一种基于HIV-1TAT蛋白质转导结构域细胞内转导系统的成功改建

目的探索本室构建的pET14b-His-TAT-Flag重组载体表达的融合蛋白在细胞中转导效率低的原因,建立高效的细胞内转导系统。方法通过PCR方法去除原有载体中的Flag序列,在改建正确的pET14b-His-TAT重组载体基础上插入EGFP编码序列,将经酶切、DNA测序鉴定正确的pET14b-His-TAT-EGFP质粒转化E.coliBL21(DE3),经IPTG诱导表达、SDS-PAGE鉴定正确,再经蛋白透析、过滤处理。将His-TAT-EGFP融合蛋白加入ECV304细胞中,用荧光显微镜观察。结果重组质粒pET14b-His-TAT融合表达载体和pET14b-His-TAT-EGFP重组载体经酶切、DNA测序鉴定证实构建成功。表达纯化出了高纯度His-TAT-EGFP融合蛋白并具有较高细胞内转导活性。结论成功改建pET14b-His-TAT-Flag重组载体,正确构建pET14b-His-TAT-EGFP载体,His-TAT-EGFP融合蛋白高效表达,并具有明确的细胞内转导活性。

带有蛋白转导结构域的Bcr/Abl癌蛋白片段的表达及其跨膜转运

HIV 1编码的反式激活蛋白TAT具有将细胞外蛋白转导进入细胞的基序 ,称为蛋白转导结构域 (PTD) .为研究PTD介导的PTD Bcr Abl融合蛋白的跨膜转运 ,合成了编码PTD的基因片段 ,并与PCR扩增的慢性粒细胞白血病癌蛋白bcr abl基因片段融合 .在大肠杆菌中表达纯化了融合蛋白 ,将纯化的融合蛋白加入培养的HL60细胞和C2C12细胞后 ,发现PTD基序可以介导Bcr Abl蛋白自由从细胞外跨膜转导进入细胞内 .研究结果可能为用外源蛋白负载 (loading)免疫活性细胞如抗原提呈细胞提供新的途径 .

蛋白质转导结构域的跨血脑屏障药物递送

药物递送入脑的主要障碍是血脑屏障,为克服血脑屏障,目前主要采取神经外科手术、增加分子脂溶性、通过内源性血脑屏障转运载体的递送策略。PTD介导跨血脑屏障药物递送是近来出现的新技术,可以方便、高效地使各种分子通过外周血、腹腔等途径,跨越血脑屏障进入脊髓、脑组织细胞。PTD递送快捷、简单、安全,为中枢神经系统疾病的治疗提供了新的研究思路。

TAT蛋白转导结构域介导融合蛋白在小鼠活体的跨膜递送作用

目的探讨跨膜递送短肽——TAT蛋白转导结构域(简称TAT)介导的与其融合的活性蛋白在活体的跨膜递送作用。方法以融合蛋白GST-TAT-GFP,GST-GFP-TAT和GST-GFP为研究模型蛋白,不经过蛋白质的变性处理、直接通过向小鼠腹腔注射和皮肤涂抹这两种含TAT的融合蛋白及作为对照的融合蛋白GST-GFP,一定时间作用后取体内器官和皮肤做冷冻切片,荧光显微镜检测这些融合蛋白的跨膜递送情况;并对分别融合在C端或者N端的TAT介导GFP在活体动物体内和皮肤的跨膜递送作用进行对比。结果腹腔注射实验结果表明,TAT可以介导不经过蛋白质的变性处理的融合蛋白GST-TAT-GFP和GST-GFP-TAT跨膜递送进入到小鼠的心脏、肝、肾、脾和肺,甚至脑组织;其中GST-GFP-TAT跨膜递送效率比GST-TAT-GFP更高。结构模拟分析提示GST-GFP-TAT与GST-TAT-GFP中的TAT的暴露情况不同可能是造成两种蛋白跨膜递送活性差异的重要因素。皮肤实验的结果则表明TAT不仅介导融合蛋白GST-TAT-GFP和GST-GFP-TAT进入小鼠表皮,而且使其进入小鼠皮肤的真皮层。结论 TAT可以跨膜递送不经过变性处理的融合蛋白进入小鼠皮肤和体内,递送效率可能与TAT的暴露程度相关;这些结果为在蛋白质疗法方面应用TAT提供了进一步的理论依据。

分泌型TAT蛋白转导结构域基因通用真核表达载体的构建及表达

目的:构建一个全新的分泌型TAT蛋白转导结构域基因哺乳动物细胞融合表达载体并对融合蛋白的表达进行分析。方法:依照编码TATPTD11肽及所引入的BamHI酶识别序列和增强性绿色荧光蛋白N端7个氨基酸的碱基序列合成了3条引物,以egfp基因为模板通过依次3轮PCR扩增得到tategfp融合基因,该基因片段以SfiI和HindⅢ双酶切后插入哺乳动物细胞表达载体pSectagA,构建成重组载体pSecTATmegfp,BamHI单酶切后该载体自连,即得到可通用的真核表达载体pSecTATm,重组质粒pSecTATmegfp转染HEK293细胞,融合蛋白的表达用Westernblot分析。结果:酶切及测序证实表达载体pSecTATm构建成功,Westernblot表明TATEGFP融合蛋白在HEK293细胞中获得表达并分泌到细胞培养液中。结论:成功地构建了分泌型TAT蛋白转导结构域基因的哺乳动物细胞融合表达载体,为更充分发挥TAT蛋白转导结构域在蛋白质功能及疾病治疗研究中的应用打下了基础。

TAT蛋白质转导结构域与SV40启动子特异的三锌指结构融合蛋白的表达与纯化

利用蛋白质转导结构域(PTDs)可以将与之融合表达的蛋白质直接送入细胞中。将通过筛选噬菌体展示锌指文库得到的特异作用于SV40启动子上9bp序列的三锌指结构的序列插入含有TAT蛋白的蛋白质转导结构域的表达载体pET-TAT-NLS中,构建融合蛋白的表达载体pET-TAT-NLS-clone3。融合蛋白在E.coliBL21(DE3)中得到了可溶性表达,含量约占总蛋白的18%;并通过镍亲和凝胶层析柱得到了较好的纯化融合蛋白。

利用蛋白质转导结构域进行生物大分子的胞内转运

由于细胞膜的存在限制了生物利用度,大分子物质的胞内转运还存在许多问题。最近通过对蛋白质转导结构域的研究已经排除了这一障碍。应用蛋白质转导结构域将大分子蛋白质、核酸、病毒、小分子物质转运到目标细胞内已引起了人们越来越多的关注。虽然十年前就发现了蛋白质转导结构域,如触足蛋白、Tat及Vp22,但其作用机制刚刚明确并开始被广泛的应用。除了富含精氨酸的蛋白质转导结构域,我们通过流式细胞光密度的测定和酶的测定,还发现赖氨酸同聚物也能够介导许多细胞的转导过程。蛋白质转导结构域,有天然存在的和人工合成的,已越来越广泛的应用于将生物活性物质转运到细胞内以便更好的治疗某些疾病,如癌症、中风、关节炎等等。

蛋白转导结构域4-铜/锌-超氧化物歧化酶融合蛋白的制备及其穿细胞膜的功能研究

目的拟构建蛋白转导结构域(PTD)4-铜/锌-超氧化物歧化酶(Cu/ZnSOD)原核表达质粒,纯化制备PTD4-Cu/ZnSOD融合蛋白,探讨其穿膜能力。方法设计合成hCu/ZnSOD引物,扩增hCu/ZnSOD cDNA片段;采用PCR靶向克隆法将扩增产物与含有相同酶切位点载体质粒PET16b-PTD4进行重组,扩增质粒,双酶切鉴定和DNA测序;获得PET16b-PTD4-Cu/ZnSOD(CDs)原核表达载体,导入感受态E.coli BL21(DE3)中,进行扩增培养,收集菌体,将其裂解离心、Ni_2^+亲和层析、收集目的蛋白。融合蛋白孵育人心肌细胞,免疫荧光法检测融合蛋白穿膜能力。结果通过测序证实实验扩增所得的PTD序列与设计的预期序列一致。设计并简并PTD4-Cu/ZnSOD基因长度为567 bp,通过引物进行正反向测序证实该序列与已被登录的GENBANK中Cu/ZnSOD序列相一致,并构建了相应的原核表达质粒。并在E.coli BL21进行大量表达,最终收集的PTD4-Cu/ZnSOD具有良好水溶性。SDS-page分析显示构建的PTD4-Cu/ZnSOD分子量约为20 kDa,与预期的蛋白分子量20.45 kDa相符合。融合蛋白可以穿透心肌细胞胞膜,进入细胞后主要分布在胞质和胞核内并具有天然活性。结论成功地构建了PET16bPTD4-Cu/ZnSOD原核表达质粒,获得了可穿透心肌细胞膜的PTD4-Cu/ZnSOD融合蛋白,为应用Cu/ZnSOD治疗缺血性疾病的研究奠定了基础。

PTD-GFP融合蛋白的纯化及其转导效率测定

为了纯化PTD-GFP融合蛋白,测定融合蛋白转导效率,研究融合蛋白在He La细胞中的转导效率与浓度的关系,试验诱导表达军事兽医研究所六室保存的含有p ET-20b-PTD-GFP重组质粒的BL21表达菌,超声破碎,取上清液通过多个层析介质得到高纯度融合蛋白,将纯化的蛋白加入到体外培养的He La细胞中,在荧光显微镜下观察PTD-GFP的转导情况,用InfiniteF500多功能酶标仪检测荧光强度,分析融合蛋白浓度对转导效率的影响。结果表明:纯化的重组蛋白纯度达到90%。原浓度蛋白和1/2原蛋白浓度24 h后转导效率都达到100%。通过统计学软件得到转导效率与PTD-GFP融合蛋白浓度之间的线性关系,回归系数为0.151 456,相关系数为0.954。说明融合蛋白纯度较高,其转导效率对蛋白浓度具有依赖性,在一定浓度范围内随着浓度增加转导效率增加。

Toll样受体与核苷酸结合寡聚化结构域蛋白在防御反应中的相互作用

哺乳动物具有两个微生物识别系统,一个系统是由Toll样受体(TLRs)的膜结合受体家族组成;另一个系统是由位于胞浆的核苷酸结合寡聚化结构域(NOD)蛋白家族组成。入侵机体的微生物可能通过不同抗原激活多个模式识别受体,导致免疫反应的产生。本文将对TLRs及NODs信号通路在防御反应中的相互作用进行综述。

快速构建蛋白质结构域克隆库的方法

对蛋白质组学的研究有许多不同的切入方法 .从研究的生物学意义和可行性考虑 ,提出从蛋白结构域入手进行蛋白质组学研究 .SH2 (Srchomology 2 )结构域是细胞信号转导中重要的元件之一 ,人SH2结构域共有约 12 0种 ,对其进行研究将深刻揭示细胞信号转导的规律 .为了得到人所有的SH2结构域序列及克隆 ,首先在公共数据库里检索出了人所有的SH2结构域序列 ,利用国际上现有的共享资源IMAGE(IntegratedMolecularAnalysisofGenomesandTheirExpression)克隆为PCR模板 ,解决了从cDNA文库中难以克隆低丰度结构域的问题 .利用有方向性的TOPO克隆技术提高克隆效率 ,从而快速高效地构建了包括 6 0个SH2结构域的克隆库 .克隆库可以方便地转换到GATEWAY系统具有各种用途的载体上 。

EphB2受体N端结构域蛋白的纯化及其对胃癌细胞蛋白酪氨酸磷酸化的作用

EphB2受体在细胞生长、分化和信号转导过程中具有重要作用,为深入研究其在胃癌的信号转导中的作用及功能,检测了EphB2受体刺激胃癌细胞后的酪氨酸磷酸化的变化。利用Ni-NTA金属螯合亲和层析法将在E.coli中融合表达的重组蛋白EphB2受体的N端球状区进行纯化,并经Western印迹进行确证和ELISA方法检测该蛋白活性,得到纯度95％以上的融合蛋白,并有结合其天然配体的活性,EphB2受体诱导可以使胃癌细胞发生明显的蛋白质酪氨酸磷酸化的改变,即通过反向刺激其ephrinB配体引起了胃癌细胞信号转导通路中一些信号分子酪氨酸磷酸化的改变。

蛋白质转导——外源物质进入细胞的新工具

相对于常规的基因转移技术 ,蛋白质直接跨过细胞膜进入细胞 (proteintransduction ,蛋白质转导 )还比较新颖。蛋白质转导结构域 (proteintransductiondomain ,PTD)最早发现于HIV的TAT蛋白 ,之后证明多种天然的和人工合成的蛋白质和多肽都具有蛋白质转导能力。PTD有相似的结构特征 ,但是其转导的详细机制仍不清楚 ,很多研究结果倾向于静电相互作用模式。大量研究证明 ,PTD具有转导能力强、无细胞特异性、能够穿过血脑屏障等特点 ,这为癌症、AIDS。

PH结构域研究进展

PH结构域是一种新发现的约由100～120个氨基酸残基组成的功能性结构域，广泛分布于单细胞生物和无脊椎、脊椎动物及人的细胞骨架蛋白和信号分子等100多种蛋白中，能与脂类、G蛋白的βγ亚单位、PKC等配体相结合，推测其对蛋白质具有细胞和亚细胞水平的膜定位作用，并参与调节宿主蛋白的活性，从而介导信号转导过程中的蛋白质-脂类、蛋白质-蛋白质之间的相互作用。

TAT-EGFP融合蛋白的表达及在PC12细胞的转导活性

目的构建pET28a-TAT-EGFP重组子,观察表达的融合蛋白TAT-EGFP在细胞内的转导活性.方法人工合成编码TAT蛋白转导区的DNA片段,插入载体pET28a后再连接EGFP基因,组成pET28a-TAT-EGFP重组表达子.转化大肠杆菌,IPTG诱导TAT-EGFP融合蛋白表达,组氨酸亲和层析柱纯化.将融合蛋白加入培养的PC12细胞,观察荧光进入细胞的情况.结果成功地构建了高表达pET28a-TAT-EGFP重组子,纯化了分子质量约为29ku的融合蛋白TAT-EGFP,并在体外培养的PC12细胞中证实TAT-EGFP融合蛋白穿透生物膜的能力.结论通过对TAT-EGFP融合蛋白的表达纯化及活性分析,证实了TAT的蛋白转导作用,为肽类及生物大分子药物进入组织细胞内发挥治疗作用提供了理论基础.

一种新兴的富有生命力的生物技术--蛋白转导

综述了蛋白转导的发现、蛋白转导结构域(PTD)的结构组成特点、蛋白转导的作用特点、PTD的作用机理以及蛋白转导的应用前景等。指出蛋白转导是生命科学领域一种新兴的生物技术,其高效的跨膜转运功能和细胞间自主传递的特点彻底打破了常规的基因转移模式,为基因治疗和高效药物与新型疫苗研究开辟了新的途径。

分泌型PTD4-Apoptin融合蛋白诱导HepG2细胞凋亡

目的研究分泌型的含蛋白质转导结构域的凋亡素(PTD4-Apoptin)融合基因经人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)表达和分泌后,对人肝癌HepG2细胞凋亡的影响,探讨其用于肝癌治疗的可能性。方法构建PTD4-Apop-tin融合基因的pSecTag2分泌型真核表达载体,并采用脂质体介导将其转染入HUVEC细胞,Western blot检测PTD4-Apoptin融合蛋白的表达及分泌,转染48h后收集培养上清作为条件培养液,用于HepG2、L02细胞培养,共培养24h后,采用Western blot检测细胞内和核内Apoptin的含量,流式细胞术检测细胞凋亡。结果瞬时转染pSecTag2-PTD4-Apoptin的HUVEC细胞可表达及分泌PTD4-Apoptin融合蛋白,其培养上清中的PTD4-Apoptin融合蛋白可有效进入HepG2和L02细胞,并可在HepG2细胞核内聚积,显著诱导HepG2细胞凋亡达47.4%(P<0.001),而对L02细胞无此效应。结论 HUVEC细胞表达分泌的PTD4-Apoptin融合蛋白可显著诱导邻近HepG2细胞凋亡,而对L02正常肝细胞无损伤。

PTD-ABD融合蛋白对髓系白血病细胞的增殖和凋亡的影响

目的研究癌基因BCR/ABL C末端肌动蛋白结合域(actin-binding domain,ABD)蛋白对白血病细胞增殖和凋亡的影响。方法构建含有ABD基因的重组表达载体,应用蛋白转导结构域(protein transduction domain,PTD)将蛋白转入白血病细胞内,应用Western blot与免疫荧光法确定蛋白是否进入白血病细胞,然后分别应用流式细胞仪及MTT法检测融合蛋白对白血病细胞凋亡及增殖的影响。结果成功构建PTD-ABD融合表达载体,获得高纯度PTD-ABD融合蛋白。同时构建PTD表达载体并获得高纯度表达蛋白。将PTD、PTD-ABD蛋白与白血病细胞K562、HL60共培养,Western blot与免疫荧光法确定PTD、PTD-ABD蛋白成功进入细胞内。与阴性对照比较,PTD-ABD蛋白能显著抑制HL60细胞的生长,并且对HL60细胞的凋亡具有明显的促进作用,差异具有统计学意义(P<0.05),但对K562细胞的增殖及凋亡无影响(P>0.05);PTD蛋白对K562、HL60细胞的增殖及凋亡无影响,与阴性对照比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论PTD转导的ABD蛋白抑制HL60细胞的增殖,并诱导细胞凋亡。

蛋白质转导及其内在化机制

蛋白质转导是新近发展起来的向细胞内快速输送外源性大分子或高极性分子的有效途径。它实质上是一些蛋白质,尤其是病毒蛋白上被称为蛋白质转导区(PTD)的小片段,蛋白质和其他物质,如DNA、脂质体、纳米颗粒、环孢素A等与之结合后,即能够被携带进入细胞或穿过血脑屏障。蛋白质转导的内在化机制目前尚不清楚,可能与带正电荷(富Arg)的PTD肽与细胞膜上带负电荷的硫酸乙酰肝素有关,但不排除其他内在化机制。

PH结构域的结构和功能研究进展

ＰＨ结构域是一种存在于多种信号转导蛋白和细胞骨架蛋白中的大约由１２０个氨基酸组成的功能性区域．不同蛋白质中的ＰＨ结构域在一级结构上的同源性并不很高，但其空间结构中肽链主链的折叠方式基本相同，而主要差别存在于其中的三个可变环上，含有这些环的侧面带有正电荷，被认为可能是其配体的结合部位．目前已知的配体有Ｇ蛋白βγ亚单位（Ｇβγ）、蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）和磷脂酰肌醇衍生物（ＰＩＰ２或ＩＰ３），所以ＰＨ结构域可能介导信号蛋白与这些分子间的相互作用，参与细胞信号转导网络的构成．