第七章克隆基因的表达及基因干扰精选文档.ppt
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1、第七章 克隆基因的表达及基因干扰本讲稿第一页,共七十二页第七章第七章 克隆基因的表达及基因干扰克隆基因的表达及基因干扰第一节第一节 外源基因的表达外源基因的表达第二节第二节 表达产物的分离、纯化与鉴定表达产物的分离、纯化与鉴定第三节第三节 基因表达干扰技术基因表达干扰技术本讲稿第二页,共七十二页第一节第一节 外源基因的表达外源基因的表达本讲稿第三页,共七十二页第一节第一节 外源基因的表达外源基因的表达二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系一、原核生物表达体系一、原核生物表达体系本讲稿第四页,共七十二页一、原核生物表达体系一、原核生物表达体系(二)原核表达载体具有的特点(二)原核表达载体具有的
2、特点(四)包涵体(四)包涵体(一)对外源目的基因的要求(一)对外源目的基因的要求(三)真核生物基因在原核细胞中的表达(三)真核生物基因在原核细胞中的表达本讲稿第五页,共七十二页一、原核生物表达体系一、原核生物表达体系(一)对外源目的基因的要求(一)对外源目的基因的要求 不应具有不应具有5 5端非编码区以及内含子结构端非编码区以及内含子结构 本讲稿第六页,共七十二页 选择标志选择标志 启动子启动子 翻译起始点和终止序列翻译起始点和终止序列 多克隆位点多克隆位点 (二)原核表达载体具有的特点(二)原核表达载体具有的特点一、原核生物表达体系一、原核生物表达体系本讲稿第七页,共七十二页一、原核生物表达
3、体系一、原核生物表达体系(三)真核生物基因在原核细胞中的表达三)真核生物基因在原核细胞中的表达1.1.非融合型表达蛋白非融合型表达蛋白2.2.融合型表达蛋白融合型表达蛋白3.3.分泌型表达蛋白分泌型表达蛋白本讲稿第八页,共七十二页 1.1.非融合型表达蛋白非融合型表达蛋白 优点:表达的非融合蛋白与天然状态下存在优点:表达的非融合蛋白与天然状态下存在 的蛋白在结构、功能以及免疫原性等的蛋白在结构、功能以及免疫原性等 方面基本一致方面基本一致 缺点:易被细菌蛋白酶破坏缺点:易被细菌蛋白酶破坏 (三)真核生物基因在原核细胞中的表达(三)真核生物基因在原核细胞中的表达 一、原核生物表达体系一、原核生物
4、表达体系本讲稿第九页,共七十二页常用的非融合型表达蛋白表达原核载体常用的非融合型表达蛋白表达原核载体pKK223-3pKK223-3抗氨苄青霉素基因抗氨苄青霉素基因 TacTac启动子启动子 SDSD序列序列 AUGAUG起始密码起始密码转录终止序列转录终止序列T1T1和和T2 T2 一、原核生物表达体系一、原核生物表达体系本讲稿第十页,共七十二页一、原核生物表达体系一、原核生物表达体系2.2.融合型表达蛋白融合型表达蛋白 优点:融合蛋白具有抗原优点:融合蛋白具有抗原性可以作为抗原,可以抵性可以作为抗原,可以抵御细菌蛋白酶的破坏御细菌蛋白酶的破坏 本讲稿第十一页,共七十二页一、原核生物表达体系
5、一、原核生物表达体系融合型表达系统主要有融合型表达系统主要有HisHis系统系统GSTGST系统系统金黄色葡萄球菌蛋白金黄色葡萄球菌蛋白A A系统系统-半乳糖苷酶系统半乳糖苷酶系统麦芽糖结合蛋白系统麦芽糖结合蛋白系统本讲稿第十二页,共七十二页一、原核生物表达体系一、原核生物表达体系3.3.分泌型表达蛋白分泌型表达蛋白 可防止大肠杆菌对表达可防止大肠杆菌对表达产物的降解,而且能够减产物的降解,而且能够减轻大肠杆菌代谢负荷和易轻大肠杆菌代谢负荷和易于恢复表达产物天然构象于恢复表达产物天然构象 本讲稿第十三页,共七十二页(四)包涵体(四)包涵体1.1.包涵体的形成包涵体的形成 2.2.包涵体的分离与
6、纯化包涵体的分离与纯化 3.3.包涵体的复性包涵体的复性 一、原核生物表达体系一、原核生物表达体系本讲稿第十四页,共七十二页二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系(一)酵母表达体系(一)酵母表达体系 (二)哺乳动物细胞表达体系(二)哺乳动物细胞表达体系本讲稿第十五页,共七十二页二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系(一)酵母表达体系(一)酵母表达体系 1.1.酵母表达载体酵母表达载体2.2.酵母表达外源性基因的形式酵母表达外源性基因的形式 本讲稿第十六页,共七十二页二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系(一)酵母表达体系(一)酵母表达体系 1 1、酵母表达载体、酵母表达载体 选择性标志选
7、择性标志 复制子复制子 启动子启动子上游活性序列上游活性序列 终止序列终止序列 蛋白结构域蛋白结构域 本讲稿第十七页,共七十二页二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系2.2.酵母表达外源性基因的形式酵母表达外源性基因的形式 非分泌型非分泌型 分泌型分泌型 本讲稿第十八页,共七十二页二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系(二)哺乳动物细胞表达体系(二)哺乳动物细胞表达体系1.1.哺乳动物细胞表达载体哺乳动物细胞表达载体2.2.常用的外源基因转染哺乳动物细胞的方式常用的外源基因转染哺乳动物细胞的方式3.3.哺乳动物细胞的瞬时表达和稳定表达系统哺乳动物细胞的瞬时表达和稳定表达系统本讲稿第十九页,
8、共七十二页(二)哺乳动物细胞表达体系(二)哺乳动物细胞表达体系 1.1.哺乳动物细胞表达载体哺乳动物细胞表达载体 (1)(1)原核原核DNADNA序列序列 (2)(2)启动子启动子 (3)(3)增强子增强子 (4)(4)剪接信号剪接信号 (5)(5)遗传标记遗传标记 (6)(6)终止信号和多聚腺苷化的信号终止信号和多聚腺苷化的信号二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系本讲稿第二十页,共七十二页二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系细胞系细胞系DNADNA转染方式转染方式最初的应用最初的应用CV-1CV-1SV40SV40病毒感染病毒感染表达野生型、突变蛋白表达野生型、突变蛋白CV-1/29
9、3CV-1/293腺病毒感染腺病毒感染表达野生型、突变蛋白表达野生型、突变蛋白COSCOS瞬时瞬时DEAE-DEAE-葡聚糖葡聚糖在哺乳类细胞中表达,快速鉴定在哺乳类细胞中表达,快速鉴定cDNAcDNA克隆,表达突变蛋白。克隆,表达突变蛋白。NIH3T3NIH3T3逆转录病毒感染逆转录病毒感染转基因动物、在不同类型细胞中转基因动物、在不同类型细胞中表达表达鼠成纤维细胞鼠成纤维细胞MOPMOP瞬时瞬时DEAE-DEAE-葡聚糖葡聚糖快速鉴定快速鉴定cDNAcDNA克隆表达突变蛋白克隆表达突变蛋白CHO-DHFRCHO-DHFR稳定稳定DHFR+DHFR+转染转染用氨甲喋呤扩增用氨甲喋呤扩增高效稳
10、定表达高效稳定表达灵长灵长/啮齿类啮齿类痘病毒痘病毒疫苗疫苗神经元细胞神经元细胞EBEB病毒载体病毒载体HSVHSV病毒载体病毒载体克隆表达克隆表达基因转移基因转移2.2.常用的外源基因转染哺乳动物细胞的方式常用的外源基因转染哺乳动物细胞的方式本讲稿第二十一页,共七十二页 3.3.哺乳动物细胞的瞬时表达哺乳动物细胞的瞬时表达 和稳定表达系统和稳定表达系统(1 1)COSCOS细胞瞬时表达系统细胞瞬时表达系统 (2 2)CHOCHO细胞稳定表达系统细胞稳定表达系统 二、真核生物表达体系二、真核生物表达体系本讲稿第二十二页,共七十二页第二节第二节 表达产物的分离、纯化与鉴定表达产物的分离、纯化与鉴
11、定本讲稿第二十三页,共七十二页第二节第二节 表达产物的分离、纯化与鉴定表达产物的分离、纯化与鉴定二、酵母重组表达蛋白的分离与纯化二、酵母重组表达蛋白的分离与纯化三、表达产物的鉴定三、表达产物的鉴定一、大肠杆菌重组表达蛋白的分离与纯化一、大肠杆菌重组表达蛋白的分离与纯化本讲稿第二十四页,共七十二页一、大肠杆菌重组表达蛋白的分离与纯化一、大肠杆菌重组表达蛋白的分离与纯化 1.1.粗制品粗制品的分离纯化的分离纯化 2.2.精制品的分离纯化精制品的分离纯化 本讲稿第二十五页,共七十二页二、酵母重组表达蛋白的分离与纯化二、酵母重组表达蛋白的分离与纯化 1.1.酵母细胞内表达的重组蛋白质的分离纯化酵母细胞
12、内表达的重组蛋白质的分离纯化 2.2.酵母表达分泌型重组蛋白的分离与纯化酵母表达分泌型重组蛋白的分离与纯化 本讲稿第二十六页,共七十二页三、表达产物的鉴定三、表达产物的鉴定1.1.蛋白质样品的制备蛋白质样品的制备 2.SDS2.SDS聚丙烯耽胺凝胶电泳聚丙烯耽胺凝胶电泳 3.3.蛋白质的电转移蛋白质的电转移 本讲稿第二十七页,共七十二页四、表达产物的鉴定四、表达产物的鉴定 4.4.靶蛋白的免疫学检测靶蛋白的免疫学检测封闭封闭 靶蛋白与第一抗体反应靶蛋白与第一抗体反应 与第二抗体反应与第二抗体反应 显色显色 本讲稿第二十八页,共七十二页四、表达产物的鉴定四、表达产物的鉴定本讲稿第二十九页,共七十
13、二页四、表达产物的鉴定四、表达产物的鉴定本讲稿第三十页,共七十二页第三节第三节 基因表达干扰技术基因表达干扰技术本讲稿第三十一页,共七十二页第三节第三节 基因表达干扰技术基因表达干扰技术二、核酶与脱氧核酶二、核酶与脱氧核酶三、小干扰三、小干扰RNA四、微四、微RNA一、反义核酸技术一、反义核酸技术本讲稿第三十二页,共七十二页一、反义核酸技术一、反义核酸技术 (二)反义(二)反义RNARNA技术技术 (三)反义核酸技术的应用(三)反义核酸技术的应用(一)反义寡核苷酸技术(一)反义寡核苷酸技术本讲稿第三十三页,共七十二页一、反义核酸技术一、反义核酸技术(一)反义寡核苷酸技术(一)反义寡核苷酸技术1
14、.1.反义寡核苷酸的作用机制反义寡核苷酸的作用机制2.2.反义寡核苷酸的设计与合成反义寡核苷酸的设计与合成 3.3.反义寡核苷酸的修饰反义寡核苷酸的修饰 4.4.反义寡核苷酸的给药途径反义寡核苷酸的给药途径 本讲稿第三十四页,共七十二页一、反义核酸技术一、反义核酸技术(一)反义寡核苷酸技术(一)反义寡核苷酸技术 1.1.反义寡核苷酸的作用机制反义寡核苷酸的作用机制 (1)(1)抑制抑制mRNAmRNA的翻译的翻译 (2)(2)抑制复制或转录抑制复制或转录 (3)(3)抑制蛋白质的加工、修饰及功能表达抑制蛋白质的加工、修饰及功能表达本讲稿第三十五页,共七十二页一、反义核酸技术一、反义核酸技术2
15、2、反义寡核苷酸的设计与合成、反义寡核苷酸的设计与合成 1 1)设计)设计 计算机软件预测计算机软件预测RNARNA的二级结构的二级结构 利用寡核苷酸随机文库鉴别利用寡核苷酸随机文库鉴别mRNAmRNA上的上的RNaseHRNaseH切割切割位点、寡核苷酸芯片的扫描分析、随机寡核苷酸库结合位点、寡核苷酸芯片的扫描分析、随机寡核苷酸库结合逆转录分析法等对自然折叠的逆转录分析法等对自然折叠的mRNAmRNA进行设计进行设计 本讲稿第三十六页,共七十二页一、反义核酸技术一、反义核酸技术 2 2)合成)合成 长度一般为长度一般为15152525个核苷酸个核苷酸 G-C G-C含量为含量为60%60%6
16、5%65%本讲稿第三十七页,共七十二页一、反义核酸技术一、反义核酸技术 3.3.反义寡核苷酸的修饰反义寡核苷酸的修饰 最常见的是对最常见的是对ASONASON的骨架中的磷酸基团进行修饰的骨架中的磷酸基团进行修饰 (1 1)硫原子代替磷酸二酯中的氧原子)硫原子代替磷酸二酯中的氧原子 (2 2)甲基修饰磷酸骨架)甲基修饰磷酸骨架 (3 3)聚酰胺键代替磷酸骨架)聚酰胺键代替磷酸骨架本讲稿第三十八页,共七十二页一、反义核酸技术一、反义核酸技术 4.4.反义寡核苷酸的给药途径反义寡核苷酸的给药途径 (1 1)直接作用于培养细胞)直接作用于培养细胞(2 2)结合)结合L-L-多聚赖氨酸或脂质体进入细胞多
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