碳青霉烯酶OXA-72在毕赤酵母中的表达纯化及其性质研究

碳青霉烯酶OXA-72在毕赤酵母中的表达纯化及其性质研究

论文摘要

目的:以我们从临床分离的我国第一株分泌碳青霉烯酶OXA-72的鲍曼氏不动杆菌菌株为模板,在毕赤酵母表达系统中重组表达并分离纯化碳青霉烯酶OXA-72,并测定其等电点,为进一步研究碳青霉烯酶OXA-72的结构、功能和性质奠定基础。方法:使用E-test药敏纸条检测12种抗生素对鲍曼氏不动杆菌菌株40的MIC。提取鲍曼氏不动杆菌菌株40的总DNA,以之为模板,用目的引物P1、P2进行PCR,扩增产物通过1%琼脂糖凝胶电泳检测。PCR扩增产物经EcoRI和KpnI双酶切、回收,连接双酶切后的pGAPZαA,得到重组质粒pGAPZ-oxa72,转化E coli DH5α,得到E coliDH5α(pGAPZ-oxa72),扩增后提取重组质粒pGAPZ-oxa72,以之为模板,用载体引物进行PCR,扩增产物通过1%琼脂糖凝胶电泳检测;并对重组质粒进行双酶切和测序鉴定。用AvrⅡ酶切重组质粒pGAPZ-oxa72使之线性化,然后电击转化入GS115酵母细胞中,利用含Zeocin的YPDS平板筛选阳性转化子。同时以AvrⅡ线性化的不含oxa-72的空质粒pGAPZaA电转化GS115作对照。提取酵母基因组DNA,以之为模板,用目的引物和载体引物分别进行PCR,以验证阳性克隆GS115(pGAPZ-oxa72)和GS115(pGAPZαA)。采用超声法破碎培养72h的阳性克隆GS115(pGAPZ-oxa72)和GS115(pGAPZαA)的菌体,然后离心取上清,用His tag antibody做western blotanalysis。用含有高浓度Zeocin的YPD平板二次划线筛选阳性克隆,挑取单克隆至5ml培养液中,30℃、220rpm震荡培养72h,离心,将上清转移至新EP管中,用等体积YPD培养基重悬菌体,分别向菌体溶液和上清中滴加一滴头孢硝噻吩,观察溶液颜色的变化,同时以GS115(pGAPZαA)菌株和GS115菌株做对照。采用镍琼脂糖凝胶柱色谱分离重组蛋白。缓冲液平衡镍柱后将20ml细胞破碎液上样,再用缓冲液洗柱后,分别用50mM和200mM咪唑缓冲液进行阶段洗脱,收集各阶段洗脱峰,SDS-PAGE电泳,考马斯亮蓝染色检测重组蛋白的分子量大小和纯度。委托北京蛋白质组研究中心对纯化所得的OXA-72蛋白冻干粉进行等电聚焦电泳,以测定重组蛋白质的等电点。结果:菌株40的亚胺培南和美罗培南的最低抑菌浓度(MIC)均为32μg/ml,此外还对头孢噻吩、头孢哌酮、羟氨苄青霉素和羟氨苄青霉素-棒酸(2/1)耐药。1%琼脂糖凝胶电泳显示PCR扩增得到约843bp的oxa-72基因,且未见非特异性扩增条带;用载体引物进行PCR扩增pGAPZ-oxa72,得到的片段长度约为1340bp;双酶切pGAPZ-oxa72得到约840bp和约3kb的两片段,与预期一致;用载体引物对pGAPZ-oxa72测序,将测序序列blast显示克隆的oxa-72基因与Genbank中oxa-72基因序列(GenBank accessionnumbers AY739646)相似性为100%,完全一致;这表明oxa-72的酵母表达载体构建成功。挑取含有Zeocin的YPDS平板上的阳性转化子并扩增,提取其DNA为模板,用目的引物和载体引物分别做PCR,分别得到约843bp和1340bp者为阳性克隆GS115(pGAPZ-oxa72);以不含oxa-72的空质粒pGAPZaA电转化GS115所得到的阳性克隆GS115(pGAPZαA)用目的引物扩增时无特异性产物,只能用载体引物扩增出约540bp的片段。用培养72h的GS115(pGAPZ-oxa72)的蛋白提取物做Western blot可以得到单一的特异条带,这说明重组蛋白能特异地与抗His-Tag抗体结合,而对照GS115(pGAPZαA)和GS115则没有得到特异条带。分别滴加头孢硝噻吩后,含有oxa-72基因的阳性克隆GS115(pGAPZ-oxa72)的菌体悬液和上清均可在十分钟内由淡黄色变为红色,而不含oxa-72基因的阳性克隆GS115(pGAPZαA)及未转化的GS115菌株的菌体悬液和上清均不变色,观察时间延长至半小时以上亦无改变,这表明,菌体和上清中均有OXA-72蛋白的表达,且所表达的OXA-72碳青霉烯酶均有活性。镍柱纯化表达产物,得到的蛋白纯度为95%,纯化回收率达40%。纯化所得重组蛋白的等电点为6.37。结论:成功构建了OXA-72的表达载体,在毕赤酵母中成功的表达并分离纯化了具有酶活性的OXA-72,其等电点为6.37。这为下一步其功能性质的研究奠定了基础。

论文目录

  • 中文摘要
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  • 符号说明
  • 论文正文
  • 前言
  • 实验材料
  • 实验方法
  • 实验结果
  • 讨论
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 发表论文
  • 学位论文评阅及答辩情况表
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