淺談基因改造中快速PCR定點突變方法及研究

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銅鋅超氧化物歧化酶(Cu,Zn-SOD)因為可以消除O-  ・2而被廣泛應用於延緩衰老和控制炎症,但是由於多種因素影響,尤其是Cu,Zn-SOD具有種質特異性以及在體內停留時間短(通常只有6~10min),使得Cu,Zn-SOD的應用受到很大限制。定點突變技術是改造、優化基因常用的手段,也是研究蛋白質結構和功能之間複雜關係的.有效方法,在醫學上還可用於基因治療等。目前常用的定點突變方法有寡核苷酸引物介導的定點突變、重疊延伸PCR定點突變及盒式突變等〔1〕。但由於這些方法操作繁瑣,意外突變多等缺陷,使定點突變的實驗受到一定限制。本研究採用一種近年來新的定點突變技術―快速PCR定點突變方法成功地對hCu,Zn-SOD進行了基因改良(將hCu,Zn-SOD基因中非活性中心的Cys111密碼子突變為Ala密碼子,以提高其穩定性),同時對該定點突變技術要點進行探討。

淺談基因改造中快速PCR定點突變方法及研究

1   材料

11   菌株與質粒   DH5α,由本實驗室儲存。質粒pESOD(含hCu,Zn-SOD基因、Ampr基因以及EcoRI酶切位點,整個質粒約33kb)由本實驗室構建,並轉化於 DH5α儲存。

12   主要試劑   Pfu高保真DNA聚合酶(深圳晶美生物工程有限公司);DpnI酶(河南華美生物工程有限公司);小量質粒快速抽提純化試劑盒(上海博亞生物技術有限公司);DNA Marker,T4DNA連線酶,Eco RI等常規酶(上海Sangon公司)。

13   pESOD質粒提取及鑑定   用質粒快速抽提純化試劑盒從含pESOD質粒的 DH5α轉化菌裡提取pESOD質粒,取部分質粒用EcoRI酶切後瓊脂糖電泳鑑定,另取部分質粒送上海博亞生物技術有限公司測序。

14   定點突變

141   引物設計   根據hCu,Zn-SOD基因序列和定點突變的要求(將hCu,Zn-SOD中第111位Cys的密碼子TGC突變為Ala密碼子GCC)設計出一對包含突變位點的引物(正、反向)P1和P2,具體序列如下:P1:5′CTCTCAGGAGACCATGCCATCATTGGCCGCAC 3′;P2:5′GTGCGGCCAATGATGGCATGGTCTCCTGAGAG 3′。下劃線的鹼基為突變位置。所有引物均由上海博亞生物技術有限公司合成。

142   PCR定點突變   整個反應體系為50μl,其中含無菌去離子水41μl,10×Pfu Polymerase Buffer(含Mg2+)5μl,20μmol/L P1、P2引物各1μl,pESOD質粒1μl(約100ng),Pfu DNA聚合酶1μl(5U);反應條件為:94℃預變性3min;然後94℃變性1min,65℃ 30s,72℃延伸7min,25個迴圈;最後72℃延伸7min,4℃儲存。

143   轉化   用Dpn I限制性內切酶處理PCR反應產物,直接轉化感受態的 DH5α,塗布培養後隨機挑3個菌落並提取相應質粒,由上海博亞生物技術育限公司測序,測序引物P3:5′ACTCAGGTACTGGGAGTG 3′。

2   結果

21   提取的質粒經EcoRI酶切後瓊脂糖電泳   質粒大小為3300bp左右,證明所提取的質粒就是pESOD質粒,見圖1。

1:EcoRI酶切後的pESOD質粒;2:Marker

圖1   pESOD質粒經EeoRI酶切後瓊脂糖電泳(略)

22   PESOD質粒測序的部分結果   所測序列與文獻