异源表达
异源蛋白表达问题
一般包涵体可以先使用温和变性剂(如:低浓度的尿素)和去污剂(如:Triton-X 100)将包涵体初步洗涤,之后用8M尿素将包涵体溶解。可以通过透析复性、或者是在过柱的时候复性。复性条件每个蛋白都是不一样的,所以是一条需要摸索前进的道路。
有人尝试当蛋白挂在柱子上的时候,在还原和氧化的谷胱甘肽存在的情况下用浓度从6M到0M的盐酸胍过柱,促使蛋白的折叠。在蛋白重新折叠后用咪唑洗脱。
Q4:切除标签时引入的蛋白酶是否一定要切除?
很多时候我们要用蛋白酶除去加入的标签(除了NEB出有内含肽自动断裂这种模式就不需要蛋白酶了),在蛋白酶切除标签后是否一定要去除呢?有人认为蛋白酶与目的蛋白加入的比例是1:500甚至更低,蛋白酶是不会影响到下一步操作的,在一些粗放的生化实验不用去处蛋白酶。严谨的后继实验需要将蛋白酶除去。很多公司已经开发出带有标签的蛋白酶,使得仅通过过亲和柱就可以方便的去除蛋白酶和融合标签,令实验越来越方便了。
Q3:必须要可溶的蛋白,你可以怎么做?
如果你希望得到能行使功能的蛋白,那么就最好还是想办法使蛋白以可溶形式表达,包涵体复性也是一条十分曲折的道路。避免包涵体形成的方法很多,比如:选用表达量不高的表达系统,选择有助于可溶性表达的融合表达系统比如pThio,pMal等等,对于T7系统来说降低或者减少诱导条件(例如降低ITPG浓度减少T7聚合酶)从而降低表达速度,使用基本培养基等也有助于可溶性表达。另外一个容易忽视的问题是大肠杆菌内还原性过高会导致二硫键不能正确形成,同样容易导致表达产物不溶,更换菌株例如Novagen的Origami系列也有助于解决这个问题。生物通将在随后专门介绍几种特殊的用途的大肠杆菌菌株,不妨留意。
包含体的形成据分析原因之一在于表达量过高,表达产物来不及折叠为活性形式——多数以高表达见长的表达系统都会得到包含体产物。如果融合表达含有标签,常用的做法是将包涵体用尿素溶解后在变性的情况下进行纯化,然后复性。复性是表达下游最折磨人的步骤,生物通以后会逐步介绍。但是,在那之前你应该还要确定一下,你的蛋白真的是不可溶吗?细胞裂解是否完全呢?利用相差显微镜或者染色后对细胞裂解物进行观察。是否仍可以看到完整的细胞?裂解后的沉淀是否和之前收集细胞沉淀大小相似?裂解后溶液是否看起来澄清?以上任何一种情况出现都可能意味着细胞没有被彻底裂解而导致裂解上清检测不到产物。如果形成了包涵体,在比较高倍的(>400×)光镜下可以观察到大肠杆菌中有致密的结构。因为包涵体可能会占据细胞一半体积。
融合型异源蛋白的表达
化学断裂法: 用于蛋白位点专一性化学断裂的最佳试剂为溴化氰(CNBr)
它与多肽链中的甲硫氨酸残基侧链的硫醚基反应,生成溴化亚氨内 酯,后者不稳定,在水的作用下肽键断裂,形成两个多肽降解片段 其中上游肽段的甲硫氨酸残基转化为高丝氨酸残基,而下游肽段N 端的第一位氨基酸残基保持不变。这一方法的优点是回收率高(可 达到85%以上),专一性强,而且所产生的目的蛋白的N端不含甲 硫氨酸,与真核生物细胞中的成熟表达产物较为接近。然而,如果 异源蛋白分子内部含有甲硫氨酸残基,则不能用此方法
大分子量的异源蛋白来说,上述三种氨基酸残基的出现频率是相当高的
融合型异源蛋白的表达
目的蛋白的回收
酶促裂解法:多残基位点 为了克服仅切单一氨基酸残基的蛋白酶所带来的应用局限性,
可在受体蛋白编码序列与不含起始密码子的外源基因之间加装一段 编码寡肽序列(Ile-Glu-Gly-Arg)的人工接头片段,该寡肽为具有 蛋白酶活性的凝血因子Xa的识别和作用序列,其断裂位点在Arg的 C末端。纯化后的融合蛋白用Xa处理,即可获得不含上述寡肽序列 的目的蛋白。由于Xa的识别作用序列由四个氨基酸残基组成,大 多数蛋白质中出现这种寡肽序列的概率极少,因此这种方法可广泛 用于从融合蛋白中回收各种不同大小的目的蛋白产物
融合型异源蛋白的表达
目的蛋白的回收
融合蛋白中受体蛋白部分的存在可能会影响目的蛋白的空 间构象和生物活性,如果将之注入人体还会导致免疫反应,因 此在制备和生产药用目的蛋白时,将融合蛋白中的受体蛋白部 分完整除去是必不可少的工序。融合蛋白的位点专一性断裂方 法有两种:
化学断裂法 酶促裂解法
融合型异源蛋白的表达
融合型异源蛋白的表达
融合型目的蛋白表达系统的构建
使用蛋白质表达技术进行异源蛋白质表达群的分析
使用蛋白质表达技术进行异源蛋白质表达群的分析蛋白质表达技术是一种重要的实验手段,可以用于研究和生产异源蛋白质。
异源蛋白质表达群是指一组表达相同外源基因产物的细胞或生物体群体。
通过对异源蛋白质表达群的分析,可以揭示蛋白质的结构、功能及其在生物学过程中的作用,对于药物研发和基因工程等领域具有重要意义。
一、异源蛋白质表达群的构建在进行异源蛋白质表达群的分析之前,首先需要构建目标蛋白质的表达载体。
表达载体是一种带有目标基因的DNA分子,可以使该基因在细胞内得以表达。
常用的表达载体包括质粒、病毒和细胞系等。
1. 质粒表达系统质粒表达系统通常使用大肠杆菌作为宿主细胞。
将目标基因插入含有启动子、终止子和选择性标记等功能元素的质粒中,经过转化、筛选和培养等步骤,使目标基因在大肠杆菌中表达。
2. 病毒表达系统病毒表达系统常用于哺乳动物细胞。
将目标基因插入病毒载体中,经过转染和感染等步骤,使目标基因在宿主细胞中得到高效表达。
常用的病毒载体包括腺病毒、逆转录病毒和军团菌病毒等。
3. 细胞系表达系统细胞系表达系统是直接使用细胞系作为表达载体。
将目标基因通过基因操纵技术导入细胞系中,使其在细胞系中表达。
常用的细胞系包括CHO细胞和HEK293细胞等。
二、异源蛋白质表达群的分析方法异源蛋白质表达群的分析主要通过鉴定和定量目标蛋白质的表达水平、结构特征和活性等方面。
1. 蛋白质鉴定蛋白质鉴定是对异源蛋白质表达群中的目标蛋白质进行鉴定和定位。
常用的方法包括质谱法、免疫印迹和糖基化分析等。
质谱法可以通过检测蛋白质分子质量和氨基酸序列来鉴定目标蛋白质;免疫印迹可以通过特异性抗体与目标蛋白质结合来检测目标蛋白质的存在;糖基化分析可以揭示蛋白质的修饰情况及其对结构和功能的影响。
2. 表达水平定量表达水平定量是对异源蛋白质表达群中目标蛋白质的表达量进行定量分析。
常用的方法包括荧光素酶报告基因法、荧光染料标记法和放射性同位素标记法等。
荧光素酶报告基因法通过检测报告基因与目标基因的转录水平关系来估计目标蛋白质的表达水平;荧光染料标记法可以通过检测荧光信号强度来定量目标蛋白质;放射性同位素标记法可以通过检测放射性同位素的衰减来估计目标蛋白质的表达水平。
异源基因表达系统
(3)分泌表达载体
由于蛋白在表达过程中常形成包涵体, 克服此类问题的主要方式是以分泌表达形式, 将蛋白运送到外周质、外膜甚至进入培养介 质中,这需要在信号肽的帮助下完成。
正因为伴侣蛋白具有促进蛋白质正确折叠的 能力,因此,人们试图通过与伴侣蛋白的共表达 来避免包涵体的产生.
(6)表面呈现表达载体
表面呈现表达分两种情况:一种是噬菌体表面呈 现技术.另一种是细菌表面呈现。
此处仅讨论后一种。细菌表面呈现表达优越性在 于:可以提供活疫苗及有利于寻找药物;有助于研
•虽然该方法改进了生产哺乳动物基因产物的能力,但并不是 万能的。产物溶解性和二硫桥正确的排列仍然是使用大肠杆菌 进行异种基因表达最大的障碍。
通过改变细胞的折叠机制提高产品质量
1. 如果我们设计生产的蛋白在一种热力学不稳定的状 态,我们则无法获得这种可溶性蛋白。
2. 细胞会使用分子伴侣(阻止聚集作用的路径)和可 折叠的催化剂(促进可折叠过程的特殊阶段)来制 造一个合适的折叠蛋白分子。
原核生物中表达真核基因产物
•大肠杆菌仍然是异源基因产物表达的热门宿主。 尽管有多年的大量实验室经验,当在原核生物中
表达真核基因产物时,与产物质量相关的争论依然存 在。 •大肠杆菌的密码子偏爱性与哺乳动物系统有很大不同, 当在这种细菌中尝试表达哺乳动物基因产物时会出现 问题。
密码子的遗传背景
基因表达中的主要影响因素现在已经非常清楚。 稀有密码子聚类能够导致核糖体的暂停和移码,
减低目的基因产物的产量导致不可靠地截断产物 的生成。 密码子遗传背景影响的位置敏感性在3’端的遗传 信息比在5 ’末端更严重。 通过改变较大肠杆菌或为大肠杆菌宿主解码稀有 碱基的供体tRNA偏爱密码子稀有使用的密码子容 易补救二者之一。
人羧肽酶b的异源表达,纯化及其酶活研究
人羧肽酶b的异源表达,纯化及其酶活研究全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:人羧肽酶B(carboxypeptidase B,CPB)是一种重要的胰脾酶家族成员,具有在肽链C端切除氨基酸的功能。
CPB在体内参与多种生理过程,如蛋白质降解、消化和免疫调节等。
由于其重要性,对CPB的研究已经引起了广泛关注。
CPB的异源表达、纯化和酶活研究一直是研究者面临的挑战之一。
本文将重点讨论关于人羧肽酶B的异源表达、纯化及其酶活研究的最新进展。
一、异源表达人羧肽酶B的异源表达可以利用细胞培养技术,如大肠杆菌、酵母菌、昆虫细胞和哺乳动物细胞等。
大肠杆菌是一种常用的表达系统,因为其生长快速、易于操作、表达量高等优点。
通常通过将CPB基因克隆到表达载体中,并转化至大肠杆菌中进行表达。
值得注意的是,CPB的表达量和纯度受到多种因素的影响,如表达宿主的选择、表达条件的优化等。
二、纯化表达获得的融合蛋白需要进行纯化才能得到纯净的CPB。
传统的CPB纯化方法包括亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等。
近年来,随着蛋白质工程技术的进步,一些新的纯化方法也被应用于CPB 的纯化,如亲和抓卡技术、蛋白质组学方法等。
这些新方法在提高纯化效率、减少操作步骤和成本等方面具有明显优势。
三、酶活研究人羧肽酶B的酶活研究是对其生物活性和功能的理解的关键。
酶活性通常通过对底物的降解速率进行测定来评估。
对CPB的底物特异性、抑制剂活性等也是酶活研究中的重要内容。
通过对CPB的酶活性进行研究,可以深入了解其在生理和病理条件下的作用机制,并为相关疾病的治疗提供理论基础。
人羧肽酶B的异源表达、纯化及其酶活研究是对其功能和应用进行深入探究的重要方向。
随着技术的不断进步,相信对CPB的研究将会取得更多突破,为相关领域的发展带来新的机遇和挑战。
第二篇示例:人羧肽酶B(CPB)是一种重要的内源性蛋白酶,广泛存在于哺乳动物细胞中,扮演着调控蛋白质的降解、修复和合成等生理功能的关键角色。
异源表达
异源表达确实是个很困难的课题,不同的体系、菌种、载体,不同的组合,确实不知道会有哪种适合目的基因另外重组工程菌的稳定性也是个难题,不过有不同的难度:1。
以质粒的形式存在于菌体里,以质粒表达这种一般保存还是容易的,多数情况下用抗生素压着就问题不大,而且直接用质粒保存,用时现转也能顺利表达的情况也有的是2。
重组在宿主基因组中,与宿主蛋白一起表达这就保存起来比较困难了,毕竟不是原装货,很有可能穿几代以后就被踢出来了,有时即使没有踢出来也不表达了(我就遇到过,鉴定基因还在,就是不表达了),很有可能插入的位点在宿主基因组的非活跃区域,过几代就基因沉默了。
一般个人认为可以一试的方法包括(1)用抗生素传代、保菌后抗生素复苏等等(2)得到工程菌后第一代就保10管,取一管传一代再保10管,再取一管做使用菌株,也就是保存最原始的菌种(3)筛选时多筛点,几十个菌株同时传代,5代以后(其实最好10-30代,可惜一般没那个精力)还能保留表达能力的算相对比较稳定了异源蛋白的表达是个很复杂的问题,有许许多多的影响因素,而且由于蛋白本身千差万别,很难有一个很完善或很标准的流程方法。
另外,表达的宿主也是多种多样,目前比较常用的包括 E.coli,酵母(以甲醇酵母居多),昆虫细胞,哺乳动物细胞等,各自有着其本身的特点,优缺点各异。
但是,异源表达又是分子生物学中很重要的一个工具,园子里不少战友都在做这方面的工作,许多帖子在讨论这方面的问题。
因此想发起一个针对这方面的专题讨论,希望有助于大家的工作,当然也希望能对自己的工作有所帮助,欢迎大家讨论。
还有,由于本人只做了有关E.coli和甲醇酵母的工作,其他虽然我们研究所也有人做,但毕竟本身没做过,若有错误或不严谨的地方欢迎战友们指正。
首先在这里提出几方面问题,希望大家讨论:1. 宿主的选择。
表达宿主虽众多,但比较常用的也就 E.coli,酵母(以甲醇酵母居多),昆虫细胞,哺乳动物细胞等,各自代表了一种体系。
细菌漆酶LacA在大肠杆菌中的异源表达.
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(17)Tubes。 (18)溴化乙锭。 (19)Agarose。 (20)Sodium chloride。 (21)TRYPTONE。 (22)YEAST EXTRACT。 (23)TE缓冲液T10E1。 (24)甘油。 (25)CutSmart Buffer。 (26)ABTS。 (27)上样缓冲液。 (28)T4 DNA Ligase Buffer 。 (29)Trans2K plus DNA Marker。 (30)2XPower Taq PCR Master。 (31)酚/氯仿/异戊醇。 (32)高纯质粒小量制备试剂盒 100次。 (33)普通DNA产物纯化试剂盒(离心柱形)。 (34)乙醇。 (35)裂解液(40mMTris-醋酸,20mM醋酸钠 ,1mMEDTA,1%SDS,pH8.0)。 (36)Tris-饱和酚、氯仿。
四、实验材料
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1.实验仪器
(1)超微量分光光度计。 (2)制冰机。 (3)高压灭菌器。 (4)PCR仪。 (5)电子天平。 (6)磁力搅拌器。 (7)电泳仪。 (8)冷冻离心机。 (9)高速离心机。 (10)凝胶成像系统。 (11)冷冻研磨仪。 (12)超净工作台。 (13)烘箱。 (14)液氮罐。 (15)pH剂。
漆酶一般由500-600个氨基酸组成,不同来源的漆酶氨基酸序列的 相似程度较低,但是其催化位点序列相当保守。对漆酶的晶体结 构进行研究,发现其分子具有3个铜离子结合位点,共结合四个铜 离子。 野生漆酶的产量低,重组表达是提高漆酶产量的一种常用方法。 本实施主要通过由保守区设计简并引物扩增部分漆酶LacA片段, 以及反向PCR扩增已知序列临近的未知序列,并且通过序列拼接获 得完整的LacA基因序列,并转化大肠杆菌,进行异源高效表达。
异源基因表达系统
大肠杆菌表达载体类型及其进展
大肠杆菌表达载体的类型:
1.
非融合表达载体
2.
融合表达载体
3.
分泌表达载体
4.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
带纯化标签的表达载体
5.
带伴侣蛋白的表达载体
6.
表面呈现表达载体
(1) 非融合表达载体
其优越性在于,表达的非融合蛋白与天然状态下 存在的蛋白质结构、功能以及免疫原性等方面基本一 致,从而可以进行后续研究,而某些医药方面的产品 则可以推向临床。
异源基因表达系统
杨力媛 班级:生工所
背景
1980年异源基因表达技术逐渐成为一门 科学,相关技术的突破性进展以惊人的速 度不断出现。
在初期,大多数技术上相关的基础领域 有快速的发展,然后慢慢变为平稳,但成 果仍然显著。在接着的发展进程中不时会 有小的突破。
表达载体的基本要求
• 表达系统的核心是表达载体。一般说来,大肠杆 菌表达载体应满足以下要求 : 1表达量高; 2适用范围广; 3表达产物容易纯化; 4稳拦性好。 迄今为止,还投有一个表达载体能完全满足上述 要求,因此,近年来出现了一些新型载体,可满 足不同目的的需要。
原核生物中表达真核基因产物
•大肠杆菌仍然是异源基因产物表达的热门宿主。 尽管有多年的大量实验室经验,当在原核生物中
表达真核基因产物时,与产物质量相关的争论依然存 在。 •大肠杆菌的密码子偏爱性与哺乳动物系统有很大不同, 当在这种细菌中尝试表达哺乳动物基因产物时会出现 问题。
密码子的遗传背景
基因表达中的主要影响因素现在已经非常清楚。 稀有密码子聚类能够导致核糖体的暂停和移码,
•虽然该方法改进了生产哺乳动物基因产物的能力,但并不是 万能的。产物溶解性和二硫桥正确的排列仍然是使用大肠杆菌 进行异种基因表达最大的障碍。
蛋白质异源表达的意义
蛋白质异源表达的意义基因异源表达的意义是指细胞在生命过程中,把储存在dna顺序中遗传信息经过转录和翻译,转变成具有生物活性的蛋白质分子。
根据查询相关信息显示,基因异源表达指细胞分化过程中,奢侈基因按一定顺序表达,表达的基因数约占基因总数的百分之5至百分之10,某些特定奢侈基因表达的结果生成一种类型的分化细胞,另一组奢侈基因表达的结果导致出现另一类型的分化细胞,这就是基因的差别表达。
分子生物学名词随着人类基因组计划的完成,蛋白表达技术已渗透到生命科学研究的各个领域。
越来越多的基因被发现,其中多数基因功能不明,利用蛋白表达系统表达目的基因是研究基因功能及其相互作用的重要手段。
根据不同的表达要求,如表达量高低、目标蛋白的活性和表达产物的纯化方法,可选用适当的表达系统及相应的表达策略。
分类蛋白表达是现代工业、医疗和基础研究领域的重要组成部分,也是当前生物技术的难点和热点,重组蛋白表达的系统主要分为:原核蛋白表达系统以大肠杆菌表达系统为代表,具有遗传背景清楚、成本低、表达量高和表达产物分离纯化相对简单等优点,缺点主要是蛋白质翻译后缺乏加工机制,如二硫键的形成、蛋白糖基化和正确折叠,得到具有生物活性的蛋白的几率较小。
酵母蛋白表达系统以甲醇酵母为代表,具有表达量高,可诱导,糖基化机制接近高等真核生物,分泌蛋白易纯化,易实现高密发酵等优点。
缺点为部分蛋白产物易降解,表达量不可控。
哺乳动物细胞和昆虫细胞表达系统主要优点是蛋白翻译后加工机制最接近体内的天然形式,最容易保留生物活性,缺点是表达量通常较低,稳定细胞系建立技术难度大,生产成本高。
异源蛋白质在细菌中表达是使用的主要的蛋白生产系统。
大肠杆菌一直是最经济的系统之一。
然而为了生产需要特异修饰、胞外分泌或有特异折叠需要的蛋白质,其他表达系统也是需要的。
密码子偏爱性原核细胞表达真核基因的cDNA时,会涉及到密码子的偏爱性,真核细胞在表达原核来源的基因、真核基因的cDNA拷贝或其他无内含子的基因时可能表现很多特异问题。
亚油酸异构酶在原核生物中的异源表达
亚油酸异构酶在原核生物中的异源表达反10,顺12-共轭亚油酸(t10,c12-CLA)具有抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、减少细胞内脂质积累、调节免疫等生物学功能,作为一种新型食品功能因子在食品和药品行业表现出巨大的市场潜力。
来源于痤疮丙酸杆菌的亚油酸异构酶(PAI)能够高效专一地催化亚油酸(LA)异构化为t10,c12-CLA,PAI已在多种宿主中表达,但是异源表达的PAI存在表达量低,酶活力不高的问题,尤其在大肠杆菌中,PAI形成了大量无生理活性的包涵体,严重影响了PAI的应用。
因此,为了解决PAI异源表达的问题,本文采用基因工程手段在大肠杆菌宿主中构建了PAI的促溶表达菌株,研究了载体关键原件启动子和融合标签对PAI 可溶性表达的影响,得到了一株高产可溶性PAI的重组大肠杆菌,并对融合蛋白MBP-PAI进行了分离纯化和酶学性质研究,为解决PAI在大肠杆菌异源表达过程中可溶性蛋白量低的问题提供了新的解决思路。
同时,本文还首次尝试通过枯草芽孢杆菌分泌表达异源蛋白PAI。
研究结果如下:(1)利用同源重组的方法在大肠杆菌中成功构建了含有不同启动子T7、CspA、trc和不同融合标签(His)<sub>6</sub>、Fh8、MBP的重组菌株:E.coli BL21(DE3)(pET24a-Fpai)、E.coli BL21(DE3)(pET24a-Mpai)、E.coli BL21(pCold-Hpai)、E.coli BL21(pCold-Fpai)、E.coli BL21(pCold-Mpai)、E.coli JM109(pTrc-Hpai)、E.coli JM109(pTrc-Fpai)、E.coli JM109(pTrc-Mpai)。
(2)对比研究了融合标签和启动子对目的蛋白PAI表达总量、PAI可溶性表达水平和粗酶液相对酶活的影响。
在PAI表达总量方面:与(His)<sub>6</sub>标签相比,融合标签MBP提高了目的蛋白的表达总量,而由于Fh8基因的密码子偏好性与宿主差异较大,Fh8标签严重影响了目的蛋白的表达,因此无法分析其规律;启动子同样影响了PAI的表达总量,启动子越强,PAI表达总量越高,即T7控制下的PAI表达总量最高,其次是CspA,最次是trc。
新型耐热腈水合酶的异源表达及酶学性质研究
新型耐热腈水合酶的异源表达及酶学
性质研究
新型耐热腈水合酶是一种具有高耐热性的腈水合酶。
腈水合酶是一种重要的酶,可以在高温条件下进行水合反应,广泛应用于食品、医药和化工等领域。
然而,目前已知的腈水合酶在高温条件下的耐受性较低,因此开发新型耐热腈水合酶具有重要的意义。
异源表达是指将外源基因转移到另一个生物体中,使得该生物体能够表达出外源基因的蛋白质。
新型耐热腈水合酶的异源表达通常采用转基因技术,将耐热腈水合酶基因转移到可以表达的生物体中,以获得新型耐热腈水合酶的蛋白质。
在异源表达完成后,可以进行酶学性质研究。
酶学性质研究是指对酶进行物理化学测定,了解酶的活性、热稳定性、pH稳定性、选择性等性质。
这些性质对于评价新型耐热腈水合酶的高效性和适用性具有重要意义。
新型耐热腈水合酶的异源表达和酶学性质研究是提高腈水合酶应用效率的重要手段。
通过异源表达获得的新型耐热腈水合酶具有更高的耐热性和高效性,可以在高温条件下进行水合反应,为食品、医药和化工等领域的应用提供新的选择。
酶蛋白的异源表达的意义和作用
酶蛋白的异源表达的意义和作用
摘要:
1.茂名高新区简介
2.段晓红的个人背景
3.段晓红的工作经历
4.段晓红的教育经历
5.段晓红的成就和荣誉
正文:
茂名高新区,全名茂名高新技术产业开发区,位于广东省茂名市,是茂名市经济发展的重要载体。
其主要产业为石油化工、新型建材、电子信息等,区内企业众多,经济实力雄厚。
段晓红,女,1976 年出生,广东茂名人,大学本科学历,现任茂名高新区某企业高级工程师。
段晓红的工作经历丰富,曾在多家知名企业担任重要职务。
她的职业生涯始于1998 年,当时她在茂名一家石油化工企业担任技术员。
在此期间,她不仅积累了丰富的实践经验,还通过自学和参加培训,不断提升自己的专业技能。
2002 年,段晓红升任该企业的高级工程师,开始从事技术管理和研发工作。
段晓红的教育经历同样丰富。
她在1994 年至1998 年间,在广东某知名大学学习化学工程专业,并取得了本科学历。
在校期间,她不仅学习成绩优异,还积极参加各类学术活动和社会实践,锻炼了自己的组织协调能力和团队合作精神。
段晓红在事业上取得了一系列的成就和荣誉。
她曾多次获得企业的优秀员工和优秀工程师等荣誉,还被评为茂名高新区优秀科技人才。
她的多项科研成果也被企业和行业协会认可,并在行业内推广应用。
trpv1通道异源表达体系的建立和功能的初步研究
TRPV1通道异源表达体系的建立及功能的初步研究摘要TRPV1通道是一种非常重要的离子通道,在细胞的信号转导中发挥着重要作用。
本文介绍了TRPV1通道异源表达体系的建立,以及TRPV1通道的功能的初步研究。
首先,介绍了TRPV1通道的基本结构和功能,然后介绍了TRPV1通道的异源表达体系的建立,最后,介绍了TRPV1通道的功能的初步研究结果。
研究结果表明,TRPV1通道能够调节细胞的温度反应,并参与炎症反应以及神经系统的发育和维护。
关键词:TRPV1通道;异源表达体系;功能1、TRPV1通道的基本结构和功能TRPV1通道(Transient Receptor Potential Vanilloid 1)是一种非常重要的离子通道,它是一种钙离子通道,可以调节细胞的温度反应。
它由6个结构域组成,包括4个外延结构域(S1-S4)和2个内延结构域(P1-P2)。
它的功能主要是调节细胞的温度反应,并参与炎症反应以及神经系统的发育和维护。
2、TRPV1通道的异源表达体系的建立为了研究TRPV1通道的功能,需要建立TRPV1通道的异源表达体系。
首先,将TRPV1通道的基因克隆到表达载体中,然后将表达载体转染到细胞中,最后,细胞就可以表达TRPV1通道。
3、TRPV1通道的功能的初步研究在TRPV1通道的异源表达体系中,研究人员可以利用多种方法研究TRPV1通道的功能。
比如,研究人员可以利用免疫荧光技术观察TRPV1通道在细胞中的表达情况;可以利用荧光激发谱分析技术研究TRPV1通道的活性;可以利用电生理技术研究TRPV1通道的电流强度;可以利用药理学技术研究TRPV1通道的药物抗性;可以利用流式细胞仪研究TRPV1通道对细胞凋亡的影响等。
研究发现,TRPV1通道参与了炎症反应的调节,并参与了神经系统的发育和维护。
例如,研究发现,TRPV1通道可以调节炎症反应的强度,并可以促进神经元的发育,维护神经系统的稳定性。
植物中次级代谢产物的异源表达技术研究
植物中次级代谢产物的异源表达技术研究植物次级代谢产物是指植物生长过程中非生存必需但对植物生长发育、防御捕食者或其他生物环境有重要作用的化合物,如色素、香气、鲜艳的花色等。
这些代谢产物在生产、医药、保健、化妆品等领域都有广泛的应用,是现代产业非常重要的组成部分。
利用生物技术手段实现植物次级代谢物的异源表达,可以有效地提高其产量和纯度,实现从天然植物中难以提取或微量可回收的次级代谢物的工业化生产。
一、次级代谢物的异源表达技术种类目前常用的植物次级代谢产物异源表达技术有三种:1. 细胞培养系统中的异源表达在细胞培养系统中利用植物原生质体、植物细胞或植物细胞培养系,可实现一些次级代谢物的异源表达。
将目标基因插入表达载体中,并转化入细胞中,利用外源刺激或化学物质的刺激,从而提高目标蛋白表达量。
2. 车前草属植物的系统发育和功能基因组学分析车前草属植物中,尤以伽蓝菜(Catharanthus roseus)、千日红(Digitalis purpurea)、绣球花(Enmanthis chinensis)等植物的葉绿体和线粒体基因组较大且含有许多次级代谢物的合成和调控基因。
通过对这些植物的系统进化和功能基因组分析,可以揭示次级代谢物的分子调控机制,优化基因控制回路以提高次级代谢物的产量和稳定性。
3. 概念相近的植物中的异源表达如果目标次级代谢物的合成途径在橙科、十字花科和茄科植物中较为相似,则可以采用植物杂交繁育或基因转化等方法,在概念相近的植物中实现目标基因的异源表达。
在不同植物间进行基因互通操作,可以有效实现目标基因的自由选择和基因操作。
二、基因的转化植物次级代谢物的引入和异源表达是在目标植物中导入外源基因或修改内源基因。
现有的技术通常利用寄主菌株或可重组介质,将目标基因通过质粒、病毒或转座子等载体系统外区域导入寄主植物细胞内,目标基因然后集成到寄主植物细胞的染色体DNA中并表现出外源的表达。
其中最常见的转化技术有以下几种:1. 农杆菌介导的转化农杆菌介导的转化是利用土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)与植物组织或细胞间的相互作用作为载体,将目标基因转移至寄主植物的染色体DNA中。
异源表达
异源表达确实是个很困难的课题,不同的体系、菌种、载体,不同的组合,确实不知道会有哪种适合目的基因另外重组工程菌的稳定性也是个难题,不过有不同的难度:1。
以质粒的形式存在于菌体里,以质粒表达这种一般保存还是容易的,多数情况下用抗生素压着就问题不大,而且直接用质粒保存,用时现转也能顺利表达的情况也有的是2。
重组在宿主基因组中,与宿主蛋白一起表达这就保存起来比较困难了,毕竟不是原装货,很有可能穿几代以后就被踢出来了,有时即使没有踢出来也不表达了(我就遇到过,鉴定基因还在,就是不表达了),很有可能插入的位点在宿主基因组的非活跃区域,过几代就基因沉默了。
一般个人认为可以一试的方法包括(1)用抗生素传代、保菌后抗生素复苏等等(2)得到工程菌后第一代就保10管,取一管传一代再保10管,再取一管做使用菌株,也就是保存最原始的菌种(3)筛选时多筛点,几十个菌株同时传代,5代以后(其实最好10-30代,可惜一般没那个精力)还能保留表达能力的算相对比较稳定了异源蛋白的表达是个很复杂的问题,有许许多多的影响因素,而且由于蛋白本身千差万别,很难有一个很完善或很标准的流程方法。
另外,表达的宿主也是多种多样,目前比较常用的包括 E.coli,酵母(以甲醇酵母居多),昆虫细胞,哺乳动物细胞等,各自有着其本身的特点,优缺点各异。
但是,异源表达又是分子生物学中很重要的一个工具,园子里不少战友都在做这方面的工作,许多帖子在讨论这方面的问题。
因此想发起一个针对这方面的专题讨论,希望有助于大家的工作,当然也希望能对自己的工作有所帮助,欢迎大家讨论。
还有,由于本人只做了有关E.coli和甲醇酵母的工作,其他虽然我们研究所也有人做,但毕竟本身没做过,若有错误或不严谨的地方欢迎战友们指正。
首先在这里提出几方面问题,希望大家讨论:1. 宿主的选择。
表达宿主虽众多,但比较常用的也就 E.coli,酵母(以甲醇酵母居多),昆虫细胞,哺乳动物细胞等,各自代表了一种体系。
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另外,表达的宿主也是多种多样,目前比较常用的包括E.coli,酵母(以甲醇酵母居多),昆虫细胞,哺乳动物细胞等,各自有着其本身的特点,优缺点各异。
但是,异源表达又是分子生物学中很重要的一个工具,园子里不少战友都在做这方面的工作,许多帖子在讨论这方面的问题。因此想发起一个针对这方面的专题讨论,希望有助于大家的工作,当然也希望能对自己的工作有所帮助,欢迎大家讨论。
那么,如何提高重组酵母菌的拷贝数呢?对于较早的PAO815质粒,采用的多是体外重组的方法达到高拷贝后再转化;对于pPICZ系列和pPIC9k等等则分别采用Zeocin和G418抗生素筛选的方法筛选高拷贝的质粒;园子里还讨论过一种多重转化获得高拷贝重组菌的方法也值得一试
2。重组在宿主基因组中,与宿主蛋白一起表达
这就保存起来比较困难了,毕竟不是原装货,很有可能穿几代以后就被踢出来了,有时即使没有踢出来也不表达了(我就遇到过,鉴定基因还在,就是不表达了),很有可能插入的位点在宿主基因组的非活跃区域,过几代就基因沉默了。。。。
一般个人认为可以一试的方法包括
(1)用抗生素传代、保菌后抗生素复苏等等
E.coli 原核宿主,无翻译后修饰。但周期短、费用低、表达量大,一直是最常用的宿主之一。蛋白一般很好表达,量很大,但很可能由于蛋白的翻译后修饰不完善而没有活性(或形成包涵体),尤其是表达真核蛋白时最应注意。
酵母,有了比较完备的翻译后修饰系统,尤其是糖基化。但是个人感觉酵母表达异源蛋白时对蛋白本身的特点要求很大,有的蛋白表达量非常大,有的却几乎一点也没有,很折磨人载体,不同的组合,确实不知道会有哪种适合目的基因
另外重组工程菌的稳定性也是个难题,不过有不同的难度:
1。以质粒的形式存在于菌体里,以质粒表达
这种一般保存还是容易的,多数情况下用抗生素压着就问题不大,而且直接用质粒保存,用时现转也能顺利表达的情况也有的是
昆虫细胞和动物细胞本人没有做过,但园子里也有很详细的介绍,搜一下google也有不少,其中还有许多是画成了表格,对比各自的优缺点,网络不好,没找链接,希望有人可以不全,多谢多谢!
另外,也有很多用链霉菌表达的成功实例,不过个人感觉链霉做起来相当麻烦,周期长,转化困难,表达量也没什么优势,而且翻译后修饰虽然也有,但仍与真核差别较大。不过链霉菌有许多次级代谢产物(一些小分子物质)可能比蛋白表达本身更有意义,我们实验室就有很多人在做这方面研究。
由于是异源表达,不同宿主之间其密码子的偏好性就有不少的差异,这种差异经常直接导致了异源表达的失败。下面有几个问题,我有一些看法,希望大家能给与指导和帮助。
首先,如何确定是否是该问题导致的表达失败。我的一位同学给了我个判断方法的建议,觉得很有道理,和大家分享讨论。他建议我在不同水平简单检测一下表达的情况:基因水平,做个PCR之类的看看是否已成功转入(质粒或整合入宿主);做个半定量RT-PCR看看mRNA是否转录了;
还有就是发现不同的筛选方法获得的阳性菌株好像不是很平行,将上述筛到的菌株放大到100ml时就没有了。请教师兄,他说有可能是不同水平发酵溶氧量差别很大,导致酵母生长状态差异,酵母又挺娇气的,差一点也不干活,比较郁闷。不知有没有解决的方法。
不知大家有什么好的筛选方法介绍一下吧。
3. 稀有密码子
还有,由于本人只做了有关E.coli和甲醇酵母的工作,其他虽然我们研究所也有人做,但毕竟本身没做过,若有错误或不严谨的地方欢迎战友们指正。
首先在这里提出几方面问题,希望大家讨论:
1. 宿主的选择。
表达宿主虽众多,但比较常用的也就E.coli,酵母(以甲醇酵母居多),昆虫细胞,哺乳动物细胞等,各自代表了一种体系。
4. 菌种的保存、退化
一般来说是加甘油20%左右,-70保存;或制成干粉保存。但是在做甲醇酵母时发现了个问题,就是重组工程菌的退化现象比较严重,一般都是学生做得好好的,但是毕业以后下面的师弟一接手,蛋白就不表达了,或表达量非常的低。连续好几个师兄的结果都是如此,很是奇怪。我猜测可能是由于整合入基因组,毕竟是个外源的基因,不知整合到了染色体的什么部分,会不会过段时间就给“踢”下来,或就沉寂了?E.coli在复苏时都有抗性压着,酵母好像没有太合适的(不知pPICZ系列的那个抗生素好用不好用,但毕竟好贵
接下来就是如果确定有可能是稀有密码子问题如何解决?目前我见到的有两种方法,一是有些宿主比如大肠杆菌的Rosetta,是由BL21改造,整合了含稀有密码子tRNA的片断,使其能顺利表达的新型宿主菌,不知其他种类的宿主是否也有这种商业化的修饰菌;另外就是利用PCR等方法将片断上的稀有密码子改造(突变),换成其他编码同样氨基酸的密码子。当然,还可能干脆就换表达体系了,这一般是大家最不希望的了。
)。
我有个想法,是否也应像公司在做工程细胞时那样,挑个几十上百个,一起传代,10几代后仍然稳定表达的才说明基因整合到了合适的部位,不会再下来了?但是毕竟做研究生没那么多时间来干这个,否则万一不行毕业就困难了。有没有其他解决方法呢?盼高手。
5. 拷贝数对表达量的影响
对于“游离”的质粒,比如E.coli的BL21表达时,质粒的拷贝数是否对表达量有所影响?当然,由于大肠表达最主要的问题经常是表达太高了形成了包涵体,所以说白了应该希望表达量更低点的可能比较多,经常尝试各种方法(低温、低浓度IPTG等等)来降低表达量。那么BL21中的质粒是否是单拷贝的呢(没查过,不太清楚)?如果不是,能否通过降低拷贝数来降低表达量防止包涵体的形成呢?
再看看SDS-PAGE是否有蛋白表达。如果根本转化就失败了,没有什么好说的;如果基因进去了但mRNA没有表达,可能需要考虑启动子的问题,换个强启动子或干脆换个质粒;如果mRNA转录了可没有蛋白翻译,那就需要考虑是否是密码子偏好性或mRNA二级结构的问题了。
然后进一步查证,需要利用软件或上网查找是否存在这样的二级结构,以及是否含有稀有密码子影响了翻译。在这个问题上我试着查了一些网站,如http://www.kazusa.or.jp/codon/ ;http://gcua.schoedl.de/ ;http://www.genebee.msu.su/cgi-bin/nph-rna2.pl。等等。但是许多东西看不太懂,理解起来有困难。希望能有软件高手详细介绍一下用法,尤其是能分析自己片断是否含有很多稀有密码子或二级结构等。在此感谢了!
至于酵母那种整合到基因组中的质粒,那么拷贝数是否对表达量有影响呢?通过我自己的经历,个人猜测还是有的。在上面讨论了菌种的退化问题,1年左右,重组的酵母表达蛋白就消失了。但是我曾经将这些蛋白表达消失的重组菌作了PCR鉴定,发现外源的片断仍然是存在的,就是不表达了,那么是什么原因呢?我有几种猜测:一是可能整合的位置恰好是染色体的沉寂区了,过段时间以后就沉默了,不表达了;还有一种就是会不会是原来是高拷贝的重组菌在冻存以后退化了,变成低拷贝的了(也就是可能有蛋白表达但量很低了)。当然,我后来没有作进一步的验证,比如做个杂交确证以下拷贝数到底多少,只是一种猜测。
(2)得到工程菌后第一代就保10管,取一管传一代再保10管,再取一管做使用菌株,也就是保存最原始的菌种
(3)筛选时多筛点,几十个菌株同时传代,5代以后(其实最好10-30代,可惜一般没那个精力)还能保留表达能力的算相对比较稳定了
异源蛋白的表达是个很复杂的问题,有许许多多的影响因素,而且由于蛋白本身千差万别,很难有一个很完善或很标准的流程方法。
2. 转化子、表达子的筛选
转化子的筛选,由于许多质粒是穿梭质粒,因此大多具有E.coli中的抗性筛选标记,筛选起来是很方便的(当然,我不清楚细胞方面的筛选,一般使用病毒载体吧,希望高手们介绍一下)。
但是转化成功的并不意味着能够成功表达目的蛋白了,因此还需要“表达子”的筛选,尤其是整合入基因组的片断(E.coli一般是游离质粒表达,好像不用再筛选了,有就有,没有就没有了)。我做的是毕赤酵母(GS115,pPIC9k),在筛选过程中遇到了不小的问题,一般如果目的蛋白有些容易检测的特殊活性(比如抑菌活性),则筛选起来是比较容易的。但是如果没有,由于酵母是整合入基因组表达的,就不太好说了,我用原位点杂交的方法筛选过,效果不好,但筛选量倒挺大;还有就是5ml小量发酵筛选,工作量就比较大了,而且筛了400-500个也没有。