重組的化膿性鏈球菌Cas9蛋白(SpCas9)是一種用于基因組編輯的核酸酶。它是CRISPR-Cas系統(tǒng)的一部分,該系統(tǒng)是一種細菌和古菌的適應性免疫防御機制,能夠識別并切割入侵的外源核酸。Cas9蛋白在CRISPR系統(tǒng)中起到關(guān)鍵作用,它能夠識別特定的原間隔子相鄰基序(PAM),在引導RNA(gRNA)的引導下與目標DNA結(jié)合并進行切割。SpCas9蛋白由1053個氨基酸組成,相對較小的體積使其便于在體內(nèi)遞送,因此它在多種生物中都能進行有效的基因組編輯。為了提高SpCas9的表達量和溶解度,研究人員采用了多種策略,例如使用GB1促溶標簽和多重啟動子策略,這些策略可以顯著提高蛋白的產(chǎn)量和活性,同時保持其功能活性不受影響。在基因編輯過程中,SpCas9與gRNA形成穩(wěn)定的核糖核的蛋白(RNP)復合物,通過gRNA與基因組DNA的序列匹配來識別目標位點,并在距離NGGPAM序列3個堿基以內(nèi)的位置切割DNA。為了增強SpCas9的基因組編輯效率,研究人員還開發(fā)了嵌合融合蛋白,例如與5’至3’核酸外切酶重組J(RecJ)或GFP融合的SpyCas9蛋白,這些嵌合蛋白可以顯著提高靶向基因編輯效率,同時保持較低的脫靶效應。
NLS-Cas9-EGFPNuclease在基因編輯中提高特異性的策略包括:1.**核定位信號(NLS)**:NLS有助于Cas9蛋白快速定位到細胞核,這可以減少Cas9在細胞質(zhì)中的非特異性結(jié)合,從而降低脫靶效應。2.**瞬時表達**:由于NLS-Cas9-EGFPNuclease是作為蛋白質(zhì)直接遞送的,它在細胞內(nèi)不會經(jīng)歷長時間的表達,這限制了Cas9的活性時間窗口,減少了長時間存在導致的脫靶風險。3.**優(yōu)化gRNA設計**:精心設計的gRNA可以提高特異性,通過選擇與目標基因特異性匹配的gRNA,可以減少Cas9在非目標位點的切割。4.**使用高保真Cas9變體**:一些Cas9變體被設計為具有更高的特異性,通過突變Cas9蛋白的某些氨基酸,可以降低其在非目標位點的活性。5.**熒光標記(EGFP)**:EGFP標簽不僅用于追蹤和分選,還可以幫助研究者通過熒光激起細胞分選(FACS)富集成功編輯的細胞,從而提高編輯特異性。6.**體外驗證**:在實際進行體內(nèi)基因編輯之前,可以通過體外DNA切割實驗驗證gRNA的特異性和效率,篩選出比較好的gRNA。7.**使用PAM序列優(yōu)化**:通過選擇具有限制性PAM序列的gRNA,可以減少可能的脫靶位點。
SpCas9蛋白(來自化膿性鏈球菌的Cas9蛋白)在基因編輯中的主要作用是作為核酸酶,能夠精確地切割目標DNA序列。以下是SpCas9在基因編輯中的幾個關(guān)鍵步驟和作用:1.**識別和結(jié)合**:SpCas9蛋白與一個單導向RNA(sgRNA)結(jié)合,形成RNP復合物。這個復合物能夠識別并結(jié)合到基因組中與sgRNA互補的特定DNA序列。2.**PAM序列識別**:SpCas9需要一個稱為原間隔子相鄰基序(PAM)的特定序列作為識別目標DNA的先決條件。對于SpCas9,這個PAM序列通常是5'-NGG-3'。3.**DNA切割**:一旦RNP復合物與目標DNA結(jié)合,SpCas9就會在PAM序列的3個堿基對的上游位置切割DNA雙鏈,產(chǎn)生一個雙鏈斷裂(DSB)。4.**引發(fā)DNA修復**:DNA雙鏈斷裂觸發(fā)細胞的DNA修復機制,包括同源定向修復(HDR)和非同源末端連接(NHEJ)。研究人員可以利用這些修復機制來插入、刪除或替換特定的DNA序列。5.**基因修改**:通過HDR,可以在斷裂的DNA兩端引入特定的DNA模板,從而實現(xiàn)精確的基因編輯。而NHEJ通常會導致小的插入或缺失(indel),這可以用來產(chǎn)生基因的敲除或敲入。6.**提高編輯效率**:為了提高SpCas9的編輯效率,研究人員可能會使用優(yōu)化的sgRNA設計、蛋白質(zhì)工程或嵌合融合蛋白等策略。
在質(zhì)粒DNA提取過程中,確保DNA的完整性和活性至關(guān)重要,這通常涉及以下幾個關(guān)鍵因素:1.**溫和的裂解條件**:選擇適當?shù)牧呀夥椒▽τ诒3諨NA的完整性至關(guān)重要。對于大于15kb的質(zhì)粒DNA,應采用溫和的裂解方法,如將細菌懸浮于等滲的葡萄糖溶液中,加入溶菌酶和EDTA破壞細胞壁和細胞膜,以減少對質(zhì)粒DNA的機械剪切力,從而保護其完整性。2.**避免過度裂解**:在質(zhì)粒提取過程中,并非裂解時間越長越好。過長的裂解時間可能會造成基因組DNA片段的污染,影響質(zhì)粒的純度。3.**適當?shù)南礈旌拖疵?*:在純化過程中,適當?shù)南礈炜梢匀コ鞍踪|(zhì)和其他雜質(zhì),但過度洗滌可能會導致DNA的損失。洗脫步驟中,確保洗脫液完全浸潤柱膜,以保證結(jié)合在柱膜上的質(zhì)粒得以充分洗脫,避免因洗脫體積過小而影響質(zhì)粒得率。4.**避免DNA的降解**:在提取過程中,添加核酸酶抑制劑可以防止DNA被核酸酶降解。同時,避免長時間將DNA暴露在室溫下,以及避免多次凍融循環(huán),這些都有助于保護DNA的完整性。5.**低溫操作**:盡量在低溫條件下進行提取操作,以減少核酸酶的活性,從而保護DNA的完整性。
檢測重組EGFP(增強型綠色熒光蛋白)的活性和穩(wěn)定性通常涉及一系列生物化學和分子生物學實驗方法。以下是一些常用的檢測方法:1.**SDS-PAGE電泳**:-通過SDS-PAGE電泳分析EGFP的純度和分子量。-觀察是否有蛋白質(zhì)降解或聚合的跡象。2.**WesternBlot**:-使用特異性的GFP抗體進行Westernblot,以檢測EGFP蛋白的存在和大小。-可以評估EGFP的表達水平和純度。3.**熒光光譜分析**:-使用熒光光譜儀測量EGFP的激發(fā)和發(fā)射光譜。-評估熒光強度和比較大激發(fā)/發(fā)射波長,以確定其熒光特性。4.**流式細胞儀分析**:-如果EGFP融合蛋白表達在細胞中,可以使用流式細胞儀分析細胞群體的熒光強度。-這有助于評估EGFP的表達水平和細胞內(nèi)分布。5.**熒光顯微鏡觀察**:-在熒光顯微鏡下觀察EGFP的亞細胞定位和表達模式。-通過時間序列成像,可以評估EGFP在活細胞中的動態(tài)變化和穩(wěn)定性。6.**熱穩(wěn)定性分析**:-通過逐漸升高溫度并測量熒光強度的變化,可以評估EGFP的熱穩(wěn)定性。-熱穩(wěn)定性差的EGFP可能會在高溫下迅速失去活性。7.**光穩(wěn)定性測試(光漂白實驗)**:-通過持續(xù)光照并監(jiān)測熒光強度的下降(光漂白),可以評估EGFP的光穩(wěn)定性。泛素分子可以通過其內(nèi)部的賴氨酸殘基(如Lys48)與其他泛素分子形成多聚泛素鏈。Recombinant Biotinylated Mouse CDCP1 Protein,His-Avi Tag
泛素分子可以通過其內(nèi)部的賴氨酸殘基與其他泛素分子形成多聚泛素鏈,這一步驟通常由E3酶催化。Recombinant Mouse IL-10 Protein
PreScissionProtease(PSP)是一種由人鼻病毒14型的3C蛋白酶(humanrhinovirus(HRV)type143Cprotease)和GST組成的融合蛋白。它具有以下特點:1.**特異性識別**:PreScissionProtease能在低溫下(4°C)特異識別短肽Leu-Glu-Val-Leu-Phe-Gln-Gly-Pro,并在Gln和Gly氨基酸殘基之間進行酶切。2.**依賴結(jié)構(gòu)**:底物的識別和切割不僅依賴于融合蛋白的一級結(jié)構(gòu),還依賴于融合蛋白的二級和三級結(jié)構(gòu)。3.**分離GST標簽**:它可以特異性的將pGEX-6P系列等載體表達出的帶有酶底物識別多肽序列融合蛋白的GST標簽進行分離。4.**表達宿主**:本品由大腸桿菌中重組表達,并以無菌液體形式提供。5.**物理性質(zhì)**:分子量約為46kDa,物理外觀為無菌無色液體。6.**儲存緩沖液**:25mMTris-HCl(pH8.0),150mMNaCl,1mMEDTA,5mMDTT,50%(V/V)Glycerin。7.**酶切緩沖液**:10×酶切緩沖液為500mMTris-HCl(pH7.0),1.5MNaCl,10mMEDTA,10mMDTT。8.**純度**:經(jīng)SDS-PAGE及HPLC分析,純度大于95%。9.**酶活定義**:在5℃條件下反應16小時,能夠切割10μg的GST標簽的融合蛋白達90%以上所需的酶量定義為一個活性單位。Recombinant Mouse IL-10 Protein