间。合成高分子模拟SOD的工作主要集中于高分子接枝金属配合物的研究,其中典型的合成高分子有聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)、聚L-赖氨酸、聚(苯乙烯-马来酸酐)、聚(环己烷-1,4-丙酮二亚甲基缩酮)、氯化聚苯乙烯树脂、聚乳酸和一些嵌段共聚物,其抗氧化活性与金属配体有关,是一类潜在的抗癌药物。     

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。     

天花粉胰蛋白酶抑制剂及其类似物的全合成

天花粉胰蛋白酶抑制剂(Trichosanthes trypsin inhibitor, TTI)是一含27个氨基酸残基的多肽,其中包括三对硫硫键。本文报道了它的化学全合成及其分子内二硫键重组,合成产物纯化后其氨基酸序列以及与胰蛋白酶的抑制当量比均与天然抑制剂相一致。并合成了此抑制剂的类似物,其N端第6位Met残基由Ala所取代,合成产物纯化后,其抑制活力也与天然抑制剂相同。此结果为今后天花粉胰蛋白酶抑制剂作为融合蛋白用基因工程表达以及产物的后处理提供了依据。     

抑癌因子的理化性质

抑癌因子属于多肽类物质,其多肽的分子量为4,000左右。每分子由39—41个氨基酸残基所组成,分子极性度(Polarity)为34％,C端为甘氨酸,而N端未能测出含自由α-氨基的氨基酸。     

重组人OCIF结构域D1～D6基因在毕赤酵母中的表达

利用PCR以实验室构建的原核重组表达质粒pProEX-OCIF为模板扩增得到N末端融合有6×His标签和rTEV蛋白酶识别序列的人破骨细胞形成抑制因子(OsteoclastogenesisInhibitoryFactor,简称OCIF)结构域D1～D6(简称O CIFm)编码基因片段;将其与pMD18-T连接,转化大肠杆菌TOP10,筛选得到阳性重组质粒pMD18-OCIFm,双酶切重组克隆质粒pMD18-OCIFm得到OCIFm基因片段;将其定向插入甲醇营养型酵母分泌表达载体pPIC9中,构建获得重组表达质粒pPIC9-OCIFm.测序验证后,以限制性内切酶SalⅠ线化,电穿孔转化酵母宿主菌GS115.筛选得到阳性表达菌株后,甲醇诱导表达4d,SDS-PAGE和Westernblot对表达情况进行分析和确认.所获得的OCIFm基因片段在甲醇营养型酵母中表达量占菌体总蛋白的30%以上.利用Ni-NTA树脂对表达产物进行一步亲和层析纯化.活性测定表明纯化的表达产物可诱导体外培养的成熟破骨细胞样细胞的凋亡.表达产物的生物学活性较利用原核表达系统明显提高.     

多肽及蛋白质的化学合成研究

多肽与蛋白质作为生物体内的活性物质和生命活动的物质基础,在信号传递、能量利用、免疫应答等基础生理过程发挥着至关重要的作用,并与多种疾病的发生密切相关。获得一定数量高纯度的多肽和蛋白质是研究其结构、生物学功能以及开发相关药物的重要前提。天然多肽与蛋白质的来源主要有动植物的组织器官、微生物的次级代谢产物等。目前,自然提取、重组技术和化学合成是多肽与蛋白质的主要获得途径。相较于从天然产物中提取分离和基因重组表达,化学合成能够方便地在多肽与蛋白质的任意位点引入非天然氨基酸或特定类型的翻译后修饰基团,如糖基化、磷酸化、荧光团及光交联反应基团等,极大地促进了多肽与蛋白质在基础医学及生物医药研究领域的应用发展。本综述全面介绍了多肽与蛋白质的各种化学合成研究策略,并讨论了这些策略的基本原理、优缺点及应用价值,旨在为多肽及蛋白质的合成研究提供参考。     

绿藻来源光脱羧酶McFAP的挖掘及其中短链脂肪酸选择性脱羧机制研究（英文）

利用脂肪酸脱羧制备烃类生物燃料是开发可再生能源的有效途径.相比于传统化学法,生物酶法具备高效、能耗低及环境友好等优势,更具有工业应用前景.光脱羧酶(FAP)是一类专一性强,催化效率高,催化过程无需额外添加昂贵辅因子,仅需利用蓝光即可将脂肪酸转化为烷(烯)烃的光驱动酶,在烃类生物燃料的高效可持续生物合成领域具有应用潜力.目前已报道的有偏好催化C12-C20链长脂肪酸的光脱羧酶,但其底物选择性机制尚未被深入探究.本文挖掘了来源于绿藻Micractinium conductrix的光脱羧酶Mc FAP,并开展了异源表达及制备、酶学性质表征、催化特性及底物选择性机制等研究.利用全基因合成技术获得了来源于绿藻Micractiniumconductrix假定的光脱羧酶基因序列mcfap,同时构建了N端缺失突变体Mc FAP-S (缺失1-550位氨基酸).在大肠杆菌中实现了Mc FAP-S的异源表达.重组的Mc FAP-S对链长为6-18的饱和直链脂肪酸均有脱羧活性,偏好中链脂肪酸,最适底物为正辛酸(C8:0)(转化率>99%).相同条件下, Mc FAP全细胞催化软脂酸(C16:0)脱羧的...     

重组鼠疫汉坦钩端多抗原位点同源合成基因的表达及活性鉴定

将人工合成的含鼠疫耶尔森氏菌的2个抗原位点、汉坦病毒的5个抗原位点和钩端螺旋体的5个抗原位点的串联基因片段克隆到原核表达载体pET-20b中,构建重组表达质粒pET-rYHL.转化E.coli BL21(DE3)后获得表达菌株.表达菌株经IPTG诱导后,可高效表达带组氨酸标签的以包涵体形式存在的融合蛋白.包涵体蛋白经尿...     

亮氨酰-tRNA合成酶的限制性酶解及活性片段的研究

大肠杆菌亮氨酰-tRNA合成酶(LeuRS)经胰蛋白酶限制性酶解,被切去约6k分子量肽段,产生一96k片段。该片段具有与天然酶相同的氨基酸活化反应的动力学常数,但丧失氨酰化活性、tRNA~(Leu)结合活性等由tRNAL~(Leu)参与的一系列活性。N-末端分析表明切去的6k肽段系LeuRS C端部分,该部分是LeuRS结合tRNAL~(Leu)所必需的。本文表明LeuRS的氨基酸活化和氨酰化这两种活性是相互独立并分别处于酶分子不同的结构域。LeuRS C端部分可能是tRNA~(Leu)的结合部分。