亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        人工設(shè)計短肽PF1和PF2的克隆表達及其對葡萄糖氧化酶活性的影響

        2022-12-22 09:08:38李傳博魯明杰張慶芳林禹彤竇少華
        食品科學(xué) 2022年22期
        關(guān)鍵詞:肽鏈緩沖液電位

        李傳博,魯明杰,張慶芳,林禹彤,竇少華

        (大連大學(xué)生命健康學(xué)院,遼寧省海洋微生物工程技術(shù)研究中心,遼寧 大連 116622)

        葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOD)是一種氧化還原酶[1],以分子氧為電子受體,與過氧化氫酶形成氧化還原系統(tǒng),專一性催化β-D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸[2-4]。GOD的催化效率和反應(yīng)速率通常受各種因素影響,如酸度和堿度、溫度、氧氣和動力學(xué)參數(shù)[5-7]。GOD作為一種高特異性氧化還原酶,在食品領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用[8-11]。例如GOD常用于保鮮劑。馬清河等[12]發(fā)現(xiàn),GOD對鮮蝦具有抗褐變保鮮作用,冷藏(-18 ℃)12個月后仍能保持二級鮮度。GOD作為保鮮劑抑制鮮蝦褐變的現(xiàn)象為是否可以通過設(shè)計不同帶電短肽影響酶的催化作用提供了新的思路。

        早在2000年,李菲等[13]便基于表面靜電互補的方法建立短肽抑制劑與酶識別的模式。陳瑞華[14]發(fā)現(xiàn)胰蛋白酶、蛋白酶K和α-糜蛋白酶水解桿菌肽底物時,Zeta電位絕對值增加,并且酶抑制劑的添加增加了胰蛋白酶和蛋白酶K的Zeta電位值,負(fù)電荷的增加會抑制酶與底物的酶促反應(yīng)。由此可知,添加具有不同電荷性質(zhì)蛋白質(zhì)可以直接影響酶促反應(yīng)進程。劉榮娜[15]研究了不同帶電蛋白質(zhì)對酶促反應(yīng)的影響表明,酶活力的改變與不同帶電蛋白質(zhì)濃度呈正相關(guān),并提出加入與酶帶同種電荷的蛋白質(zhì),并且當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)與酶形成一定距離時會對酶本身產(chǎn)生微弱的斥力,使酶在酶促反應(yīng)中更好地發(fā)揮催化活性。本研究將PF1、PF2兩條短肽的基因在大腸桿菌(Escherichia coli)BL21中克隆表達,產(chǎn)物經(jīng)Ni-NTA純化后加入GOD酶促反應(yīng),并對GOD活力及Zeta電位進行檢測,旨在為今后研究肽鏈PF1、PF2對GOD之間相互作用提供物質(zhì)基礎(chǔ),可以為酶的食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)應(yīng)用等研究提供新的科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        E. coliBL21(DE3)用于pET系列載體的誘導(dǎo)表達,質(zhì)粒pET-30a(+)為異丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG)誘導(dǎo)的表達載體,均保藏于遼寧省海洋微生物工程技術(shù)研究中心。

        Pyrobest DNA Polymerse、NdeI、Hind III限制性內(nèi)切酶、T4 DNA ligase、Kan、TaKaRa MiniBEST Plasmid Purification試劑盒 TaKaRa(大連)有限公司;BM5000 DNA ladder 北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司;DNA Marker DL2000 北京全式金生物技術(shù)有限公司;胰蛋白胨、酵母提取物 生工生物工程(上海)股份有限公司;Ni-NTA His·Bind Resins 中國科學(xué)院過程工程研究所;蛋白定量試劑盒 美國Bio-Rad公司;正己烷(色譜純) 德國Meker公司;GF254薄層色譜硅膠 青島海洋化工廠;所有分離用有機溶劑均為國產(chǎn)分析純。

        培養(yǎng)基及溶液:LB(Luria-Bertani)培養(yǎng)基、STE緩沖液、TBST(Tris-HCl+Tween)緩沖液、PBST(PBS+Tween)緩沖液、TE(Tris-EDTA)緩沖液、TAE(Trisacetate-EDTA)緩沖液等均參考《精編分子生物學(xué)實驗指南》[16]和《分子克隆實驗指南》[17]附錄部分以及相關(guān)文獻[18]配制。

        1.2 儀器與設(shè)備

        MilliQ plus超純水系統(tǒng) 美國Millipore公司;CR-22E高速冷凍離心機 日本Hitachi公司;LTI-700低溫恒溫培養(yǎng)箱 上海愛朗儀器有限公司;JY99-IIIBN超聲波連續(xù)流細(xì)胞粉碎機 寧波新芝生物科技股份有限公司;PowerPac 300蛋白電泳儀 美國Bio-Rad公司;Multiskan GO全波長酶標(biāo)儀 美國Thermo公司;FE20/EL20 pH計 瑞士Mettler Toledo公司。

        1.3 方法

        1.3.1 人工設(shè)計肽鏈PF1、PF2基因序列的獲得

        根據(jù)E. coliBL21(DE3)的密碼子偏好性[19],人工設(shè)計并合成了2 條帶有不同電荷肽鏈基因PF1、PF2,等電點分別為12.01、3.18,基因全長均為309 bp。

        1.3.2 引物的設(shè)計與合成

        采用primer 5.0軟件對PF1、PF2序列進行比對分析后,對照pET-30a(+)載體上的多克隆酶切位點,設(shè)計基因的特異性聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)擴增引物PF1-F、PF1-R和PF2-F、PF2-R[20],見表1。引物由北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司合成。

        表1 本研究所用引物Table 1 Primers used in this study

        1.3.3 構(gòu)建重組表達載體

        PCR體系50 μL,用正向引物PF1-F、PF2-F和反向引物PF1-R、PF2-R進行擴增[21]。通過1 g/100 mL瓊脂糖凝膠電泳檢測并回收目的條帶。PF1、PF2通過T4 DNA于4 ℃連接反應(yīng)過夜至pET-30a(+)載體。然后轉(zhuǎn)化至感受態(tài)細(xì)胞E. coliBL21(DE3),用TaKaRa Mini BEST Plasmid Purification試劑盒提取陽性克隆。PCR擴增該基因,PCR產(chǎn)物通過NdeI和HindIII雙酶切鑒定。

        1.3.4 人工設(shè)計短肽PF1、PF2在E. coliBL21(DE3)的誘導(dǎo)表達

        將測序正確的重組菌命名為pET-30a(+)-PF1/BL21、pET-30a(+)-PF2/BL21。轉(zhuǎn)化子接入5 mL LB培養(yǎng)基中,37 ℃、200 r/min條件下過夜培養(yǎng)。次日,取1 mL過夜菌接種至100 mL新LB培養(yǎng)基中,37 ℃、200 r/min培養(yǎng)至菌液OD600nm為0.6~0.8左右,加入終濃度為0.1 mmol/L的IPTG,pET-30a(+)-PF1/BL21與pET-30a(+)-PF2/BL21分別以誘導(dǎo)15 ℃、160 r/min培養(yǎng)16 h和37 ℃、160 r/min培養(yǎng)4 h[22]。離心收集菌體,并用Binding Buffer洗滌3次。加入5 mL Binding Buffer重懸細(xì)胞,超聲波破碎后(開5 s、關(guān)4 s,時間40 min),4 ℃、12 000 r/min離心30 min,舍掉沉淀獲得粗蛋白溶液[23]。

        1.3.5 Ni-NTA純化粗蛋白溶液

        由pET-30a(+)載體表達的靶蛋白具有6個組氨酸的蛋白質(zhì)標(biāo)簽,組氨酸可以與Ni2+鰲合,從而使帶有組氨酸標(biāo)簽的靶蛋白質(zhì)與Ni-NTA純化介質(zhì)結(jié)合。誘導(dǎo)表達后的粗酶液上樣Ni-NTA柱,并用40 mmol/L咪唑緩沖液洗柱子,直到考馬斯亮藍藍色不變?yōu)橹埂H∩鲜霾襟E中收集的100 μL溶液,加入100 μL 2×蛋白電泳上樣緩沖液;沸水煮10 min,14 000 r/min離心5 min,取上清液進行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)檢測[24-26]。

        1.3.6 純化后蛋白PF1和PF2 Zeta電位檢測

        開啟Zeta電位儀,設(shè)置儀器溫度為35 ℃,預(yù)熱30 min。將1.4 mL 0.004 mg/mL的GOD溶液加入到Zeta電位樣品池中,測定Zeta電位。分別將1.4 mL 1 mg/mL的PF1和PF2溶液加入到Zeta電位樣品池中,測定Zeta電位。分別將0.7 mL 2 mg/mL的PF1和PF2溶液加入到0.7 mL 0.008 mg/mL的GOD溶液中處理5 min,測定GOD Zeta電位。

        1.3.7 純化后蛋白PF1和PF2對GOD活力影響

        分別將1 mg/mL的肽鏈PF1和PF2溶液加入到0.1 mL 0.004 mg/mL的GOD溶液中處理5 min,測定酶活力,將0.1 mL磷酸緩沖液同樣加入到0.1 mL 0.004 mg/mL的GOD溶液中處理5 min作為對照,測定酶活力。在實驗溫度和pH值下,60 s內(nèi)將1.0 μmol催化葡萄糖氧化成為H2O2和葡萄糖酸所需要的GOD量定義為一個酶活力單位[3]。

        GOD活力測定:酶標(biāo)儀設(shè)定為500 nm波長處連續(xù)進行300次吸光度測定,每秒測定一次。分別在試管中加入2.5 mL鄰聯(lián)茴香胺緩沖液、0.3 mL葡萄糖溶液和0.1 mL過氧化氫酶溶液并混勻,放置水浴鍋中給定溫度水浴5 min。將0.1 mL GOD溶液和0.1 mL磷酸緩沖液迅速加入混合溶液中,在20 s內(nèi)分別將3個0.31 mL混合液加入到96 孔板中測定吸光度,根據(jù)下式計算GOD活力:

        式中:ΔA500nm為每秒吸光度的降低值;N為酶液的稀釋倍數(shù);Vt為樣品反應(yīng)的總體積/mL;11.3為消光系數(shù)(L/mol);Vs為稀釋后酶液加入體積/mL;t為反應(yīng)時間/min;m為GOD樣品質(zhì)量/g。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 人工設(shè)計肽鏈PF1、PF2基因的PCR擴增

        利用特異性引物PF1-F、PF1-R和PF2-F、PF2-R,使用PF1、PF2基因DNA作為模板擴增目的片段,大小約為309 bp(圖1),與預(yù)計的片段大小相近。切膠回收并測序,確定為目的基因的DNA片段。

        圖1 PF1(A)、PF2(B)基因片段的電泳檢測Fig. 1 Argarose gel electrophoresis of the conserved region fragments of PF1 (A) and PF2 (B)

        2.2 重組質(zhì)粒pET-30a(+)-PF1、pET-30a(+)-PF2的構(gòu)建及鑒定

        2.2.1PF1、PF2基因PCR產(chǎn)物雙酶切

        用NdeI/Hind III雙酶切PF1、PF2基因PCR產(chǎn)物,取1 μL產(chǎn)物進行1%瓊脂糖凝膠電泳,圖2結(jié)果顯示,在750 bp附近出現(xiàn)特異性條帶與理論設(shè)計值相符。

        圖2 PF1和PF2基因PCR產(chǎn)物雙酶切的電泳檢測Fig. 2 Detection of PF1 and PF2 PCR products by double enzyme digestion

        2.2.2 原核表達質(zhì)粒pET-30a(+)雙酶切

        用NdeI/Hind III雙酶切原核表達載體pET-30a(+),取1 μL進行1%瓊脂糖凝膠電泳,結(jié)果如圖3所示。質(zhì)粒pET-30a(+)雙酶切產(chǎn)物條帶單一,且在5 000~6 000 bp之間,符合預(yù)期。

        圖3 原核表達質(zhì)粒pET-30a(+)雙酶切Fig. 3 Identification of prokaryotic expression plasmid pET-30a(+) by double enzyme digestion

        2.2.3 菌落PCR篩選陽性克隆

        從pET-30a(+)-PF1/BL21、pET-30a(+)-PF2/BL21轉(zhuǎn)化的平板上分別隨機挑取17個白斑直接作為模板進行PCR擴增(圖4),pET-30a(+)-PF1/BL21經(jīng)電泳分析發(fā)現(xiàn)8號、9號和12號PCR產(chǎn)物與目的基因(309 bp)大小一致,表明8號、9號和12號成功將靶基因與表達質(zhì)粒pET-30a(+)相連。pET-30a(+)-PF2/BL21經(jīng)電泳分析發(fā)現(xiàn)4號、9號和15號PCR產(chǎn)物與目的基因(309 bp)大小一致,表明4號、9號和15號成功將靶基因成功連接到表達質(zhì)粒pET-30a(+)上。

        圖4 菌落PCR驗證PF1(A)、PF2(B)基因的電泳檢測Fig. 4 Agarose gel electrophoresis analysis of positive clones of PF1 (A) and PF2 (B) selected by colony PCR

        2.2.4 重組質(zhì)粒的酶切鑒定和測序鑒定

        通過質(zhì)粒提取試劑盒提取pET-30a(+)-PF1、pET-30a(+)-PF2重組質(zhì)粒,用限制性核酸內(nèi)切酶NdeI/Hind III進行雙酶切,酶解產(chǎn)物進行1%瓊脂糖凝膠電泳檢測,結(jié)果如圖5所示??梢钥闯觯亟M質(zhì)粒pET-30a(+)-PF1、pET-30a(+)-PF2酶切產(chǎn)物片段大小分別約為309 bp和5 422 bp,即表達的pET-30a(+)-PF1、pET-30a(+)-PF2和原核表達載體pET-30a(+)。說明PF1、PF2基因已成功亞克隆至表達載體pET-30a(+)中。

        圖5 pET-30a(+)-PF1(A)、pET-30a(+)-PF2(B)經(jīng)Nde I/Hind III酶切產(chǎn)物Fig. 5 Agarose gel electrophoresis analysis of pET-30a(+)-PF1 (A) and pET-30a(+)-PF2 (B) digested with Nde I/Hind III

        2.3 pET-30a(+)-PF1、pET-30a(+)-PF2重組質(zhì)粒在E. coli BL21(DE3)中的表達

        如圖6所示,泳道4、5、7、8、10、11約11 kDa蛋白帶與PF1的理論分子質(zhì)量(11.1 kDa)一致,表明IPTG成功誘導(dǎo)蛋白表達。肽鏈PF1在15 ℃、0.1 mmol/L IPTG誘導(dǎo)16 h表達較好。與泳道3、6、9未誘導(dǎo)的陰性對照相比,重組菌pET-30a(+)-PF1/BL21在約11 kDa處表現(xiàn)出特異性蛋白帶,重組蛋白成功表達,且可溶性較好。

        圖6 重組pET-30a(+)-PF1的誘導(dǎo)表達SDS-PAGEFig. 6 SDS-PAGE analysis of PF1 expressed in BL21(DE3)

        以His抗體為一抗,Western Blot分析鑒定表達產(chǎn)物免疫反應(yīng)性。由圖7可以看出,誘導(dǎo)產(chǎn)物在相同位置具有單個特異性條帶。PF1蛋白分子大小與SDS-PAGE鑒定大小一致。

        圖7 重組質(zhì)粒pET-30a(+)-PF1的Western Blot鑒定Fig. 7 Western blot analysis of PF1 expressed in BL21(DE3)

        如圖8所示,泳道4、5、7、8約11 kDa蛋白帶與PF2的理論分子質(zhì)量(11.1 kDa)一致,表明IPTG成功誘導(dǎo)表達蛋白表達。肽鏈PF2在37 ℃、0.1 mmol/L IPTG誘導(dǎo)4 h表達較好。與泳道3、6、9未誘導(dǎo)的陰性對照相比重組菌pET-30a(+)-PF2/BL21在約11 kDa處表現(xiàn)出特異性蛋白帶,重組蛋白成功表達,且可溶性較好。

        圖8 重組pET-30a(+)-PF2的誘導(dǎo)表達Fig. 8 SDS-PAGE analysis of PF2 expressed in BL21(DE3)

        以His抗體為一抗,Western Blot分析鑒定表達產(chǎn)物免疫反應(yīng)性。由圖9可以看出,誘導(dǎo)產(chǎn)物在相同位置具有單個特異性條帶。PF2蛋白分子大小與SDS-PAGE鑒定大小一致。

        圖9 重組質(zhì)粒pET-30a(+)-PF2的Western Blot鑒定Fig. 9 Western blot analysis of PF2 expressed in BL21(DE3)

        2.4 pET-30a(+)-PF1、pET-30a(+)-PF2重組質(zhì)粒Ni-NTA純化

        通過Ni-NTA親和層析柱純化PF1、PF2,SDS-PAGE檢測洗脫的收集液,如圖10所示。目標(biāo)蛋白主要被300 mmol/L咪唑溶液洗脫下來,且洗脫液中無雜蛋白。

        圖10 重組pET-30a(+)-PF1與重組pET-30a(+)-PF2的純化Fig. 10 SDS-PAGE analysis of purifeid recombinant pET-30a(+)-PF1 and pET-30a(+)-PF2

        2.5 純化后蛋白PF1和PF2對GOD Zeta電位檢測

        由表2可知,純化后蛋白PF1表面Zeta電位為-18.16 mV,帶負(fù)電荷,而PF2表面Zeta電位為10.32 mV,帶正電荷。且經(jīng)過PF1處理過的GOD電位由-14.60 mV下降至-16.07 mV,PF2處理過得GOD電位由-14.60 mV上升至-9.26 mV。

        表2 純化后蛋白PF1和PF2對GOD Zeta電位檢測Table 2 Effect of purified proteins PF1 and PF2 on GOD zeta potential

        2.6 純化后蛋白PF1和PF2對GOD活力影響

        由表3可知,使用純化后帶負(fù)電荷蛋白PF1處理后GOD活力提高了8.34%,帶正電荷蛋白PF2處理后GOD活力降低了6.88%。證明本研究生物方法合成的帶不同電荷蛋白對GOD活力同樣有激活和抑制作用。

        表3 純化后蛋白PF1和PF2對GOD活力影響Table 3 Effect of purified proteins PF1 and PF2 on the activity of GOD

        3 結(jié) 論

        人工設(shè)計并合成了2 條肽鏈PF1、PF2,基因全長309 bp,以ATG作為起始密碼子開始,以TGA作為終止密碼子結(jié)束,編碼93個氨基酸肽鏈。將其擴增至pET-30a(+)載體中,構(gòu)建了重組質(zhì)粒pET-30a(+)-PF1和pET-30a(+)-PF2。隨后將酶切鑒定正確的表達質(zhì)粒pET-30a(+)-PF1和pET-30a(+)-PF2轉(zhuǎn)化至宿主細(xì)胞E. coliBL21(DE3)中,0.1 mmol/L IPTG大量誘導(dǎo)表達收集菌體細(xì)胞。通過超聲破碎菌體細(xì)胞以獲得粗酶溶液,利用重組質(zhì)粒pET-30a(+)-PF1和pET-30a(+)-PF2上C端融合6個組氨酸的蛋白質(zhì)標(biāo)簽,經(jīng)Ni-NTA純化分離純化得到純蛋白。SDS-PAGE與Western Blot分析表明:表達出的靶蛋白分子質(zhì)量為11.1 kDa,這與預(yù)估大小一致。PF1和PF2人工設(shè)計蛋白的pI值分別為12.01、3.18,且表達產(chǎn)物以可溶性蛋白存在于細(xì)胞漿中。以上結(jié)果都指向同一結(jié)論:人工設(shè)計肽鏈基因PF1、PF2在E. coliBL21(DE3)中得到成功表達。

        純化后的蛋白PF1和PF2在pH 5.5的緩沖液中測定Zeta電位后發(fā)現(xiàn),PF1 Zeta電位為-18.16 mV,帶負(fù)電;PF2 Zeta電位為10.32 mV,帶正電。通過使用純化后的蛋白PF1和PF2處理GOD后,GOD活力出現(xiàn)了明顯的變化,今后可以設(shè)計并合成更多的肽鏈對GOD進行處理,檢測其對GOD活力的影響,并檢測肽鏈與GOD的相互作用。短肽PF1和PF2的基因克隆及表達為后續(xù)將短肽PF1和PF2應(yīng)用于大規(guī)模食品或工業(yè)化生產(chǎn)新型酶激活劑打下堅實基礎(chǔ)。

        猜你喜歡
        肽鏈緩沖液電位
        電位滴定法在食品安全檢測中的應(yīng)用
        新型醋酸纖維素薄膜電泳緩沖液的研究
        例談基因表達過程中多種肽鏈的合成
        卵磷脂/果膠鋅凝膠球在3種緩沖液中的釋放行為
        中成藥(2018年6期)2018-07-11 03:01:12
        電鍍廢水處理中的氧化還原電位控制
        淺談等電位聯(lián)結(jié)
        烷基鏈長及肽鏈電荷分布對脂肽雙親分子自組裝及水凝膠化的影響
        膠原蛋白Ⅳ在腫瘤領(lǐng)域的研究進展
        “蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和功能”難點掃描
        考試周刊(2014年46期)2014-08-15 20:58:06
        2種緩沖液對血清蛋白醋酸纖維膜電泳效果對比研究
        国产美女胸大一区二区三区| 高潮迭起av乳颜射后入| 久久精品国产亚洲av忘忧草18| 熟女人妻丰满熟妇啪啪| 日韩激情av不卡在线| 草草影院ccyy国产日本欧美| 国产av丝袜旗袍无码网站| 国产在视频线精品视频www666| 视频一区二区三区中文字幕狠狠| 在线精品国产亚洲av麻豆| 把女的下面扒开添视频| 国产午夜福利精品久久2021| 日韩精品欧美激情国产一区| 国产av无毛无遮挡网站| 日本真人做爰免费视频120秒| 九九99无码精品视频在线观看 | 日韩视频中文字幕精品偷拍| 国产在线一区观看| 国产精品专区一区二区av免费看| 国产精品久久久在线看| 尤物网址在线观看| 欧美日韩国产在线观看免费| 人妻露脸国语对白字幕| 国产精品美女一区二区视频 | 九九99久久精品在免费线97| 中文字幕亚洲精品专区| 亚洲av无码av在线播放| 亚洲AV日韩AV永久无码电影| 午夜精品一区二区久久做老熟女| 亚洲永久国产中文字幕| 欧美裸体xxxx极品少妇| 中文人妻无码一区二区三区| 久久中文字幕国产精品| 久久天天躁夜夜躁狠狠| 精品亚洲aⅴ在线观看| 日韩精品不卡一区二区三区| 日韩精品熟女中文字幕| 日出水了特别黄的视频| 国产高清在线91福利| 国语对白精品在线观看| 国产农村妇女精品一二区|