外源丙氨酸提高蜘蛛牵引丝蛋白天然基因在原核系统中的表达

蜘蛛丝蛋白天然基因的体外表达受诸多因素的限制。在获得生长于中国的Nephilaclavipes蜘蛛牵引丝蛋白Spidroin2cDNA(No.AF441245)的基础上,利用限制性内切酶双酶切反应构建含有Spidroin2cDNA的重组表达质粒pET-28b(+)-Sp。将该质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3)宿主细胞感受态菌中,以不同浓度的IPTG进行诱导,并通过诱导时间、培养温度、加入外源丙氨酸等途径提高Spidroin2cDNA的表达量,同时利用多克隆抗体对表达产物进行Westernblot检测。重组质粒pET-28b(+)-Sp的测序结果表明Spidroin2cDNA基因以正确的阅读框插入到原核表达载体中;SDS-PAGE结果表明菌体表达蛋白中存在着大小约为31kDa的目的蛋白带(加入外源丙氨酸条件下),Westernblot检测结果进一步证实,目的基因在大肠杆菌中得到正确表达。实验证明,蜘蛛牵引丝蛋白Spidroin2cDNA可在原核细胞内正确表达,外源丙氨酸的加入对于提高天然蜘蛛丝蛋白基因在原核系统的表达作用明显。

拟蜘蛛拖丝蛋白基因人工合成及其原核表达

根据GenBank上蜘蛛拖丝蛋白基因序列(AY555585和AH015065)、拖丝蛋白基因的结构特点和密码子的简并性,设计378bp的拖丝蛋白基因单体,并对其人工聚合成二聚体。Primer5.0分析结果表明,决定拖丝弹性和抗拉力的氨基酸(Gla和Ala)含量(41.43和18.22)接近天然丝蛋白氨基酸含量(42.81和26.32);利用Antheprot软件对二聚体编码氨基酸的二级结构预测结果显示,与丝蛋白的氨基酸链相近,由2个相同的部分排列而成,即β-片层(占48%)、6个α-螺旋间隔(占15%)、散在的转角(占12%)和若干不规则卷曲(占25%)。将二聚体与pET-28a(+)连接构建原核表达载体,IPTG诱导重组菌体裂解物经SDS-PAGE电泳可检测到相对分子质量为26.6×103kD的重组蛋白。上述结果为进一步开展有关转蜘蛛拖丝蛋白基因在绵羊被毛中表达的研究奠定了基础。

转KAP6.1-GFP-蜘蛛拖丝蛋白基因核心序列4S绵羊成纤维细胞株的筛选

【目的】通过体细胞核移植为获得皮肤特异表达蜘蛛拖丝蛋白的绵羊奠定基础。【方法】将pcDNA3.1和带有角蛋白结合蛋白启动子质粒pGM-T-KAP6.1分别用BglⅡ和Hin dⅢ双酶切后连接,再与蜘蛛拖丝蛋白基因核心序列4S连接,最后通过酶切与pIRES2-EGFP质粒连接后构建真核表达载体pIRES2-EGFP-4S;将此载体线性化后,采用脂质体法转染绵羊皮肤成纤维细胞,通过G418筛选获得转基因阳性细胞。【结果】筛选得到转pIRES2-EGFP-4S的阳性细胞。对阳性细胞经体外培养后的检测显示:(1)细胞形态(长梭形)、细胞生长曲线(呈S形)、群体倍增时间(随培养时间增加逐渐缩短)和细胞接种率(细胞贴壁率及存活率在24 h内逐渐升高,并达到最高值125%)等均具有正常绵羊成纤维细胞的生物学特征;(2)阳性细胞经冷冻复苏后具有与新鲜阳性细胞相似的生物学特征;(3)PCR检测结果显示,pIRES2-EGFP-4S在阳性细胞的基因组中整合。【结论】获得具有在绵羊皮肤特异表达,且便于检测的转蜘蛛拖丝蛋白4S的绵羊成纤维细胞株。

拟蜘蛛牵丝蛋白基因细毛羊毛囊特异表达载体的构建及其转基因细胞株的筛选

试验旨在获得具有毛囊表达特性的转蜘蛛牵丝蛋白基因细胞株。根据GenBank上发表的棒络新妇属蜘蛛的cDNA片段合成拟蜘蛛牵丝蛋白基因单体S,加倍后连入pEGFP-N1框架载体以构建真核表达载体pK-2S,转染新疆美利奴细毛羊皮肤成纤维细胞后筛选单克隆,并通过PCR在DNA、RNA水平检测阳性克隆。基因合成后测序结果显示序列正确,酶切得到正确目的条带,筛选出阳性克隆并且可以在基因组及cDNA上扩增出目的片段。本研究成功将蜘蛛牵丝蛋白基因转入新疆美利奴细毛羊细胞,并在RNA水平表达,为培育毛囊特异表达蜘蛛牵丝蛋白基因并具有更高机械性能羊毛的新型细毛羊品种奠定基础。

拟蜘蛛牵丝蛋白基因单体(S)原核表达及多克隆抗体制备

利用原核表达获得的拟蜘蛛牵丝蛋白制备多克隆抗体,将为我们在真核水平检测其表达情况奠定基础。以质粒pGEX-2T为骨架载体,在其多克隆位点处连接人工合成的拟蛛丝蛋白基因单体(S),构建含有GST标签的融合蛋白原核表达载体pGEX-S;利用IPTG诱导重组质粒pGEX-S在大肠杆菌感受态细胞BL21中表达,并利用GST标签亲和纯化重组蛋白,获得的S-GST蛋白与佐剂混合后,采用多点皮下免疫注射8只健康的CDⅠ小白鼠,免疫期结束后收集抗血清进行ELISA检测。序列分析后,确定原核表达载体pGEX-S编码正确;诱导表达后,Western blot检测显示在41 kD处有重组蛋白条带出现,与我们预期的结果相符;抗血清Elisa检测显示有2只小鼠A和F抗血清效价较高。采用原核表达生产的拟蜘蛛牵丝蛋白成功制备了多克隆抗体。

UHS-拟蜘蛛拖丝蛋白基因转染小鼠成纤维细胞及其鉴定

为了获得转拟蜘蛛拖丝蛋白基因2S的阳性小鼠成纤维细胞,本研究将前期工作中人工合成的拟蜘蛛拖丝蛋白基因2S和克隆获得的小鼠超高硫角蛋白启动子(UHS),与带有IRES序列和GFP报告基因的表达载体连接,构建真核表达载体UHS-2S-pIRES2-EGFP;将UHS-2S-pIRES2-EGFP线性化后,采用脂质体法转染小鼠皮肤成纤维细胞,通过G418筛选获得neo基因抗性阳性细胞。结果表明:(1)成功构建UHS-2S-pIRES2-EGFP;(2)转基因细胞的最佳G418筛选浓度为400μg/mL;(3)筛选获得呈梭形的转基因细胞,对其进行传代培养时,细胞增殖缓慢,细胞未呈现正常细胞的"S"型的生长曲线;(4)PCR检测结果显示,UHS-2S-pIRES2-EGFP载体已经整合到G418抗性细胞的基因组中。

拟蜘蛛拖丝蛋白基因重组蛋白的纯化及其抗血清制备

为了制备可用于拟蜘蛛拖丝蛋白体外检测的抗血清,利用前期工作中获得的蜘蛛拖丝蛋白基因重组原核表达载体2S-pET-52b(+),采用原核表达方法获得大量重组蜘蛛拖丝蛋白2S-His,对此重组蛋白进行His标签特异性的亲和纯化,再依次经SDS-PAGE、切胶和与佐剂混合后作为抗原;皮下多点注射法将抗原注入新西兰大白兔皮下进行免疫;采集已免疫的兔血清,采用ELISA检测方法对其效价进行检测。结果显示,重组质粒2S-pET-52b(+)转化BL21-pLysS后获得最佳的表达菌株;在筛选得到的最佳IPTG、温度和时间(分别为1.0 mmol/L、30℃和2 h)条件下诱导获得2S-His重组蛋白;经免疫的4只兔血清中,2只兔的血清效价达1∶25 600和1∶12 800。表明利用2S-pET-52b(+)重组质粒成功获得可用于拟蜘蛛拖丝蛋白体外检测的抗血清。本研究为加快建立在被毛中特异表达大量蜘蛛拖丝蛋白的新方法提供依据。