哺乳动物N-糖基化途径中关键酶唾液酸合酶和CMP-唾液酸合成酶基因在转基因家蚕中的表达

对昆虫的N-糖基化途径进行修饰改变是扩展昆虫蛋白表达系统应用范围的重要途径。本研究利用基于piggyBac转座子的家蚕Bombyx mori转基因技术表达昆虫所缺乏的哺乳类糖基化途径中的关键基因,构建了可以同时表达小鼠Mus musculus唾液酸合酶和小鼠CMP-唾液酸合成酶两个基因的piggyBac表达载体,选用家蚕肌动蛋白A3启动子控制基因的表达,并导入3×P3启动子控制下的增强绿色荧光蛋白EGFP作为分子标记。在得到的G1代转基因家蚕中对转入的基因进行了分子水平的鉴定和分析,为在家蚕这种模式昆虫中模拟哺乳类糖基化途径奠定了基础。

大肠杆菌CMP-唾液酸合成酶最小活性域的研究

比较大肠杆菌与脑膜炎奈瑟氏球菌的CMP 唾液酸合成酶的氨基酸序列 ,发现大肠杆菌CMP 唾液酸合成酶的保守区域主要位于N 端 ,其C 末端似乎对其催化活性没有作用。通过PCR方法 ,对大肠杆菌CMP 唾液酸合成酶的C 末端进行了一系列截短 ,将得到的产物连接至表达载体pET 15b中 ,在大肠杆菌BL2 1(DE3)pLysS中表达。经IPTG诱导 ,发现从C 末端截去 189个氨基酸酶仍有催化活性 ,说明大肠杆菌CMP 唾液酸合成酶的最小活性域主要集中在N 末端的 2 2 9个氨基酸。有催化活性的C 端缺失突变合成酶的比活、最适pH及热稳定性发生变化 ,提示被截去的C 端氨基酸残基虽不直接参与构成酶的催化活性中心 ,但可影响催化活性域的构象 。

无乳链球菌产CMP-唾液酸合成酶发酵培养基优化

为获得低成本高酶活的产CMP-唾液酸合成酶(Cytidine 5'-monophosphate N-acetylneuraminic acid synthetase,NmCSS)培养基,对无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)产CMP-唾液酸合成酶发酵生产培养基进行优化。通过单因素试验筛选发酵温度、碳源、氮源、pH,确定对NmCSS酶活具有明显影响的因子及水平值;采用响应面法(Box-Behnken)确定以氮源浓度、碳源浓度、pH为三个主要影响因子的最适条件。结果表明,当培养温度为34℃时,蔗糖浓度为0.10%,氮源浓度为2.50%,pH为7.5、Na2HPO42.5 g/L、NaCl 5.0 g/L时,NmCSS酶活为(5.895±0.005)×107 U/mol,较基础发酵培养基的酶活(0.507±0.002)×107 U/mol提高了10.627倍,显示出了良好的优化效果。响应面方法优化得到的低成本高酶活培养基为无乳链球菌产NmCSS及其应用奠定了基础。

猪链球菌2型唾液酸合成酶neuB基因敲除突变株的构建及其生物学特性

利用同源重组基因敲除方法构建猪链球菌2型强毒株05ZYH33唾液酸合成酶neuB基因敲除突变株。PCR和Southern杂交结果均显示neuB基因在1株转化重组体中完全被壮观霉素抗性基因替代,表明neuB基因敲除突变体构建成功。生物学特性鉴定显示,突变体与强毒株在菌落形态、溶血活性以及染色特性方面均无明显差异;电镜检查发现突变体表面结构组分与强毒株有显著差异,荚膜明显变薄,质地更加紧密;小鼠致病性试验结果显示,突变体毒力显著减弱。研究结果提示菌体荚膜中的唾液酸对于猪链球菌2型侵袭和致病具有重要作用。

民猪唾液酸合成酶基因的克隆、表达及进化分析

为进一步了解猪的唾液酸合成酶基因(SAS)的生物学功能,研究采用RT-PCR技术克隆了民猪唾液酸合成酶基因的全长CDS序列;采用生物信息学的方法对其编码的氨基酸序列进行分析;构建分子进化树;采用实时定量PCR方法对该基因在大肠、腿肌、肺、脂肪、心、脾和肝脏组织的表达情况进行分析。结果表明:民猪的唾液酸合成酶基因全长1080 bp,编码359个氨基酸,是一种跨膜蛋白。该蛋白存在1个似抗冻蛋白域标记,同时具有多个磷酸化位点。所构建的分子进化树与物种进化的拓扑结构基本一致。该基因在肺和脾中表达水平最高,其次是脂肪在大肠、肌肉、心和肝中表达水平较低。

GM1通过PI3K/AKT/GSK3β信号通路减轻脑出血小鼠的神经功能损伤

目的研究单唾液酸四己糖基神经节苷脂(GM1)对急性脑出血小鼠的神经功能保护作用及其机制。方法构建小鼠脑出血神经损伤模型。将小鼠随机分为假手术(Sham)组、模型(Model)组、GM1(25 mg/(kg·d))组、GM1+LY294002(6μg/(kg·d))组各10只。于造模结束1 h后腹腔注射GM1或LY294002,连续1 w,Sham组和Model组腹腔注射等量生理盐水。采用神经功能缺损评分、脑含水量等检测各组神经功能损伤;苏木素-伊红(HE)染色试剂盒和尼氏染色试剂盒检测各组脑组织和神经元损伤水平;酶联试验免疫吸附试验(ELISA)法测定血清炎性因子白细胞介素(IL)-6、IL-1β及肿瘤坏死因子(TNF)-α水平;Western印迹检测B细胞淋巴瘤(Bcl)-2、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、裂解的胱天蛋白酶(cleaved caspase)-3、磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B/糖原合成酶激酶(PI3K/AKT/GSK)3β蛋白表达。结果与Sham组相比,Model组神经功能损伤严重(P<0.05),且神经细胞出现大量凋亡。Western印迹结果显示,Bcl-2、p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT蛋白表达明显下调,Bax、cleaved caspase-3、p-GSK3β/GSK3β蛋白表达明显上调(P<0.05);与Model组相比,GM1治疗组神经功能损伤明显减轻,脑组织损伤和炎症明显减轻且神经细胞凋亡明显被抑制(P<0.05),而GM+LY294002使得这一治疗作用明显被弱化(P<0.05)。结论GM1能有效保护急性脑出血小鼠的神经功能,其作用机制可能与PI3K/AKT/GSK3β信号通路有关。

神经节苷脂联合依达拉奉对局灶性脑缺血再灌注大鼠PDK1、GSK3β蛋白表达的影响

目的观察单唾液酸神经节苷脂(GM1)联合依达拉奉对局灶性脑缺血再灌注大鼠缺血半暗带区PDK1、GSK3β蛋白表达的影响,探讨其可能的作用。方法随机将大鼠分为假手术组、模型组、GM1组(剂量20 mg/kg,腹腔注射,1次/d)、依达拉奉组(剂量3 mg/kg,腹腔注射,2次/d)、GM1联合依达拉奉组,采用线栓法制作大鼠大脑中动脉缺血再灌注模型,分别对缺血2 h后再灌注3、7、14 d,采用免疫组化Envision两步法检测大鼠模型缺血半暗带PDK1、GSK3β蛋白表达的阳性细胞平均吸收光密度和阳性面积单位。结果在缺血半暗带,再灌注3、7、14 d各时间点,GM1联合依达拉奉组PDK1蛋白表达平均吸收光密度和阳性面积单位分别显著高于GM1组、依达拉奉组(P<0.05)、模型组(P<0.01),GSK3β蛋白表达平均吸收光密度和阳性面积单位分别显著低于GM1组、依达拉奉组(P<0.01)、模型组(P<0.01)。结论 GM1联合依达拉奉能增强缺血半暗带PDK1蛋白表达,抑制GSK3β蛋白表达。