và Interleukin--time PCR
i hc Khoa hc T nhiên
ngành: ; 60 42 30
2012
Abstract: -factor và geneMF(ALPHA)1; các protein
-
-time PCR; hóa
CR;
-
-
time P--
-time PCR và Microarray.
Keywords: ; Gen mã hóa; ;
Content
MỞ ĐẦU
P. pastoris
-
alpha (MF(ALPHA).
-
(MF(ALPHA)1
P. pastoris
2
Pichia pastoris
Interleukin--
3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hệ thống biểu hiện Pichia pastoris
1.1.1. Đặc điểm hệ biểu hiện P. pastoris
P. pastoris Saccharomycetaceae
methanol.
P. pastoris
NRRL-Y 11430.
Bảng 1.1: Các chủng biểu hiện P. Pastoris
Tên chng
Kiu gen
Kiu hình
X-33
Chng di
Mut
+
GS115
his4
Mut
+
His
-
KM71H
Mut
s
His
-
GS115/Albumin
his4
Mut
s
MC100-3
Mut
-
His
-
SMD1168
Mut
+
His
-
khuyt protease
SMD1165
Prb 1 his4
Mut
+
His
-
khuyt protease
1.1.2. Những ƣu điểm của hệ biểu hiện P. pastoris
P. pastoris
nhanh chóng .
1.1.3. Quá trình chuyển hóa methanol ở P. pastoris
1.1.4. Cơ chế tiết protein ở nấm men
-S. cerevisiae
1.1.5. Vector biểu hiện gene ngoại lai của P. pastoris
1.1.5.1. Đặc điểm chung của vector biểu hiện của P. pastoris
4
1.1.5.2. Vector pPIC9
1.1.6. Tích hợp gen ngoại lai vào P. pastoris
P. pastoris
S. cerevisiae
P. pastoris
+
s
+
+
-
+
1.2. Tổng quan về α-factor và gen MF(ALPHA)1
MF1, MF2. Gen MF(ALPHA)1 P. pastoris
P. pastoris
1.3. Tổng quan về các protein ngoại lai trong đề tài
1.3.1. Tổng quan về Interleukin-2
Interleukin-2 (IL-
1.3.2. Tổng quan về α-amylase:
-S. fibuligera
1.4. Kỹ thuật Real-time PCR
1.4.1. Tổng quan về Real-time PCR
-
--
-
cao.
5
1.4.2. Phân tích kết quả Real-time PCR
1.4.2.1. Biểu đồ khuếch đại của Real-time PCR (amplification graph)
1.4.2.2. Chu kỳ ngƣỡng (Ct)
1.4.2.3. Biểu đồ nóng chảy
càng
1.4.2.4. Phƣơng pháp so sánh định lƣợng tƣơng đối 2
ΔCt
-
Ct(C)-Ct(T)
.
6
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1. Vật liệu
2.1.1. Chủng vi sinh vật và các gen biến nạp
P. pastoris .
- P. pastoris pPIC9 cng control.
- P. pastoris ng Amy).
- P. pastoris pPIC9IL-2 ng IL-2).
2.1.2. Mồi cho phản ứng PCR và Real-time PCR
Tên mồi
Trình tự nucleotide
IPP1-Fw
-TACGGTGCCTTCCCTCAG-
IPP1-Rv
-TCCCTCATCCAACAAAGCCATAAC-
MF(ALPHA)1-Fw
-CTGCAGTTTTATTCGCAGCATCC-
MF(ALPHA)1-Rv1
-GCAGCAATGCTGGCAATAGTAG-
2.1.3. Hóa chất, enzyme và các thiết bị máy móc
Hóa chất, enzyme:
Máy móc và thiết bị:Máy Real-
2.1.4. Phần mềm
2.1.5. Các loại môi trƣờng và dung dịch
pastoris.
-
và zymolase t
-
-
-
-
-
-
7
-
-
-PAGE
2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phƣơng pháp lên men và nuôi cấy các chủng P. pastoris tái tổ hợp
2.2.2. Phƣơng pháp tách chiết và tinh sạch mRNA từ P. Pastoris
-
ông có RNase và DNase.
-
-
t mRNA tng s
600
5.10
7
7
0 vòng/ phút(v/p)
0
C,
-ME and 250 unit
350 1.43
M - . 1
70%,
i
700
ly tâm 1 ph 13000 13000
13000v/ .
u
,
2 .
8
2.2.3. Kỹ thuật PCR
-
2.2.4 Kỹ thuật Real-time PCR
-time PCR nh
2.2.5. Xử lý số liệu sử dụng phần mềm LightCycler 4.0
Xác Real-time PCR,
i
là Ct , Ct
u. Ct
Ct n ít chu
có Ct
-Mono Color): Phân tích
ng Ct
9
10
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Lên men các chủng P. pastoris tái tổ hợp
P. pastoris
P.
pastoris
3.2. Tách chiết và tinh sạch RNA tổng số từ dịch nuôi cấy tế bào nấm men
3.2.1. Tách chiết RNA tổng số
3.2.2. Tinh sạch mRNA
-
[30]
- il-2.
-
- -
không.
-
gene il-2
Real-
11
Real-
time PCR hay không.
P. pastoris mang gene il-
P. pastoris mang gene mã hóa c
-
3.2.3. Đo hàm lƣợng các mẫu RNA tổng số
Mu
Ln lên men 1
Ln lên men 2
Ln lên men 3
ng/µL
A
260/280
ng/µL
A
260/28
0
ng/µL
A
260/28
0
A-0h
471,1
2
2,17
913,80
2,21
391,02
2,20
A-6h
619,3
7
2,24
620,53
2,21
385,47
2,20
A-
12h
324,9
7
2,20
614,46
2,21
326,78
2,22
A-24
585,0
5
2,23
142,87
2,20
507,42
2,23
A-
48h
672,9
8
2,21
449,67
2,18
617,99
2,22
A-
72h
521,0
2
2,19
1130,6
9
2,19
598,58
2,21
A-
96h
742,3
2
2,20
631,76
2,20
466,49
2,19
C-0h
399,8
8
2,18
802,78
2,21
457,88
2,15
C-6h
470,0
5
2,15
730,30
2,19
408,68
2,18
C-
12h
356,6
3
2,19
600,96
2,20
559,64
2,21
C-
24h
566,2
0
2,22
35,59
2,30
470,52
2,15
C-
48h
587,1
8
2,22
672,00
2,18
730,92
2,22
C-
72h
593,2
1
2,19
982,23
2,20
408,52
2,21
C-
96h
706,8
3
2,20
655,07
2,19
355,59
2,20
I-0h
581,6
5
2,23
717,58
2,21
361,24
2,18
I-6h
387,8
1
2,19
697,24
2,22
503,49
2,23
I-12h
320,9
2,20
604,04
2,22
776,55
2,22
12
6
I-24h
569,9
1
2,21
193,63
2,18
181,14
2,07
I-48h
686,0
0
2,23
1002,0
5
2,20
391,02
2,20
I-72h
704,1
5
2,21
1291,5
8
2,19
395,47
2,20
I-96h
916,1
5
2,22
656,81
2,19
336,78
2,22
-time PCR.
3.3. Tối ƣu điều kiện cho phản ứng Real-time PCR
3.3.1. Tối ƣu điều kiện Real-time PCR với gene chuẩn IPP1
-time PCR
-
-
-time PCR
-
3.3.2. Tối ƣu phản ứng Real-time PCR với gene đích MF(ALPHA)1
3.4. Kết quả Real-time PCR với gene nội chuẩn IPP1
-
-
Biểu đồ khuếch đại gene IPP1 của các mẫu trong Real-time PCR.
Chu k ng (Ct)
Mu
Lên men ln I
Lên men ln II
Contro
0h
16.35
16.51
13
l
24 h
18.47
18.67
48 h
20.21
19.79
Amy
0h
15.96
16.55
24 h
18.64
18.51
48 h
20.43
19.65
IL-2
0 h
14.91
16.51
24 h
18.79
18.91
48 h
19.26
20.09
3.5. Real-time PCR về biểu hiện của gene MF(ALPHA)1
3.5.1. Kết quả Real-time PCR đoạn gene MF(ALPHA)1
MF(ALPHA)1
-2 và amylase).
-
MF(ALPHA)1
-
bên trên.
3.5.2. Phân tích so sánh mức độ biểu hiện gene MF(ALPHA)1
Thi
m thu
mu
Giá tr Ct trung bình
Control
Amy
IL-2
0h
25,60 ±
1,41
20,70 ± 0,26
20,02 ±
0,23
6h
26,77 ±
0,90
14,75 ± 0,48
16,26 ±
1,19
12h
26,56 ±
0,98
15,22 ± 0,47
15,61 ±
0,77
24h
26,40 ±
0,59
15,96 ± 0,78
16,84 ±
0,83
48h
26,52 ±
0,89
16,45 ± 0,31
17,01 ±
0,72
72h
26,51 ±
0,90
16,65 ± 0,35
17,19 ±
0,53
96h
26,72 ±
1,00
17,16 ± 0,35
17,64 ±
0,65
3.5.2.1. So sánh mức độ biểu hiện của gene theo thời gian lên men trong từng chủng.
So sánh
Control
0h
6h
12h
24h
48h
72h
6h
0,30
-
-
-
-
-
12h
0,34
1,16
-
-
-
-
24h
0,38
1,29
1,11
-
-
-
48h
0,35
1,19
1,03
0,92
-
-
14
72h
0,36
1,20
1,04
0,93
1,01
-
96h
0,31
1,04
0,90
0,80
0,87
0,86
Tỷ lệ khác biệt của gene MF(ALPHA)1 theo thời gian của cùng một chủng P.
pastoris mang gene mã hóa cho amylase theo giá trị chu kỳ ngƣỡng trung bình.
Thi gian
thu mu
Amy
0h
6h
12h
24h
48h
72h
6h
61,82
-
-
-
-
-
12h
44,74
0,72
-
-
-
-
24h
26,78
0,43
0,60
-
-
-
48h
19,03
0,31
0,43
0,71
-
-
72h
16,60
0,27
0,37
0,62
0,87
-
96h
11,67
0,19
0,26
0,44
0,61
1,42
Tỷ lệ khác biệt của gene MF(ALPHA)1 theo thời gian của cùng một chủng P.
pastoris mang gene mã hóa cho interleukin-2 theo giá trị chu kỳ ngƣỡng trung bình.
Thi gian
thu mu
IL-2
0h
6h
12h
24h
48h
72h
6h
13,55
-
-
-
-
-
12h
21,26
1,5
7
-
-
-
-
24h
9,04
0,6
7
0,43
-
-
-
48h
8,07
0,6
0
0,38
0,89
-
-
72h
7,11
0,5
2
0,33
0,79
0,88
-
96h
5,21
0,3
8
0,24
0,58
0,64
0,73
3.5.2.2. So sánh mức độ biểu hiện của gen MF(ALPHA)1 theo thông số về chủng.
3.6. So sánh kết quả Real-time PCR và Microarray
Phân tích Real-
MF(ALPHA)1
-2.
15
KẾT LUẬN
-
-
-
Amylase và Interleukin-2.
KIẾN NGHỊ
P. Pastoris
sinh Amylase và Interleukin-
ELISA.
References
Tài liệu tham khảo tiếng Việt:
1. (2010), PCR và Real-time PCR các vấn đề cơ bản và các áp dụng
thường gặp, .
2. (2009), Sinh học phân tử tế bào và ứng dụng,
Tài liệu tham khảo tiếng Anh:
3. Dorak MT (2006), Real-time PCR, Taylor & Francis, New York.
4. Higgins DR, Cregg JM (1998), Pichia protocols, Humana Press, Totowa, N.J.
5. Bengtsson M, Karlsson HJ, Westman G, Kubista M (2003), "A new minor groove
binding asymmetric cyanine reporter dye for real-time PCR".Nucleic Acids Res, 31
(8), p. 21-45.
6. Bustin SA (2000), "Absolute quantification of mRNA using real-time reverse
transcription polymerase chain reaction assays".J Mol Endocrinol, 25 (2), p. 169-193.
7. Bustin SA (2002), "Quantification of mRNA using real-time reverse transcription
PCR (RT-PCR): trends and problems".J Mol Endocrinol, 29 (1), p. 23-39.
8. Caplan S, Kurjan J (1991), "Role of alpha-factor and the MF alpha 1 alpha-factor
precursor in mating in yeast".Genetics, 127 (2), p. 299-307.
9. Catala C, Rose JK, York WS, Albersheim P, Darvill AG, Bennett AB (2001),
"Characterization of a tomato xyloglucan endotransglycosylase gene that is down-
regulated by auxin in etiolated hypocotyls".Plant Physiol, 127 (3), p. 1180-1192.
16
10. Cereghino JL, Cregg JM (2000), "Heterologous protein expression in the
methylotrophic yeast Pichia pastoris".FEMS Microbiol Rev, 24 (1), p. 45-66.
11. Cha HJ, Dalal NN, Bentley WE (2005), "Secretion of human interleukin-2 fused with
green fluorescent protein in recombinant Pichia pastoris".Appl Biochem Biotechnol,
126 (1), p. 1-11.
12. Cregg JM, Cereghino JL, Shi J, Higgins DR (2000), "Recombinant protein expression
in Pichia pastoris".Mol Biotechnol, 16 (1), p. 23-52.
13. Daly R, Hearn MT (2005), "Expression of heterologous proteins in Pichia pastoris: a
useful experimental tool in protein engineering and production".J Mol Recognit, 18
(2), p. 119-138.
14. Du J, Yang H, Zhang D, Wang J, Guo H, Peng B, Guo Y, Ding J (2010), "Structural
basis for the blockage of IL-2 signaling by therapeutic antibody basiliximab".J
Immunol, 184 (3), p. 1361-1368.
15. Duong CT, Le TTH, Nguyen TN, Nguyen HT, Le TLA, Truong NH (2011),
"Microarray-Based Transcriptome Analysis of Recombinant Pichia Pastoris Strains
Overexpressing Alpha-Amylase and Interleukin-2".International Journal of
Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics (IJBBB), 2 (1), p. 6.
16. Fuller RS, Sterne RE, Thorner J (1988), "Enzymes required for yeast prohormone
processing".Annu Rev Physiol, 50 p. 345-362.
17. Ginzinger DG (2002), "Gene quantification using real-time quantitative PCR: an
emerging technology hits the mainstream".Exp Hematol, 30 (6), p. 503-512.
18. Han MJ, Jeong KJ, Yoo JS, Lee SY (2003), "Engineering Escherichia coli for
increased productivity of serine-rich proteins based on proteome profiling".Appl
Environ Microbiol, 69 (10), p. 5772-5781.
19. Jahic M, Veide A, Charoenrat T, Teeri T, Enfors SO (2006), "Process technology for
production and recovery of heterologous proteins with Pichia pastoris".Biotechnol
Prog, 22 (6), p. 1465-1473.
20. Jelicks LA, Naider FR, Shenbagamurthi P, Becker JM, Broido MS (1988), "A type II
beta-turn in a flexible peptide: proton assignment and conformational analysis of the
alpha-factor from Saccharomyces cerevisiae in solution".Biopolymers, 27 (3), p. 431-
449.
21. Klein D (2002), "Quantification using real-time PCR technology: applications and
limitations".Trends Mol Med, 8 (6), p. 257-260.
22. Kurjan J (1985), "Alpha-factor structural gene mutations in Saccharomyces cerevisiae:
effects on alpha-factor production and mating".Mol Cell Biol, 5 (4), p. 787-796.
23. Kurjan J, Lipke PN (1986), "Agglutination and mating activity of the MF alpha 2-
encoded alpha-factor analog in Saccharomyces cerevisiae".J Bacteriol, 168 (3), p.
1472-1475.
17
24. Li P, Anumanthan A, Gao XG, Ilangovan K, Suzara VV, Duzgunes N,
Renugopalakrishnan V (2007), "Expression of recombinant proteins in Pichia
pastoris".Appl Biochem Biotechnol, 142 (2), p. 105-124.
25. Liss B, Roeper J (2004), "Correlating function and gene expression of individual basal
ganglia neurons".Trends Neurosci, 27 (8), p. 475-481.
26. Manfredi JP, Klein C, Herrero JJ, Byrd DR, Trueheart J, Wiesler WT, Fowlkes DM,
Broach JR (1996), "Yeast alpha mating factor structure-activity relationship derived
from genetically selected peptide agonists and antagonists of Ste2p".Mol Cell Biol, 16
(9), p. 4700-4709.
27. Michaelis S, Herskowitz I (1988), "The a-factor pheromone of Saccharomyces
cerevisiae is essential for mating".Mol Cell Biol, 8 (3), p. 1309-1318.
28. Murasugi A, Tohma-Aiba Y (2003), "Production of native recombinant human
midkine in the yeast, Pichia pastoris".Protein Expr Purif, 27 (2), p. 244-252.
29. Nevoigt E, Kohnke J, Fischer CR, Alper H, Stahl U, Stephanopoulos G (2006),
"Engineering of promoter replacement cassettes for fine-tuning of gene expression in
Saccharomyces cerevisiae".Appl Environ Microbiol, 72 (8), p. 5266-5273.
30. Peters IR, Helps CR, Hall EJ, Day MJ (2004), "Real-time RT-PCR: considerations for
efficient and sensitive assay design".J Immunol Methods, 286 (1-2), p. 203-217.
31. Pfaffl MW (2001), "A new mathematical model for relative quantification in real-time
RT-PCR".Nucleic Acids Res, 29 (9), p. 113-45.
32. Radonic A, Thulke S, Mackay IM, Landt O, Siegert W, Nitsche A (2004), "Guideline
to reference gene selection for quantitative real-time PCR".Biochem Biophys Res
Commun, 313 (4), p. 856-862.
33. Svanvik N, Stahlberg A, Sehlstedt U, Sjoback R, Kubista M (2000), "Detection of
PCR products in real time using light-up probes".Anal Biochem, 287 (1), p. 179-182.
34. Trimble RB, Atkinson PH, Tschopp JF, Townsend RR, Maley F (1991), "Structure of
oligosaccharides on Saccharomyces SUC2 invertase secreted by the methylotrophic
yeast Pichia pastoris".J Biol Chem, 266 (34), p. 22807-22817.
35. Walker NJ (2002), "Tech.Sight. A technique whose time has come".Science, 296
(5567), p. 557-559.
36. Wittwer CT, Herrmann MG, Moss AA, Rasmussen RP (1997), "Continuous
fluorescence monitoring of rapid cycle DNA amplification".Biotechniques, 22 (1), p.
130-131, 134-138.
37. Wright A, Morrison SL (1997), "Effect of glycosylation on antibody function:
implications for genetic engineering".Trends Biotechnol, 15 (1), p. 26-32.
38. Zipper H, Brunner H, Bernhagen J, Vitzthum F (2004), "Investigations on DNA
intercalation and surface binding by SYBR Green I, its structure determination and
methodological implications".Nucleic Acids Res, 32 (12), p. 133-103.
18
39. Kurjan J, Herskowitz I (1982), Structure of a yeast pheromone gene (MF alpha): a
putative alpha-factor precursor contains four tandem copies of mature alpha-factor.
41.
42.
43.
44.