斯氏副柔线虫GP基因的克隆、抗原表位预测及生物信息学分析

试验旨在克隆斯氏副柔线虫糖蛋白（glycoprotein，GP）抗原基因，并对其进行生物信息学分析。提取斯氏副柔线虫组织RNA，反转录合成cDNA，设计特异性引物以扩增GP基因CDS区，同时将其插入到克隆载体pMD19-T后测序，并对该基因编码蛋白的抗原表位、理化性质、信号肽、跨膜结构域等进行生物信息学预测。结果表明，GP基因开放阅读框（ORF）全长1 149 bp，编码382个氨基酸，其分子式为C₁₇₆₀H₂₈₇₈N₄₅₈O₅₉₀S₁₇₆₀，理论分子质量约为40.15 ku，等电点为4.37，无信号肽，总平均亲水性为0.032，不稳定系数为42.43，是疏水、不稳定蛋白；其磷酸化位点分布位于丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）和酪氨酸（Tyr）残基上；二级结构分析显示，斯氏副柔线虫GP蛋白以α-螺旋和无规则卷曲为主，与三级结构预测结果一致；抗原表位预测表明，GP蛋白可能有6个B细胞抗原表位和8个T细胞抗原表位，有望用作免疫诊断抗原和疫苗候选抗原。本研究成功克隆了斯氏副柔线虫GP基因，同时进行了系统的生物信息学分析和抗原表位预测，为斯氏副柔线虫病iELISA诊断方法的建立和DNA疫苗的研究提供理论依据。     

斯氏副柔线虫CAMK/TSSK蛋白激酶基因的克隆及其蛋白质结构与抗原表位预测分析

为分析并预测斯氏副柔线虫免疫相关基因CTPK编码蛋白结构、功能以及其作为疫苗候选抗原的可能性,通过提取斯氏副柔线虫组织RNA,反转录合成cDNA,设计特异性引物以扩增CTPK基因的CDS区,并利用生物信息学软件对CTPK进行蛋白质结构分析和抗原表位预测。生物信息学分析表明,CTPK基因cDNA序列全长共519bp,具有完整的开放阅读框(519bp),编码173个氨基酸,相对分子质量和等电点大小分别为20.264ku和9.53。结构分析发现,蛋白质无跨膜区,无规则卷曲构成二级结构的主要组分,亲水性氨基酸比例超过60%;抗原表位预测表明,CTPK蛋白是一种抗原性较高的亲水性蛋白,既含有较多潜在的B细胞抗原表位又存在较多的T细胞抗原表位。推测CTPK有望用作斯氏副柔线虫的免疫诊断抗原和疫苗候选抗原,本研究为骆驼斯氏副柔线虫生前诊断方法iELISA的建立和DNA疫苗的研究奠定了理论基础。     

骆驼斯氏副柔线虫NCC基因原核表达载体的构建及生物信息学分析

本试验旨在构建原核表达载体pET30a(+)-NCC,对斯氏副柔线虫NCC基因特性进行生物信息学分析。应用RT-PCR技术扩增斯氏副柔线虫NCC基因,将其克隆至原核表达载体pET-30a(+),利用生物信息学软件对序列结构与抗原表位进行分析。结果显示,NCC基因全长711bp,编码237个氨基酸,蛋白质理论大小值为25.252ku,理论等电点为6.33,蛋白质不稳定指数为40.08;跨膜结构和信号肽分析表明NCC蛋白存在1个跨膜区,无信号肽区域,其磷酸化位点分布位于丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)残基上。NCC蛋白是一种抗原性较高的亲水性蛋白,既含有较多潜在的B细胞抗原表位又存在较多的T细胞抗原表位,本试验为斯氏副柔线虫诊断方法的建立及免疫防控提供参考。     

斯氏副柔线虫免疫相关基因CSY原核表达载体的构建及生物信息学分析

采用RT-PCR克隆斯氏副柔线虫CSY基因的CDS区,限制性内切酶对目的片段与pET30a(+)原核表达载体进行双酶切,构建重组表达载体,利用生物信息学软件对该基因理化性质、结构特点进行分析。结果显示:CSY基因全长774bp,编码255个氨基酸,蛋白质理论大小值为29 240,理论等电点为7.53,蛋白质不稳定指数为40.09;跨膜结构和信号肽分析表明CSY蛋白无跨膜区,无信号肽区域。结果表明:成功构建了pET-30a(+)-CSY重组表达载体;生物信息学分析表明CSY蛋白是一种抗原性较高的亲水性蛋白,可能有7个B细胞抗原表位和8个T细胞抗原表位,有望用于斯氏副柔线虫的免疫诊断抗原和疫苗候选抗原。     

斯氏副柔线虫半胱氨酸蛋白酶Pj-CPR基因的克隆及原核表达

为了筛选斯氏副柔线虫抗原基因用于血清学诊断和免疫防治研究,对斯氏副柔线虫半胱氨酸蛋白酶Pj-CPR基因序列进行了生物信息学分析,RT-PCR扩增获得了Pj-CPR基因,构建重组表达质粒pETCPR后,转入大肠埃希菌BL21(DE3)中并诱导表达获得重组蛋白rCPR。SDS-PAGE和Western blot检测结果表明,重组蛋白rCPR大小为17.6ku,主要以包涵体的形式表达,能与感染斯氏副柔线虫的骆驼血清中IgG特异性结合,具有良好的抗原活性,可用于斯氏副柔线虫病血清学诊断方法和免疫防控研究。     

布鲁氏杆菌S2株DUF2326基因克隆与生物信息学分析

为了分析布鲁氏杆菌猪种S2疫苗株DUF2326基因编码蛋白的结构、功能以及抗原表位,试验对DUF2326基因进行克隆、生物信息学分析及抗原表位预测。结果表明:DUF2326基因全长1 653 bp,编码550个氨基酸,分子质量为61.775 ku,理论等电点为5.34,呈酸性,不稳定指数为35.17,该蛋白无跨膜区,不存在信号肽,α-螺旋为二级结构的主要成分(59.64%)。DUF2326蛋白是一种抗原性较高的亲水性蛋白,含有较多潜在的B细胞抗原表位。说明DUF2326蛋白具有良好的抗原性,具备成为鉴别布鲁氏杆菌病疫苗免疫和自然感染抗原的潜力。     

禽波氏杆菌外膜蛋白A的克隆测序与生物信息分析

本文旨在克隆禽波氏杆菌外膜蛋白OmpA的编码基因,并预测OmpA蛋白二级结构和B细胞抗原表位,从而探讨禽波氏杆菌外膜蛋白OmpA在免疫保护中所起的作用。作者对禽波氏杆菌的外膜蛋白ompA基因进行PCR扩增、克隆及序列测定。应用生物信息学相关软件和方法,对禽波氏杆菌OmpA蛋白的二级结构和B细胞抗原表位进行预测。禽波氏杆菌ompA基因全长597bp,编码199个氨基酸。二级结构以无规卷曲为主,有少量的α-螺旋和β-片层,少见β-转角;推测OmpA蛋白有5个B细胞优势抗原表位区域、2个糖基化位点。本研究为进一步分析禽波氏杆菌免疫机理、制备单克隆抗体和设计表位疫苗等奠定理论基础。     

猪丹毒杆菌SpaA基因的克隆与生物信息学分析

旨在克隆猪丹毒杆菌表面保护性抗原A(surface protein A,SpaA)的编码基因,并预测该蛋白的二级结构和B细胞抗原表位,从而探讨猪丹毒杆菌SpaA蛋白在免疫保护中所起的作用.首先对猪丹毒杆菌SpaA基因进行PCR扩增、克隆和测序,并进行同源性比较.应用生物信息学方法,对猪丹毒杆菌SpaA蛋白的二级结构和B细胞抗原表位进行预测.结果显示,猪丹毒杆菌SpaA基因全长1 881 bp,编码626个氨基酸,发育进化树结果表明分离的2株猪丹毒杆菌菌株与GenBank中其他菌株在进化树中关系较远,自成一个分支.二级结构的预测结果显示该蛋白主要以无规则卷曲、α螺旋和延伸链为主,只有少数的β转角；推测该蛋白有14个B细胞优势抗原表位区域、8个N-肉豆蔻酰化位点.该研究为进一步分析猪丹毒杆菌免疫机理、表位疫苗设计等奠定理论基础.     

毛皮动物肺炎克雷伯菌Ⅲ型菌毛A基因克隆测序与生物信息分析

根据GenBank中肺炎克雷伯菌Ⅲ型菌毛结构基因A(MrkA)JF759921的序列设计1对引物,对8株毛皮动物肺炎克雷伯菌进行克隆测序,并应用生物信息学相关软件和方法,预测MrkA蛋白二级结构和B细胞抗原表位。PCR扩增出了609bp的目的基因片段,生物信息分析结果显示其开放阅读框架为609bp,编码202个氨基酸;二级结构以无规卷曲为主,有少量的α-螺旋和β-片层,少见β-转角,推测MrkA蛋白有8个B细胞优势抗原表位区域。结果表明,MrkA基因较稳定,其在进化过程中并未发生明显变异,为进一步分析肺炎克雷伯菌免疫机理、制备单克隆抗体和设计表位疫苗等奠定理论基础。     

犬瘟热病毒N基因克隆及生物信息学分析

犬瘟热病毒(CDV)基因组编码6个结构蛋白,其中N基因编码的N蛋白已被证明存在较多的抗原表位,能够诱导机体产生中和抗体。本研究通过临床病料分离CDV,并对该病毒的N基因进行克隆测序后进行相关生物信息学分析,为今后N基因抗原多表位疫苗的研究提供前期基础。     

斯氏副柔线虫线粒体CO1基因的克隆与序列分析

为研究斯氏副柔线虫(Parabronema skrjabini)种间遗传标记特点,从内蒙古地区骆驼皱胃中采集斯氏副柔线虫成虫,提取虫体DNA,利用线虫通用引物扩增细胞色素氧化酶1(CO1)基因,将其克隆到pMD19-T载体后,用PCR技术鉴定阳性菌落并进行测序,运用DNAStar 5.0和MEGA 4.0软件将测序结果与GenBank公布的相关线虫CO1序列进行比对分析。结果显示:斯氏副柔线虫DNA扩增出的CO1基因序列片段长度为689 bp。同其他相关属线虫CO1基因序列比对,斯氏副柔线虫与小口柔线虫(Habronema microstoma)、蝇柔线虫(Habronema muscae)的同源性最高,为86.7%,遗传距离为0.143;与加利西亚光丝虫(Litomosoides galizai)的同源性最低,为80.1%,遗传距离为0.229。通过两种不同方法建立的系统发育树比较,证实斯氏副柔线虫与柔线属线虫均位于同一分支,自展值都在47%以上。表明CO1基因不仅可以作为斯氏副柔线虫理想的种间遗传标记,也可为该线虫进一步的分子分类学研究提供重要基础。     

弓形虫细胞核因子3基因的克隆及序列分析

为预测弓形虫细胞核因子3(TgNF3)基因作为抗弓形虫疫苗候选抗原的可能性,本试验以弓形虫RH株的总RNA为模板,应用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增TgNF3基因并连接至pMD18-T载体。筛选阳性克隆后,测序鉴定。将测序结果正确的核苷酸序列翻译成氨基酸序列,运用生物信息学软件分析TgNF3蛋白的结构,预测抗原表位。结果显示,TgNF3基因长约950bp。TgNF3蛋白中包含1个跨膜结构域,9个α-螺旋区,4个β-折叠区,8个亲水区域和10个柔性区域,并预测含有9个线性B细胞抗原表位。结果表明,TgNF3蛋白可能具有良好的免疫原性,为研制以TgNF3为抗原的弓形虫亚单位疫苗及表位疫苗奠定了基础。     

弓形虫DOC2基因C-端的克隆及序列分析

为研究弓形虫DOC2基因作为弓形虫疫苗候选抗原分子的可行性,本试验用RT-PCR技术扩增DOC2基因编码区的C-端并测序。将该基因片段用生物信息学软件翻译为氨基酸序列后,预测弓形虫DOC2蛋白C-端的生物学特性、高级结构和B细胞抗原表位。结果表明,DOC2基因C-端片段长度为1887 bp。将其翻译成氨基酸序列后预测含有11个亲水区域和7个跨膜区。二级结构中含有19个α-螺旋、1个β-转角和17个无规则卷曲。结合柔性区域等分析,DOC2蛋白C-端共含有12个线性B细胞抗原表位。结果表明DOC2蛋白C-端可作为弓形虫疫苗候选分子,为研制新型弓形虫DNA疫苗或表位肽疫苗提供理论基础。     

环形泰勒虫表面抗原重组蛋白Tasp-Tams1-Spag1生物信息学分析与原核表达

运用生物信息学软件对环形泰勒虫表面抗原串联基因Tasp-Tams1-Spag1进行分析,预测其编码蛋白的主要特性与抗原表位等,并对此串联基因进行克隆与原核表达。结果表明:串联重组蛋白Tasp-Tams1-Spag1属于不稳定非分泌型亲水性蛋白;编码346个氨基酸;有4个低复杂性的结构域,且含有Sorb与Btz、NL、NOT的同源区域;可能存在11个B细胞表位优势区段与17个T细胞表位优势区段,含有T、B细胞联合表位,表明Tasp-Tams1-Spag1重组蛋白可能具有良好的免疫原性。IPTG诱导重组蛋白原核表达,结果显示,该重组蛋白以包涵体形式存在;经Western blot检测,表明此串联蛋白反应原性良好,为后续深入研究免疫抗原奠定基础。     

山羊口疮病毒四川分离株F1L基因分子特征分析及抗原表位预测

为明确山羊口疮病毒(ORFV)四川分离株F1L基因分子特征并预测抗原表位,本试验利用生物信息学软件分析四川分离株ORFVF1L基因,并预测其编码蛋白的二、三级结构和B细胞表位。将F1L基因克隆转化后测序,用Mega 7.0软件比对分析该基因与其他地区来源的ORFV F1L基因的变异情况,利用SOPMA服务器预测F1L蛋白的二级结构,以DNAStar软件预测其亲水性、表面可及性、柔韧性及抗原性,以ABCpred方案作为验证并输出B细胞表位,在SWISS-MODEL服务器预测三级结构后,进一步在建模区域再验证抗原表位,最终回归蛋白质序列比对。结果显示,四川分离株ORFVF1L基因大小为1 029bp,编码342个氨基酸,基因及其编码蛋白较其他地区来源毒株有一定变异;F1L蛋白预测分析存在9个可能B细胞表位,综合三级结构预测,其122—137肽段为最优表位;所预测的四川分离株ORFV F1L蛋白优势抗原表位较其他地区具有一定特异性,较多地区在124、131、137位氨基酸出现不同。本研究结果为四川地区ORFV基因工程疫苗及特异性检测方法的研究提供了理论依据。     

副猪嗜血杆菌丝氨酸蛋白酶基因的克隆及生物信息学分析

为研究副猪嗜血杆菌(Haemophilus parasuis,Hps)丝氨酸蛋白酶(espP)作为疫苗候选抗原的可能性,根据GenBank中Hps espP基因(登录号:HAPS_1381)设计引物,以Hps血清11型(H456)菌株的DNA为模板,PCR扩增目的基因并测序。将该基因核苷酸序列翻译成氨基酸序列后,对Hps espP蛋白的信号肽、亲水性区域和B细胞抗原表位进行预测,并预测了该蛋白C端的3D结构。结果显示,Hps espP基因序列全长2 343 bp,共可编码781个氨基酸,其中氨基酸序列的1—23位预测为信号肽。Hps espP蛋白含有12个亲水性区域,并预测含有12个B淋巴细胞抗原表位。构建Hps espP蛋白3D结构显示,该蛋白C端是由12个β折叠层围成的桶状结构。本试验为进一步研制新型副猪嗜血杆菌Hps espP蛋白多肽疫苗奠定基础。     

弓形虫丝裂原活化蛋白激酶1基因编码蛋白结构与功能的生物信息学分析

为了分析并预测弓形虫丝裂原活化蛋白激酶1(Tg MAPK1)基因编码蛋白的结构与功能,探讨其作为疫苗候选抗原及潜在药物靶点的可能性,试验从Gen Bank数据库获取Tg MAPK1基因序列,采用在线蛋白分析专家系统(http://ca.expasy.org/),结合DNAMAN、DNAStar等生物信息学软件对该序列的编码区进行分析,预测该基因编码蛋白质的理化性质、翻译后修饰位点、功能域、亚细胞定位、二级结构、亲/疏水性、抗原表位等。结果表明:该基因全长为1 772 bp,编码区为133~1 731 bp,编码532个氨基酸。编码蛋白性质稳定,理论分子质量为58.376 ku。Tg MAPK1蛋白有5个跨膜区,有3个N端糖基化位点、7个蛋白激酶C磷酸化位点、8个酪氨酸激酶磷酸化位点、2个环腺苷酸蛋白激酶磷酸化位点、10个N端肉豆蔻酰化位点及1个酰胺化位点;无信号肽,二级结构以无规卷曲为主;Tg MAPK1基因主要存在于弓形虫虫体外膜上,有20个潜在的抗原表位。说明弓形虫Tg MAPK1基因编码蛋白为可溶性蛋白,有多个抗原表位,具有免疫原性,可作为弓形虫病疫苗候选抗原。     

山羊口疮病毒四川分离株F1L基因分子特征分析及抗原表位预测

为明确山羊口疮病毒（ORFV）四川分离株F1L基因分子特征并预测抗原表位,本试验利用生物信息学软件分析四川分离株ORFV F1L基因,并预测其编码蛋白的二、三级结构和B细胞表位。将F1L基因克隆转化后测序,用Mega 7.0软件比对分析该基因与其他地区来源的ORFV F1L基因的变异情况,利用SOPMA服务器预测F1L蛋白的二级结构,以DNAStar软件预测其亲水性、表面可及性、柔韧性及抗原性,以ABCpred方案作为验证并输出B细胞表位,在SWISS-MODEL服务器预测三级结构后,进一步在建模区域再验证抗原表位,最终回归蛋白质序列比对。结果显示,四川分离株ORFV F1L基因大小为1 029 bp,编码342个氨基酸,基因及其编码蛋白较其他地区来源毒株有一定变异;F1L蛋白预测分析存在9个可能B细胞表位,综合三级结构预测,其122-137肽段为最优表位;所预测的四川分离株ORFV F1L蛋白优势抗原表位较其他地区具有一定特异性,较多地区在124、131、137位氨基酸出现不同。本研究结果为四川地区ORFV基因工程疫苗及特异性检测方法的研究提供了理论依据。     

弓形虫致密颗粒蛋白GRA12的生物信息学分析

为分析并预测弓形虫致密颗粒蛋白GRA12基因编码蛋白的结构、功能以及其作为疫苗候选抗原的可能性,本研究从Gen Bank数据库获取GRA12基因序列,通过在线蛋白分析专家系统(Expasy)并结合GENERUNR、DNAStar、DNAMAN等生物信息学分析软件对GRA12序列的编码区进行分析、对该基因编码蛋白质的理化性质、信号肽、跨膜结构域、二级结构、亲/疏水性、抗原表位等信息预测。结果表明:该基因全长1 311 bp,编码436个氨基酸,蛋白性质稳定,理论分子质量约为47.8 ku,无信号肽,有6个跨膜区,14个丝氨酸磷酸化位点、7个苏氨酸磷酸化位点、3个酪氨酸磷酸化位点、18个O-糖基化位点、3个乙酰化蛋白附着位点、1个酪氨酸硫酸化位点、1个潜在的N-糖基化位点、1个棕榈酰化位点,15个潜在的抗原表位。研究结果分析说明GRA12有潜力成为弓形虫疫苗候选抗原。     

貉源阿留申病毒VP2和NS1蛋白的抗原性预测

旨在预测和分析貉源阿留申病毒(RFAV)VP2和NS1蛋白的抗原表位特征,筛选阿留申病毒属较保守的B、T细胞抗原表位。本研究对RFAV的近全长基因组进行克隆及测序,对其VP2和NS1基因编码蛋白的理化性质、二级结构、翻译后修饰位点和抗原表位进行预测,并将预测的修饰位点、抗原表位与其他阿留申病毒种的序列进行比较分析,筛选相对保守的修饰位点和抗原表位。结果显示,获得的RFAV基因组长4 327 bp,编码VP2蛋白的636个氨基酸,编码NS1蛋白的641个氨基酸。VP2和NS1蛋白均为亲水性蛋白,二级结构以无规则卷曲为主。在阿留申病毒属内,VP2蛋白有3个保守的B细胞抗原表位,3个保守的T细胞表位,8个保守的翻译后修饰位点;NS1蛋白有1个保守的B细胞抗原表位,2个保守的T细胞抗原表位和7个保守的翻译后修饰位点。本研究成功克隆了RFAV近全长基因组序列,全面对RFAV的VP2、NS1蛋白抗原表位、翻译后修饰位点进行预测,并分析其在阿留申病毒属内的保守和变异特征,为阿留申病毒免疫研究提供参考。