双歧杆菌具有独特的基因组能力,可切割N-聚糖。重组表达这些酶将成为一种有前景的新工具,用于从富含糖蛋白的底物(如初乳)中释放生物活性N-聚糖。
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双歧杆菌具有独特的基因组能力,可切割N-聚糖。重组表达这些酶将成为一种有前景的新工具,用于从富含糖蛋白的底物(如初乳)中释放生物活性N-聚糖。
蛋白质糖基化是一种多样且常见的翻译后修饰,与多种重要功能相关,包括蛋白质折叠、稳定性、酶保护作用以及生物识别等。连接在糖蛋白(如乳铁蛋白、乳黏附素和免疫球蛋白)上的N-聚糖无法被宿主消化,可到达大肠,并被某些有益微生物所利用。因此,它们被视为新一代益生元化合物,能够选择性地促进肠道微生物组中有益微生物的生长。然而,分离这些新型益生元需要新的酶类。本文描述了从不同双歧杆菌菌株(分离自婴儿、兔子、鸡和熊蜂)中重组表达新型糖苷酶的方法,以改进从糖蛋白中分离N-聚糖的效率。本研究中所述方法包括以下步骤:采用体内重组克隆策略对双歧杆菌基因进行分子克隆、转化成功与否的检测、蛋白质诱导表达以及蛋白质纯化。
糖基化是一种在蛋白质中广泛存在的关键翻译后修饰。据估计,真核生物中超过50%的蛋白质以糖基化形式存在。N-糖基化和O-糖基化是糖基化的两种主要类型1,2。O-连接聚糖(O-聚糖)通过N-乙酰半乳糖胺共价连接至丝氨酸(Ser)或苏氨酸(Thr)氨基酸残基的羟基上。N-连接聚糖(N-聚糖)是复杂的寡糖,通过N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)连接至蛋白质中特定氨基酸序列AsN-X-Ser/Thr,以及较少见的AsN-X-Cys(半胱氨酸)中的天冬酰胺(Asn)残基上(其中X可以是除脯氨酸外的任何氨基酸)3,4。N-聚糖的基本核心结构由两个HexNAc和三个甘露糖残基组成。该共同核心在糖基转移酶和糖苷酶的作用下进一步延伸,根据分支程度和连接类型的不同,形成不同类别的N-聚糖5。N-聚糖通常分为三大类:高甘露糖型(HM)、复杂型(CT)和杂合型(HY)6。
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1. 双歧杆菌基因的分子克隆
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本研究选取了来自不同来源的糖基水解酶家族酶。假设联合使用具有不同结构的酶可能实现更佳的聚糖释放效果,因为这些酶在进化上适应于在不同糖蛋白上发挥活性。目标基因及其来源列于 表1细菌菌株购自比利时微生物协调保藏中心。引物序列组根据制造商的说明书进行设计(补充表1)。N-His Kan 载体的正向和反向引物设计如下:F: 5'-CAT CAT CAC CAC CAT CAC XXX2 XXX3 XXX4 XXX5 XXX6 XXX7 XXX8 (XXX2-XXX8 代表靶编码区的第2至第8个密码子)和R:5'-GTG GCG GCC GCT CTA TTA XXXn XXXn-1 XXXn-2 XXXn-3 XXXn-4 XXXn-5 XXX.......
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与传统的克隆方法相比,本研究所采用的体内重组克隆策略在目标基因的分子克隆中具有快速且可靠的优势。尽管目前已有多种便捷的分子克隆方法,但本文所述方法具备更多优点。体内克隆系统与其他克隆系统不同,无需对PCR产物进行任何酶处理或纯化步骤,也不存在序列连接位点的限制,亦无需限制性内切酶。在该系统中,只需将扩增后的基因与细胞及载体(随试剂盒提供)混合即可完成克隆,无需酶促连接反应。因此该方法被称为体内克隆,因为PCR产物末端与载体之间的重组发生在细胞内。该系统中的线性载体两端各含有18个核苷酸长度的黏性末端,且这两个序列彼此不互补。由于这一特性,载体可完全避免自连或序列反向插入的风险。用于扩增目标基因的引物需根据这些末端序列设计,以确保高效结合。克隆试剂盒中提供的N-His、C-His以及N-His SUMO载体,可实现目标基因的快速克隆,所表达蛋白带有氨基端或羧基端的6xHis亲和标签,可在天然或变性条件下实现蛋白的快速、简便亲和纯化。
尽管该克隆系统的转化成功率高于95%,但其少数缺点之一是感受态细胞无法在常规实验室条件下制备。含有.......
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作者无任何利益冲突需要披露。
本研究由土耳其科学技术研究理事会(TUBITAK #118z146)和乌卢奥瓦乳品贸易有限公司(Uluova Süt Ticaret A.Ş)资助。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| EconoTaq PLUS 2X 主混合液 | Lucigen | 30035-1 | 目的基因扩增(PCR) |
| 无DNase/RNase的蒸馏水 | Invitrogen | 10977035 | 目的基因扩增(PCR) |
| Safe-Red 上样染料 | abm | G108-R | DNA凝胶电泳 |
| 1 kb Plus DNA Marker | GoldBio | D011-500 | DNA凝胶电泳 |
| Qubit 蛋白检测试剂盒 | Invitrogen | Q33211 | DNA浓度测定 |
| LB培养基,Miller型(Luria-Bertani) | amresco | J106-2KG | 细菌培养基 |
| 琼脂糖 | Invitrogen | 16500-500 | 细菌培养基等 |
| 卡那霉素单硫酸盐 | GoldBio | K-120-5 | 细菌培养基中的抗生素 |
| Expresso 鼠李糖克隆与表达系统试剂盒,N-His | Lucigen | 49011-1 | 克隆试剂盒 |
| Expresso 鼠李糖克隆与表达系统试剂盒,SUMO | Lucigen | 49013-1 | 克隆试剂盒 |
| Expresso 鼠李糖克隆与表达系统试剂盒,C-His | Lucigen | 49012-1 | 克隆试剂盒 |
| 甘油溶液 | Sigma-Aldrich | 15524-1L-R | 甘油菌保存液制备 |
| L-鼠李糖一水合物 | Sigma-Aldrich | 83650 | 蛋白表达诱导 |
| 2X Laemmli 上样缓冲液 | ClearBand | TGS10 | SDS-PAGE分析 |
| SureCast 40% (w/v) 丙烯酰胺溶液 | Invitrogen | HC2040 | SDS-PAGE分析 |
| SureCast 过硫酸铵(APS) | Invitrogen | HC2005 | SDS-PAGE分析 |
| SureCast TEMED | Invitrogen | HC2006 | SDS-PAGE分析 |
| 10X 电泳缓冲液 | ClearBand | TGS10 | SDS-PAGE分析 |
| Tris等 | BioShop | TRS001.1 | SDS-PAGE分析和细胞裂解 |
| 10% SDS | ClearBand | S100 | SDS-PAGE分析 |
| PageRuler Plus 预染蛋白Marker | ThermoFisher | 26619 | SDS-PAGE分析 |
| 咪唑 | Sigma-Aldrich | 56750 | 细胞裂解 |
| NaCl | Sigma-Aldrich | 31434-5Kg-R | 细胞裂解 |
| 无水磷酸二氢钠 | amresco | 0571-1Kg | 用于细胞裂解的磷酸钠缓冲液 |
| 二水合磷酸氢二钠等 | Sigma-Aldrich | 04272-1Kg | 用于细胞裂解的磷酸钠缓冲液 |
| 10 kDa截留分子量离心过滤器 | Amicon®- MERCK | UFC9010 | 酶的纯化 |
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