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基因组学与医学生物学(网络版), 2012 年, 第 1 卷, 第 1 -6 页
Jiyinzuxue Yu Yixue Shengwuxue (Online), 2012, Vol.1, 1-6
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长，分泌的蛋白失活现象严重( 黄锟等, 2010)。利用大
肠杆菌表达人 ALDH2 培养周期短，但主要以包涵体
形式存在(杨晓仪等, 2004)。类似于自然折叠最快的蛋
白——泛素，SUMO 蛋白也有一个外部亲水性的表面
和内部疏水性的核心，因此在 N 端融合 SUMO 蛋白可
以增加外源蛋白的可溶性表达(Malakhov et al., 2004;
Marblestone et al., 2006)。
本文通过在原核表达载体中添加 SUMO 标签
和诱导条件的优化，探索了人 ALDH2 基因在大肠
杆菌内的可溶性表达。期望能够得到有活性的
ALDH2，为进一步研究乙醛脱氢酶在乙醇有效分解
中的作用奠定基础。
1 结果与分析
1.1 目的片段的克隆与表达载体的构建
根据人 ALDH2 的基因序列 (GenBank 登录号 :
JF432260)和 His-SUMO 标签蛋白的基因序列(GenBank
登录号: GU456634)设计引物。首先，将 SUMO 蛋白基
因与人 ALDH2 克隆，并连接到克隆载体 pMD19-T 中，
构 建 克 隆 载 体 pMD19-T-His- SUMO-ALDH 。
pMD19-T-His- SU MO-ALDH2 递交大连宝生物公司进
行序列测定，测序结果表明此片段序列与报道序列一致。
然后，将目的片段克隆构建到表达载体空载 pET28a(＋)
中，获得表达载体 pET28a-His-SUMO-ALDH2。PCR 鉴
定获得一条 1801 bp 的特异性的目标条带与预期目的片
段大小一致(图 1)。
图 1 ALDH2 的 PCR 扩增结果
注: M: λ-EcoT14Ⅰdigest DNAMarker; 1: ALDH2 基因 PCR 产物
Figure 1 Identification of the recombinant plasmid SUMO-ALDH2
Note: M: λ-EcoT14Ⅰdigest DNA marker; 1: PCR amplification of
ALDH2 cDNA
1.2 SUMO-ALDH2 融合蛋白的诱导表达
将构建的表达质粒导入大肠杆菌 E. coli BL21
(DE3)中进行体内表达。37℃诱导表达 3 h 后，收集菌
体。经 SDS-PAGE 和 Western blot 确定重组酶的人
ALDH2 表达( 图 2)。
图 2 ALDH2 在大肠杆菌中 37℃诱导表达
注: M: 蛋白分子量标准(低); 1: 空白对照; 2: 37 ℃诱导结
果; 3: 蛋白质印迹结果
Figure 2 SDS-PAGE andWestern blot analysis of expressed product
Note: M: Protein Marker (Low); 1: Control; 2: Induced at 37 ℃;
3: Western blot
1.3 诱导表达条件中 IPTG 浓度的选择
诱导温度是 37 ℃，诱导时间为 3h， IPTG 的终
浓度是 0.1 mol/L 时，目的蛋白开始表达，说明重
组菌对 IPTG 十分敏感，较低浓度的 IPTG 能够使
目的基因高效表达。通过对 IPTG 的浓度(0 mol/L,
0.1 mol/L, 0.2 mol/L, 0.3 mol/L, 0.4 mol/L, 0.5 mol/L,
0.8 mol/L, 1 mol/L) 优化可见，37℃条件下，IPTG
的终浓度 0.3 mol/L 时，ALDH2 蛋白的表达量不再因
IPTG 浓度的增加而增加。因此，确定最佳的 IPTG 诱
导浓度是 0.3 mol/L。 SDS-PAGE 及凝胶成像系统
UVP-GDS8000 对结果分析如图 3。
图 3 SUMO-ALDH2 在不同浓度 IPTG 下的表达水平
Figure 3 Variation of SUMO-ALDH2 expression level at different
IPTG concentrations
1.4 诱导表达条件中时间的选择
进一步对诱导时间的优化。在 37℃，IPTG 的浓度
为 0.3 mol/L 诱导条件下，SUMO-ALDH2 的表达量随
诱导时间的增加而增加，至 3 h 时达到最高，之后
SUMO-ALDH2 的表达不再随时间的增加而增加。因
此最佳诱导时间为 3h 。根据以上条件，该工程菌的