大肠杆菌K88ac-ST1-LTB三价基因工程菌株的构建

利用PCR技术,从大肠杆菌C83902质粒中扩增出K88ac基因、ST1突变基因和LTB基因,通过分离、纯化、内切酶酶切、连接和转化,构建了含K88ac-ST1-LTB融合基因表达载体的重组菌株BL21(DE3)(pXKST3LT5).经酶切鉴定和DNA序列分析证实,构建的重组质粒pXKST3LT5中含有K88ac-ST1LTB融合基因,且基因序列和阅读框架均正确.免疫试验结果表明,K88ac-ST1-LTB融合蛋白能够诱发机体产生抗体,该抗体具有中和天然ST1肠毒素毒性的作用.用从IPTG诱导的工程菌中提取的包涵体或经甲醛灭活的工程菌制成抗原免疫小鼠,结果免疫小鼠至少能抵抗2 MLD的大肠杆菌强毒株C83902(K88ac,ST+,LT+)的攻击.由此表明,构建的工程菌株BL21(DE3)(pXKST3LT5)可以作为预防幼畜大肠杆菌性腹泻的基因工程菌苗的候选株.     

表达大肠杆菌K88ac-ST1-LTB融合蛋白工程菌株的免疫原性研究

已构建的能表达大肠杆菌K88ac-ST1-LTB融合蛋白的工程菌株BL21（DE3）（pXKST3LT5)及其表达产物经动物试验证实没有毒性反应。用从IPTG诱导的工程菌中提取的包涵体或经甲醛灭活的工程菌制成抗原，免疫小鼠，结果免疫小鼠至少能抵抗2MLD的大肠杆菌强毒株C83902（K88ac,ST^ ,L^ )的攻击，用提取的包涵体免疫家兔后，采集的血清能够中和天然ST1的毒性，这表明构建的工程菌株BL21（DE3）（pXKST3LT5)可以作为预防幼畜大肠杆菌性腹泻基因工程菌苗的候选株。     

仔猪大肠杆菌K88ac-ST1-LTB三价基因工程灭活苗的研究Ⅰ.基因工程菌株BL21(DE3)(pXKST3LT5)菌种的限定代次及保存条件试验

产肠毒素性大肠杆菌所致的仔猪黄、白痢在我国广大养殖地区流行十分广泛,发病率和死亡率都很高,即便是病愈存活的仔猪,其生长发育和生产性能指标也会受到严重影响,给养猪业造成了极其严重的经济损失.我们利用基因工程技术将大肠杆菌菌毛K88ac抗原基因与肠毒素ST1和LTB基因融合在一起,获得了高效表达K88ac-ST1-LTB融合蛋白的基因工程菌株,所表达的产物,既保持了K88ac菌毛抗原和LTB肠毒素良好的免疫原性,又赋予了ST1的免疫原性,同时在构建过程中,通过定点突变使ST1丧失了原有的生物毒性,这样就可以从菌毛和肠毒素两种途径来达到免疫预防的目的[6].本试验对用于生产仔猪大肠杆菌K88ac-ST1-LTB三价基因工程灭活苗的基因工程菌株BL21(DE3)(pXKST3LT5)菌种的使用限定代次及保存条件进行了系统的研究,为研制仔猪大肠杆菌K88ac-ST1-LTB三价基因工程灭活苗提供了重要参数.     

CPA-LTB融合基因的构建与表达

利用PCR技术，从A型产气英膜梭菌染色体和pEWD299中分别扩增出a毒素（CPA）基因和LTB基因，通过分离、纯化、内切酶酶切、连接和转化，构建了含CPA—LTB融合基因表达质粒的重组菌株BL21（DE3）（pCPA—LTB）。经酶切鉴定和核苷酸序列测定证实，构建的重组质粒pET—CPA含有CPA—LTB融合基因，其基因序列和阅读框架均正确。经EISA检测和SDS—PAGE分析，重组菌株表达的CPA—LTB融合蛋白能够被α、LT毒素抗体所识别。重组菌株BL21（DE3）（pCPA—LTB）经IPTG诱导后，融合蛋白CPA—LTB的表达量占菌体总蛋白相对含量的12.5％。     

表达无毒性大肠杆菌ST1-LTB融合蛋白基因工程菌株的构建

利用基因突变技术，将形成ST1分子内二硫键的半胱氨酸碱基进行突变，使ST1失去本身毒性，进而将其与含有LTB基因的pET-28b( )连接，转化至受体菌BL21(DE3)，重组菌株BL21(DE3)(pXST3LTB)经IPTG诱导后，其表达产物免疫的小鼠能够抵抗大肠杆菌强毒菌的攻击并且消除了ST1的毒性，表明构建的工程菌株BL21(DE3)(pXST3LTB)可作为预防幼畜大肠杆菌性腹泻基因工程菌苗的候选菌株。     

表达产气荚膜梭菌α—β融合蛋白基因工程菌株的构建

用PCR从含产气荚膜俊菌α毒素基因的质粒pXETA1中护增出α毒素基因，用NcoI和BamHI双酶切该α毒素基因，回收0.95kb的α毒素基因片段，再用NcoI和BamHI双酶切含产气荚膜梭菌β毒素基因质粒pXETB2，与上述回收的α毒素基因片段连接，转化至受体菌BL21（DE3）中。经NcoI、BamHI、NotI酶切反应鉴定和核苷酸序列分析证实，获得了理想重组质粒pXCPAB2，该重组质粒含有α-β融合基因。重组菌株BL21（DE3）（pXCPAB2）经IPTG诱导后，其表达产物经ELISA检测和SDS-PAGE分析，结果表明重组菌株可以高效表达α-β融合蛋白，该融合蛋白占菌体总蛋白的22.14%。用从IPTG诱导的工程菌中提取的包涵体或经甲醛灭活的工程菌制成抗原免疫小鼠，免疫小鼠至少能抵抗2MLD的C型产气荚膜梭菌的攻击。这表明构建的工程菌株BL21（DE3）（pXCPAB2)可以作为预防仔猪红痢基因工程菌苗的候选株。     

大肠杆菌耐热性肠毒素ST Ⅰ突变体与黏附素K99融合基因的构建及其表达

采用PCR技术从产肠毒素大肠杆菌C83922质粒中扩增出耐热性肠毒素(ST Ⅰ)和黏附素K99基因片段,进一步结合基因重组技术成功构建了含有融合基因ST Ⅰ-Linker-K99的重组质粒pMSLK;通过PCR和寡核苷酸定点突变技术将ST Ⅰ毒素中心的6个Cys分别突变成Ser和Gly,经亚克隆后将含有突变位点的融合基因插入到pET-20b表达栽体中,获得了重组质粒pES(S)LK和pES(G)LK;将以上2种质粒分别导入到BL21(DE3)菌株中,成功构建BL21(DE3)(pES(S)LK)和BL21(DE3)(pES(G)LK)2种重组菌株,对其表达产物进行SDS-PAGE和免疫印迹分析.结果表明:这两种重组菌株都能高效表达ST Ⅰ突变体与K99的重组蛋白,而且表达的融合蛋白能够被产肠毒素性大肠杆菌强毒株C83922抗血清特异性识别.     

大肠杆菌K99-ST1双价基因工程菌株的构建及其免疫原性

为了有效预防肠毒素性大肠杆菌引起的犊牛和羔羊腹泻,利用基因工程技术构建了融合基因K99-ST1及其原核表达载体,并时融合蛋白进行了初步免疫原性分析.结果显示,将PCR获得的K99菌毛抗原基因和人工合成的ST1基因片段借助pUCm-T载体,成功构建重组质粒pUCm-K99-ST1,从而获得融合基因K99-ST1;使用EcoRⅠ+SalⅠ双酶切将该融合基因定向插入表达载体pET30a中,成功构建表达载体pET-K99-ST1;将该表达载体转入表达菌株BL21(DE3)中,经IPTG诱导得到大小约31 000的蛋白;Western blotting显示,融合蛋白可以特异的与K99阳性血清反应;将BL21(DE3,pET-K99-ST1)诱导表达后免疫兔,ELISA检测K99抗体水平较高,乳鼠灌胃试验显示该菌株免疫后产生ST1抗体.这表明本试验已成功构建大肠杆菌K99-ST1双价基因工程菌株BL21(DE3,pET-K99-ST1),该菌株具有良好的免疫原性,为大肠杆菌K99-ST1双价基因工程疫苗开发奠定了基础.     

产肠毒素性大肠杆菌K88与K99菌毛蛋白的串联表达

根据GenBank中发表的E.coli K88、K99基因序列,分别设计合成1对引物.利用PCR技术,以大肠杆菌C83907和C83644的质粒为模板分别扩增不含信号肽的K88及K99基因.通过分离、纯化、限制性核酸内切酶酶切,连接和转化,构建了含K88-K99串联表达载体的重组菌株BL21(DE3)(pETK88CK99).结果显示,经酶切,PCR鉴定和DNA序列分析,证实了构建的重组质粒pETK88CK99中含有K88K99融合基因,且基因序列和阅读框架均正确.经过SDS-PAGE分析,串联表达蛋白含量占菌体蛋白的40%左右,经Western blotting检测,该串联表达蛋白能被大肠杆菌K88、K99标准血清识别.结果表明,构建的重组菌株可以作为预防新生仔猪大肠杆菌性腹泻基因工程疫苗的候选菌株.     

产肠毒素大肠杆菌肠毒素LTB、STI和STⅡ融合基因的构建与表达研究

PCR方法扩增产肠毒素大肠杆菌（Enterotoxigenic Escherichia coli,FTEC)LTB、STI、STⅡ基因，将LTB、STI、STⅡ基因重组入pET32a质粒载体，对构建的重组质粒pBST进行酶切分析、PCR检测以及核苷酸序列分析，结果表明，插入片段LTB－STⅡ－STI的核苷酸序列与预期一致，且阅读框正确。pBST在宿主菌BL21（DE3）RIL中的表达产物经SDS－PAGE初步分析，显示重组融合蛋白的分子量约为40kD，其表达量约占菌体总蛋白的46％。     

产肠毒素大肠杆菌肠毒素LTB、STⅠ和STⅡ融合基因的构建与表达研究

PCR方法扩增产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)LTB、STⅠ、STⅡ基因,将LTB、STⅠ、STⅡ基因重组入pET32a质粒载体,对构建的重组质粒pBST进行酶切分析、PCR检测以及核苷酸序列分析,结果表明,插入片段LTB-STⅡ-STⅠ的核苷酸序列与预期一致,且阅读框正确.pBST在宿主菌BL21(DE3)RIL中的表达产物经SDS-PAGE初步分析,显示重组融合蛋白的分子量约为40kD,其表达量约占菌体总蛋白的46%.     

肠毒素性大肠杆菌K99-ST1融合基因的克隆及原核表达

为有效预防肠毒素性大肠杆菌（ETEC）引起的犊牛和羔羊腹泻,将PCR扩增获得的ETECK99菌毛抗原基因和人工合成的ST1基因片段,借助pUCm—T载体,构建了重组质粒pUCm-K99-ST1,从而获得了融合基因K99-ST1;使用EcoRⅠ＋SalⅠ双酶切将该融合基因定向插入表达载体pET-30a中,成功构建了表达载体pET—K99-ST1,将其转入表达菌株BL21（DE3）中,经IPTG诱导,获得31ku的蛋白;Western—blotting结果显示,该融合蛋白可与K99阳性血清发生特异性反应。     

鸡致病性大肠杆菌O1、O2和O78的Ⅰ型菌毛结构基因表达载体的构建及表达产物的检测

用限制性内切酶SacI和BamHI双酶切克隆有鸡致病性大肠杆菌分离株O1、O2和O78的piliA基因的质粒pTFimO1、pTFimO2和pTFimO78,分别回收从此3质粒上切下的545bp的piliA基因片段,再将载体pET-28a(+)用SacI和BamHI双酶切,最后将pET-28a(+)DNA片段与545bp的piliA DNA片段进行连接,转化至受体菌BL21(DE3)中,经SacI和BamHI酶切反应鉴定重组子,得到了理想重组子质粒pETFimO1、pETFimO2和pETFimO78.重组菌株BL21(DE3) (pETFimO1)、BL21(DE3)(pETFimO2)和BL21(DE3)(pETFimO78)经IPTG诱导后,其表达产物经SDS-PAGE检测,结果表明重组菌株可以良好地表达鸡致病性大肠杆菌Ⅰ型菌毛蛋白.     

鸡致病性大肠杆菌O1、O2和O78的I型菌毛结构基因表达载体的构建及表达产物的检测

用限制性内切酶SacI和BamHI双酶切克隆有鸡致病性大肠杆菌分离株O1、O2和O78的piliA基因的质粒pTFimO1、pTFimO2和pTFimO78，分别回收从此3质粒上切下的545bp的piliA基因片段，再将载体pET-28a( )用SacI和BamHI双酶切，最后将pET-28a( )DNA片段与545bp的piliA DNA片段进行连接，转化至受体菌BL21（DE3）中，经SacI和BamHI酶切反应鉴定重组子，得到了理想重组子质粒pETFimO1、pETFimO2和pETFimO78。重组菌株BL21（DE3），（pETFimO1)、BL21（DE3）（pETFimO2)和BL21（DE3）（pETFimO78)经IPTG诱导后，其表达产物经SDS－PAGE检测，结果表明重组菌株可以良好地表达鸡致病性大肠杆菌I型菌毛蛋白。     

产气荚膜梭菌α—β融合基因的高效表达

用PCR从含产气荚膜俊菌α毒素基因的质粒pXETA1中扩增出α毒素基因，用NcoⅠ和BamHI双酶切该α毒素基因，回收0．95kb的α毒素基因片段，再用NcoⅠ和BamHI双酶切含产气荚膜梭菌β毒素基因质粒pXCPAB2，与 回收的α毒素基因片段连接，转化至受菌BL21（DE3）中。经NcoI,BamHI,NcoI酶反应鉴定和核苷酸序列分析证实，获得了理想重组质粒pXCPAB2，该重组质粒含有α-β融合基因。重组菌株BL21（DE）3（pXCPAB2)经IPTG诱导后，其表达产物经ELISA检测和SDSPAGE分析，结果表明重组菌株可以高效表达α-β融合基因，该融合蛋白占菌体总蛋白的22．14％。     

产气荚膜梭菌α—β融合基因的构建

用PCR从含产气荚膜松菌β毒素基因的质粒pXETB2中扩增出β毒素基因，NcoⅠ和BamHⅠ双酶切该β毒素基因，回收0.93kb的β毒素基因片段，再用NcoⅠ和BamHⅠ双酶切含产气荚膜梭菌α毒素基因质粒pXETA1,与上述回收的β毒素基因片段连接，转化至受体菌BL21（DE3）中，经NcoⅠ，NotⅠ酶切反应鉴定和苷酸序列分析证实，获得的重组质粒pXCPAB1含有α－β融合基因，重组菌株BL21（CD3）（pXCPAB1)表达产物经ELISA检测和SDS－PAGE分析，表明重组菌株可以表达α－β融合蛋白。     

大肠杆菌不耐热肠毒素B亚单位在原核细胞中的高效表达

从含有LT全毒素基因操纵子的质粒EWD299中扩增出LT的B亚单位基因后定向克隆于原核表达载体pET28a中，转化大肠杆菌BL21（DE3）plyss，用IPTG诱导表达后，将全茵裂解，用SDS—PAGE和Western blot检测重组茵中外源蛋白的表达情况。结果表明，在原核细胞中高效表达了LTB蛋白，表达的重组蛋白占菌体蛋白总量的38％。     

大肠杆菌热敏肠毒素B亚基的原核表达及其免疫增强作用的探讨

从大肠杆菌K88(LT+,ST+)菌株中扩增热敏肠毒素B亚基基因,得到454bp的片段,AT克隆后,定向连接到pET32a(+)中,并转化入大肠杆菌BL21(code plus),通过IPTG 30℃诱导,表达了重组的LTB.SDS-PAGE电泳显示,其分子量约为34KD左右,主要存在于包涵体中,且复性后保留部分生物学活性.动物实验证明LTB与CpG共同作用,可显著增强豚鼠对口蹄疫疫苗的免疫反应.     

大肠杆菌热敏肠毒素B亚基的原核表达及生物学活性分析

从大肠杆菌K88（LT＋,ST＋）菌株中扩增热敏肠毒素B亚基基因（ltb）,得到454 bp片段,克隆至pMD18-T载体后,与pET32a（＋）定向连接,并转化入大肠杆菌BL21中,用IPTG 30℃诱导表达重组LTB蛋白。SDS-PAGE显示,重组蛋白分子量约为34 kDa,超声波裂解后,表达产物主要以包涵体形式存在。经鉴定,纯化复性后的LTB蛋白保留部分与GM1结合的生物学活性。     

猪圆环病毒2型Cap 蛋白部分基因序列与大肠杆菌LTB成熟肽基因的融合表达及免疫原性研究

为了获得猪圆环病毒2型(Porcine circovirus type 2,PCV-2)衣壳蛋白(Cap)基因3’端396 bp的片段与大肠杆菌不耐热肠毒素B亚单位(LTB)成熟肽编码区融合基因的高效表达,并检验重组蛋白的免疫保护效果。以含PCV-2全基因组的pMDT PCV-2质粒为模板,用PCR的方法扩增PCV-2 Cap基因,并将其克隆到pET28a( )中,构建得到pET-Cap质粒,利用EcoRⅠ和HindⅢ双酶切切下Cap基因3’末端396 bp的片段,插入到pET-LTB原核表达质粒LTB基因的3’末端,从而构建pET-LTB△Cap原核表达质粒,将其转化大肠杆菌BL21(DE3)pLysS后,用IPTG诱导重组菌,用SDS-PAGE电泳和Western blot检测诱导物。表达产物经初步纯化后用昆明系小白鼠做免疫保护实验。结果表明:pET-LTB△Cap重组融合表达质粒在大肠杆菌中实现了高效表达,融合蛋白分子量约为29Ku,表达量约占菌体蛋白的36.67%,融合蛋白能被PCV-2阳性血清识别。攻毒后,所有小鼠临床表现正常。用PCR检测有1/8的免疫小鼠感染了PCV-2,而对照组8只小鼠都感染了PCV-21。PCV-2 Cap基因3’端396 bp的片段与LTB基因融合能实现高效表达,表达产物免疫的小白鼠可抵抗PCV-2的攻击此研究为PCV-2基因工程疫苗的研究奠定了基础。