在大肠杆菌中的表达本科基因工程实验论文开题报告》.pdfVIP

编号

内蒙古大学生命科学学院生物系

基因工程实验室

本科基因工程实验论文开题报告

论文题目：碱性磷酸酶基因表达载体的构

建及在大肠杆菌中的表达

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指导教师：

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学生姓名民族族性别出生年月

论文题目碱性磷酸酶基因表达载体的构建及在大肠杆菌中的表达

开题时间年月日结题时间年月日

项目来源本科生基因工程大实验课

一、立论依据

项目的研究意义，国内外研究现状及发展趋势分析，主要参考文献及出处：

碱性磷酸酶(alkalinephosphatase，AP)是一种非特异性磷酸单酯酶，能催化磷酸单酯的

水解反应，产生无机磷酸和相应的醇、酚或糖，也能催化磷酸基团的转移反应。AP广泛

存在于微生物和动物体内，在磷生物地球化学循环过程中有重要作用，并广泛应用于诊断

学、生物化学及分子生物学等领域。

1大肠杆菌碱性磷酸酶

20世纪80年代相继完成了大肠杆菌AP、人胎盘型AP、人肝/骨/肾型AP、人小肠型

AP和酿酒酵母AP氨基酸序列的测定，通过序列比较发现相似性为25%~30%，活性部位

高度保守，都保留了Ser102残基、Arg166及金属离子配体，这些保守的与催化活性相关

的基团暗示了不同来源的AP具有相似的作用机制。另外，功能相似的磷酸二酯酶，如蜡

状芽孢杆菌中的磷脂酶C、桔青霉中核酸酶P1，它们的活性部位和金属离子结合位点与大

肠杆菌AP相似。所以，大肠杆菌AP还可作为其它磷酸酯酶和以金属离子作辅助因子的

磷酸酯酶的研究模型。

AP确切的生理功能还不十分清楚，但认为它对有机体内磷代谢的调节有重要作用。

大肠杆菌AP的结构基因是phoA，它是pho调节子的一部分，pho调节子主要调节磷的转

运和代谢。Phobox是pho调节子所有基因启动子区域的共有序列，受PhoB蛋白的调控。

phoB基因产物直接激活pho调节子的转录，而PhoB蛋白又被PhoR蛋白磷酸化激活。细

胞外磷的水平是调控PhoR的信号，信号传递通过大肠杆菌Pst系统实现。当接收到环境

信号后，PhoR再去调节PhoB，而PhoB就是大肠杆菌AP结构基因phoA的直接转录调节

者。当处于低磷状态时，PhoR使PhoB磷酸化，激活大肠杆菌AP结构基因phoA的转录；

当处于高磷状态时，PhoR会使PhoB去磷酸化以阻止phoA大肠杆菌AP结构基因的转录。

2哺乳动物碱性磷酸酶

此外，哺乳动物碱性磷酸酶哺乳类AP和大肠杆菌AP基本三维结构框架非常相似，

与催化活性相关的部位高度保守，2001年获得PLAP的X-射线晶体结构也证实了这一点

○，所以哺乳类AP与大肠杆菌AP应具有相似的催化机制。但哺乳类AP也有其特点，如

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哺乳类AP主要为膜结合蛋白，它们通过磷脂酰肌醇葡聚糖锚定在细胞膜外侧；另外，细

菌AP是由单基因编码，而哺乳类AP则是多基因编码的，细菌的AP分子两个亚基完全相

同，而哺乳类AP分子两个亚基可能不同。

哺乳类AP确切的生物学功能和作用机制还不十分清楚。目前认为骨骼的矿化依赖于

正常的AP的活动，对此观点最直接的证据可能是低磷酸酯酶症。低磷酸酯酶症是一种先

天性代谢紊乱的骨疾病，为TNAP编码的结构基因发生突变，使血液中AP活力低于正常

水平，表现为骨化及骨发育不全，至今已有200多种TNAP