维真生物-原核蛋白的表达、分离和纯化
维真生物-如何阅读基因载体图谱
如何阅读基因载体图谱1、按属性分类：病毒载体和非病毒载体病毒载体是一种常见的分子生物学工具，可将遗传物质带入细胞，原理是利用病毒具有传送其基因组进入目的细胞，进行感染的分子机制。
可发生于完整活体或是细胞培养中。
可应用于基础研究、基因疗法或疫苗。
用于基因治疗和疫苗的病毒载体应具备以下基本条件：（1）携带外源基因并能包装成病毒颗粒；（2）介导外源基因的转移和表达；（3）对人体不致病；（4）在环境中不会引起增殖和传播。
非病毒载体一般是指质粒DNA。
2、按进入受体细胞的类型分类：原核载体、真核载体、穿梭载体（含原核和真核2个复制子，能在原核和真核细胞中复制，并可以在真核细胞中有效表达）。
3、按功能分类：克隆载体、表达载体克隆载体：具有克隆载体的基本元件（Ori，Ampr，MCS等），可以携带DNA片段或外源基因进入受体细胞并克隆和大量扩增DNA片段（外源基因）的载体。
表达载体：克隆载体中加入一些与表达调控（具有转录/翻译所必需的DNA顺序）有关的元件即成为表达载体。
1、复制起始位点Ori：即控制复制起始的位点。
Ori的箭头指复制方向，其他元件标注的箭头多指转录方向（正向）。
2、抗生素抗性基因：可以便于加以检测，如Amp+ ，Kan+（1）Ampr：水解β-内酰胺环，解除氨苄的毒性。
（2）tetr ：可以阻止四环素进入细胞。
（3）camr：生成氯霉素羟乙酰基衍生物，使之失去毒性。
（4）neor（kanr）：氨基糖苷磷酸转移酶，使G418（卡那霉素衍生物）失活。
（5）hygr：使潮霉素β失活。
3、多克隆位点：MCS克隆携带外源基因片段，它具有多个限制酶的单一切点，便于外源基因的插入。
如果在这些位点外有外源基因的插入，会导致某种标志基因的失活，便于筛选。
决定能不能放目的基因以及如何放置目的基因。
还要再看外源DNA插入片段大小。
质粒一般只能容纳小于10kb的外源DNA片段。
一般来说，外源DNA片段越长，越难插入，越不稳定，转化效率越低。
原核表达(原理、材料与实验方案)
原核表达（原理、材料与实验方案）一、原理1、E . coli表达系统E . coli是重要的原核表达体系。
在重组基因转化入E . coli 菌株以后，通过温度的控制，诱导其在宿主菌内表达目的蛋白质，将表达样品进行SDS-PAGE 以检测表达蛋白质。
2、外源基因的诱导表达提高外源基因表达水平的基本手段之一，就是将宿主菌的生长与外源基因的表达分成两个阶段，以减轻宿主菌的负荷。
常用的有温度诱导和药物诱导。
本实验采用异丙基硫代-β-D-半乳糖昔（IPTG）诱导外源基因表达。
不同的表达质粒表达方法并不完全相同，因启动子不同，诱导表达要根据具体情况而定。
二、材料1、诱导表达材料( 1 ) LB （Luria—Bertani）)培养基酵母膏(Yeast extract) 5g 蛋白胨(Peptone) 10gNaCl 10g 琼脂(Agar) 1-2%蒸馏水(Distilled water) 1000ml pH 7.0适用范围：大肠杆菌( 2 ) IPTG 贮备液：2 g IPTG溶于10 mL 蒸馏水中，0 . 22 μm 滤膜过滤除菌，分装成1 mL /份，－20 ℃保存。
( 3 ) l×凝胶电泳加样缓冲液：50 mmol / L Tris -CI ( pH 6 . 8 )50 mmol / L DTT2 % SDS （电泳级）0.1 ％溴酚蓝10 ％甘油2、大肠杆菌包涵体的分离与蛋白纯化材料1 ）酶溶法（1）裂解缓冲液：50 mmol / L Tris-CI ( pH 8 . 0 )1 mmol / L EDTA100 mmol / LNaCI（2）50 mmol / L 苯甲基磺酰氟（PMSF ）。
（3）10 mg / mL 溶菌酶。
（4）脱氧胆酸。
（5）1 mg / mL DNase I。
2 ）超声破碎法( 1 ) TE 缓冲液。
( 2 ) 2×SDS -PAGE 凝胶电泳加样缓冲液：100 mmol / L Tris-HCI ( pH 8 . 0 )100 mmol / L DTT4 %SDS0.2 ％溴酚蓝20 ％甘油三、实验方案1、外源基因的诱导表达( 1 ）用适当的限制性内切核酸酶消化载体DNA 和目的基因。
AtGT--3b基因的原核表达与蛋白纯化的开题报告
AtGT--3b基因的原核表达与蛋白纯化的开题报告
标题：AtGT-3b基因原核表达与蛋白纯化的研究
背景：
AtGT-3b是拟南芥中一个与光合作用相关的基因，其编码的酶可以
催化叶绿体中的三糖磷酸通路。
该基因在光合作用过程中起到重要的调
控作用，其蛋白质可以催化三糖磷酸通路中的糖基转移反应，促进光合
作用的进行。
目的：
本研究旨在构建AtGT-3b基因原核表达系统，并对其进行蛋白纯化，为进一步研究其光合作用调控作用提供基础。
方法：
1.克隆AtGT-3b基因的编码序列
2.将AtGT-3b基因编码序列克隆到原核表达载体中，并转化大肠杆
菌
3.在大肠杆菌中诱导AtGT-3b蛋白的表达
4.用蛋白质亲和层析法（protein affinity chromatography）对AtGT-3b蛋白进行纯化
5.用SDS-PAGE和Western blotting对AtGT-3b蛋白进行鉴定和定量。
预期结果：
本研究将构建出AtGT-3b基因的原核表达系统，并通过蛋白亲和层
析法对其进行纯化，为进一步研究其光合作用调控作用提供基础。
意义：
本研究有助于深入了解AtGT-3b蛋白在光合作用过程中的调控机制，为植物光合作用的调控机制研究提供重要的理论基础。
同时提供对其在
植物抗逆性及适应性研究中的应用价值。
人免疫缺陷病毒_型Vif蛋白的原核表达_纯化及单克隆抗体制备_隋洪帅
doi:10．3969／j．issn．1009－0002．2009．04．006研究报告人免疫缺陷病毒Ⅰ型Vif蛋白的原核表达、纯化及单克隆抗体制备隋洪帅，郭东星，刘思扬，鲍作义，刘永健，庄道民，李韩平，李敬云，李林军事医学科学院微生物流行病研究所，全军艾滋病检测中心，病原微生物生物安全国家重点实验室，北京100071［摘要］目的：克隆、表达、纯化人免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV－1）Vif蛋白，制备其单克隆抗体。
方法：提取感染了HIV的细胞基因组DNA，PCR扩增vif基因，插入表达载体pET32a，转化大肠杆菌BL21（DE3）获得工程菌株，IPTG诱导蛋白表达，Western 印迹鉴定目的蛋白，亲和层析纯化目的蛋白；免疫BALB／c小鼠，制备单克隆抗体。
结果：构建了Vif蛋白的原核表达载体vif－pET32a，并在大肠杆菌中获得高表达，目的蛋白以包涵体形式存在；纯化获得高纯度的重组Vif蛋白，蛋白浓度可达0．56 mg／mL；建立了抗Vif蛋白单克隆抗体细胞株，制备了腹水，滴度可达1∶16×106，抗体纯化后保持了活性和特异性。
结论：在原核表达系统中表达、纯化了重组Vif蛋白，制备了针对Vif蛋白的单克隆抗体，为研究Vif蛋白的功能和抗原性奠定了基础。
［关键词］人免疫缺陷病毒Ⅰ型；Vif蛋白；原核表达；单克隆抗体［中图分类号］Q78［文献标识码］A［文章编号］1009－0002(2009)04－0475－04Prokaryotic Expression,Purification of Regulatory Protein Vif of HIV－1and Prepa-ration of Monoclonal Antibody of Vif ProteinSUI Hong－Shuai,GUO Dong－Xing,LIU Si－Yang,BAO Zuo－Yi,LIU Yong－Jian,ZHUANG Dao－Min,LI Han－Ping,LI Jing－Yun,LI LinPLA Center for HIV Test,State Key Laboratory of Pathogen and Biosecurity,Beijing Institute of Microbiology and Epi-demiology,Beijing100071,China［Abstract］Objective:To prokaryotic express,purify the regulatory protein Vif of HIV－1and prepare monoclonal anti-body against Vif．Methods:vif gene of HIV－1was amplified by PCR and sub－cloned into prokaryotic expression vector pET32a．The Vif protein expression vector was then transformed into E．coli BL21(DE3)．The expression of recombinant Vif protein was induced by adding IPTG and identified by SDS－PAGE and Western blot．Vif protein was subsequently purified with Ni－NTA affinity chromatograph．BALB／c mouse was immunized and monoclonal antibody against Vif was prepared．Results:Vif expressing vector vif－pET32a was constructed,and the recombinant Vif protein was expressed in high concen-tration in endosome and purified with the concentration of0．56mg／mL．Cell lines secreting anti－Vif monoclonal antibody was developed by cellular fusion．Antibodies in peritoneal fluid showed positive reaction with antigen when being diluted by1∶16×106times．Anti－Vif monoclonal antibody was purified with activity and specificity retained．Conclusion:Recombi-nant Vif protein was successfully expressed and purifed,anti－Vif monoclonal antibody was prepared．This research provid-ed materials and foundation for further study on the function and antigen characterization of Vif protein．［Key words］human immunodeficiency virus type1;Vif protein;prokaryotic expression;monoclonal antibodyVif蛋白是人免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV－1）的6个附属蛋白之一，由192个氨基酸残基组成，是HIV－1在外周血淋巴细胞、巨噬细胞和一些“非允许细胞”的细胞株中复制的必需蛋白[1]。
知识分享：腺相关病毒（AAV）表达系统
知识分享：腺相关病毒（AAV）表达系统【维真⽣物】提供AAV现货和AAV包装服务，已助⼒多位客户在顶级期刊发表⽂章。
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腺相关病毒安全操作规范1. 请在BL2⽣物安全⼆级⽣物安全柜中操作病毒。
2. 操作病毒和转染细胞时，请务必穿着实验服，佩戴⼝罩和⼿套。
3. 请⼩⼼操作，避免产⽣⽓雾或飞溅。
被病毒污染的超净⼯作台，请⽴即⽤70%⼄醇加1% SDS溶液擦拭⼲净。
接触病毒的枪头、离⼼管、培养板、培养液请使⽤新鲜配制的10％漂⽩粉进⾏消毒操作后丢弃。
4. ⽤显微镜观察细胞感染情况时，请先拧紧培养瓶或盖紧培养板，⽤70%⼄醇擦拭培养瓶外壁后，显微镜下观察拍照。
观察完毕，请⽤70%⼄醇再次擦拭显微镜实验台。
5. 离⼼病毒时，应使⽤密封性好的离⼼管，或⽤封⼝膜封⼝后进⾏离⼼，请尽量使⽤组织培养室内的离⼼机。
6. 实验完毕脱掉⼿套后，请⽴即⽤肥皂和⽔清洗双⼿。
个⼈保护措施1. 使⽤⼀次性⼿套。
2. 在注射病毒或是其后的解剖时，使⽤⼀次性⼿术服或是相当的⾐物，如果是感染细胞时，可以穿着实验服。
3. 佩戴护⽬镜或是⾯罩。
4. 所有的操作应当是在 Class II ⽣物安全柜中进⾏。
如果实验条件不能满⾜，则应当在空⽓稳定的空间中操作，减少操作时间和病毒与外界接触的时间。
不慎接触病毒时的急救1. 病毒飞溅或是⽓溶胶与⼈体接触–眼，⽪肤或是粘膜⽤⼤量清⽔冲洗眼睛或是其他接触的部位⾄少15 分钟。
原核蛋白纯化步骤
摇菌：3-1（12/9）6-4小批量表达过程：取100μl菌液至20ml Amp+LB培养基，摇菌至OD（600nm）值到0.6，IPTG（1:1000稀释）诱导，取0h 2h 4h 6h 8h样品各1ml，离心（6000rpm，5min）加60μl 1×PBS悬浮沉淀。
蛋白大小检测：caspase 3 846bp，约33kd；caspase 6 912bp，约38kd加20μl 4×loading buffer（含2-ME）至60μl菌液中，煮沸10min。
配胶，根据蛋白大小，选12% SDS-PAGE胶，跑胶检测。
70V 30min，120V 60min。
大批量表达过程：1）取20μl菌液至1ml Amp+ LB培养基，十管，摇菌过夜；2）将菌液转移至装有200ml Amp+ LB培养基的锥形瓶中，摇菌2.5h，测OD（600nm），0.6左右较好；3）加IPTG（1:1000）诱导5h；4）转移至灭菌了的50ml离心管中，10000rpm，20min离心收集沉淀；5）加20ml 无菌PBS悬浮菌液，加溶菌酶（1:500）室温静置1h；6）破碎菌液，温度25℃，模式06（6mm）/02（2mm）总时间20min左右，超声开约2s，超声关约5s，功率35%~40%（小于400W）7）离心（10000rpm 30min），收集上清和沉淀，上清-20℃保存，加10ml 1×结合缓冲液充分混匀溶解沉淀，4℃过夜；8）将融有沉淀的结合缓冲液分装,12000min，30min离心收集沉淀，1×PBS溶解后和上清一起跑胶检测。
试剂配置：LB培养基Tryptone 10gYeast Extract 5gNacl 10g定容至1LIPTG2.4g 至10ml无菌水中，过0.22μl 滤膜溶菌酶1g 至10ml 无菌水中，过0.22μl 滤膜Amp5g 氨苄到50ml 无菌水中，过0.22μl 滤膜8×母液（200ml）NaCl 4mol/L 4×58.44×0.2=46.75Tris 160mM 160×121.14×0.2=3.876调pH 至7.9Wash Buffer（200ml）NaCl 0.5M 0.5×58.44×0.2=5.844Tris-HCl 20mM 0.02×121.14×0.2=0.488EDTA.2Na 100mM 0.1×372.24×0.2=7.4448Binding buffer（1L）1×母液+咪唑咪唑浓度梯度：5mM 20mM 40mM 60mM 100mM 250mM8×Charge buffer（40mL）400mM NiSO4.6H2O0.4×262.86×0.04=4.20576g8M尿素100mL加48g。
蛋白表达与纯化-真核表达
蛋⽩表达与纯化-真核表达
真核表达的⽅式：包括原核蛋⽩表达与纯化、酵母蛋⽩表达与纯化、昆⾍细胞蛋⽩表达与纯化、哺乳动物细胞蛋⽩表达与纯化。
蛋⽩表达从哪⼀步开始呢？
1. 从基因合成开始，只需要提供具体的序列；
2. 提供cDNA基因模版，最后提供测序报告，以证明序列是正确的；
3. 提供质粒，如果是T载体，需要从构建载体开始，如果是PET28a和PET32a或其他可以直接⼩量诱导的质粒，可以从纯化开始；
4. 提供菌株，从纯化开始（菌株存放时间长可能活性会变差）
根据客户的需求，我们提供从基因合成，载体构建，基因表达，蛋⽩纯化、检测等⼀站式服务。
蛋白表达纯化实验步骤
蛋白表达纯化实验步骤(待改进)1、取适当相应蛋白高表达的动物组织提total-RNA。
2、设计蛋白表达引物。
引物要去除信号肽,要加上适当的酶切位点和保护碱基。
3、RT-PCR,KOD酶扩增获取目的基因c DNA.4、双酶切,将cDNA.克隆入PET28/32等表达载体。
5、转化到DH5α感受态细菌中扩增,提质粒。
6、将质粒转化入表达菌株,挑菌检测并保种。
表达菌株如Bl21(DE3)、Rosetta gami(DE3)、Bl21 codon(DE3)等。
7、蛋白的诱导表达。
1)将表达菌株在3ml LB培养基中摇至OD=0.6左右,加入IPTG,浓度梯度从25μM到1m M。
37度诱导过夜(一般3h以上即有大量表达)。
2)SDS-PAGE电泳检测目的蛋白的表达。
注:目的蛋白包涵体表达量一般会达到菌体蛋白的50%以上,在胶上可以看到明显的粗大的条带。
3)将有表达的菌株10%甘油保种,保存1ml左右就足够了,并记录IPTG浓度范围。
甘油是用0.22μm过滤除菌的,储存浓度一般是30%-60%,使用时自己计算用量。
4)用上述IPTG浓度范围的最低值诱导10ml表达菌,18度,低转速(140-180rpm),诱导过夜作为包涵体检测样品。
注意:1.如果表达的蛋白对菌体有毒性,可以在加IPTG之前的培养基中加入1%的葡萄糖用来抑制本底表达。
葡萄糖会随着细菌的繁殖消耗殆尽,不会影响后面的表达。
2.保种可以取一部分分成50μl一管,每次用一管,避免反复冻融。
8、包涵体检测。
方案见附件29、如有上清表达,则扩大摇菌。
1)取保种的表达菌株先摇10ml,37度,300rpm摇至OD>=1.5,约5h左右,视菌种的活性而异,也可过夜摇菌。
2)将上一步中的8ml加入300ml培养基中37度,250rpm摇至OD= 1.0左右(约2.5h~3h),然后加IPTG(浓度同包涵体检测中使用的浓度。
)注:菌液浓度要适当的浓一些,否则第二天收集不到足够的菌体,因为低温低转速细菌生长非常缓慢。
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原核蛋白的表达、分离和纯化
实验原理：
携带有目标蛋白基因的质粒在大肠杆菌BL21中，在37℃，IPTG 诱导下，超量表达携带有6个连续组氨酸残基的重组氯霉素酰基转移酶蛋白，该蛋白可用一种通过共价偶连的次氨基三乙酸（NTA）使镍离子（Ni2+）固相化的层析介质加以提纯，实为金属熬合亲和层析（MCAC）。
蛋白质的纯化程度可通过聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分析。
实验材料：
大肠杆菌BL21
试剂、试剂盒：
LB液体培养基、氨苄青霉素、Washing Buffer、Elution Buffer、IPTG、蒸馏水、胰蛋白胨、酵母粉、氯化钠
仪器、耗材：
摇床、离心机、层析柱、离心管、移液枪、枪头盒、烧杯、玻璃棒
实验步骤：
一、试剂准备
1. LB液体培养基：Trytone 10 g，yeast extract 5 g，NaCl 10 g，用蒸馏水配至1000 mL。
2. 氨苄青霉素：100 mg/mL。
3. 上样缓冲液：100 mM NaH2PO4，10 mM Tris，8M Urea，10 mM
2-ME，pH8.0。
4. Washing Buffer：100 mM NaH2PO4，10 mM Tris，8 M Urea，pH6.3。
5. Elution Buffer：100 mM NaH2PO4，10 mMTris，8M Urea，500 mM Imidazole，pH8.0。
6. IPTG：100mM IPTG（异丙基硫代-β-D-半乳糖苷）：2.38g IPTG溶于100ml ddH2O中,0.22μm滤膜抽滤，-20℃保存。
二、获得目的基因
1. 通过PCR方法：以含目的基因的克隆质粒为模板，按基因序列设计一对引物（在上游和下游引物分别引入不同的酶切位点），PCR循环获得所需基因片段。
2. 通过RT-PCR方法：用TRIzol法从细胞或组织中提取总RNA，以mRNA为模板，逆转录形成cDNA第一链，以逆转录产物为模板进行PCR循环获得产物。
三、构建重组表达载体
1. 载体酶切：将表达质粒用限制性内切酶（同引物的酶切位点）进行双酶切，酶切产物行琼脂糖电泳后，用胶回收Kit或冻融法回收载体大片段。
2. PCR产物双酶切后回收，在T4DNA连接酶作用下连接入载体。
四、获得含重组表达质粒的表达菌种
1. 将连接产物转化大肠杆菌DH5α，根据重组载体的标志（抗Amp或蓝白斑）作筛选，挑取单斑，碱裂解法小量抽提质粒，双酶切初步鉴定。
2. 测序验证目的基因的插入方向及阅读框架均正确，进入下步操作。
否则应筛选更多克隆，重复亚克隆或亚克隆至不同酶切位点。
3. 以此重组质粒DNA转化表达宿主菌的感受态细胞。
五、重组蛋白的诱导
1. 接种含有目的基因蛋白的大肠杆菌BL21菌株于5 mL LB液体培养基中（含100 ug/mL 氨苄青霉素），37℃震荡培养过夜。
2. 按1∶50或1：100的比例稀释过夜菌，一般转接1 mL过夜培养物于100 mL（含100 ug/mL 氨苄青霉素）LB液体培养基中，37℃震荡培养至OD600 = 0.6 -0.8（最好0.6，大约需3 h）。
取10 ul 样品用于SDS-PAGE 分析。
3. 对照组不加诱导剂，实验组加入IPTG至终浓度0.5 mmol/l，37℃继续培养1-3h。
4. 12 000 rpm 离心10 min，弃上清，菌体沉淀保存于-20℃或-70℃冰箱中。
六、重组蛋白的分离、纯化
1. NTA层析柱的准备：在层析柱中加入1 mL NTA介质，并分别用8 mL 去离子水，8 mL上样缓冲液洗涤。
2. 重组蛋白的变性裂解：在冰浴中冻融菌体沉淀，加入5 mL上样缓冲液，用吸管抽吸重悬，超声波破裂菌体，用振荡器等轻柔的混匀样品60 min，4℃12000 rpm 离心30 min，将上清吸至一个干净的容器中，并弃沉淀。
取10 ul 上清样品用于SDS-PAGE 分析。
3. 上清样品以10-15 mL/h 流速上Ni2+-NTA柱，收集流出液，取10 ul 样品用于SDS-PAGE 分析。
4. 洗脱杂蛋白：用Washing Buffer以10-15 mL/h流速洗柱，直至OD280 = 0.01分步收集洗脱液，约3-4 h，取10 ul洗脱开始时的样品用于SDS-PAGE 分析。
5. 洗脱目标蛋白：用Elution Buffer洗柱，收集每1 mL 级分，分别取10 ul样品用于SDS-PAGE 分析。
注意事项
1. 选择表达载体时，要根据所表达蛋白的最终应用考虑。
如为方便纯化，可选择融合表达；如为获得天然蛋白，可选择非融合表达。
2. 融合表达时在选择外源DNA同载体分子连接反应时，对转录和转译过程中密码结构的阅读不能发生干扰。
3. 菌液OD值要小于1，否则细胞太浓太老，不易破碎，且质粒易丢失。
4. 诱导时间最好做一个梯度，不同蛋白诱导时间需摸索。
5. 诱导温度适当摸索。
6. IPTG浓度：一般在1 mM 以内，可适当摸索。
7. 超声条件可视实际情况改变，只要使菌体裂解充分即可，即菌液清亮不粘稠。
备注：维真生物公司致力于为广大科研工作者提供优质的病毒包装服务，服务项目包括：科研级和临床级腺病毒、慢病毒、腺相关病毒（AAV）的包装、质粒载体构建、TALEN 基因敲除、基因突变等。
目前为止公司已经拥有人源现货质粒库（18 000个）、腺病毒现货库（12 000个）、腺相关病毒（AAV）现货库，公司还拥有丰富的定制服务项目。
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