新疆双峰驼纳米抗体噬菌体展示文库多样性的生物信息学分析

[目的]骆驼免疫系统中只存在重链抗体,其可变区VHH片段是最小的天然抗体片段.通过对双峰驼VHH基因进行序列分析,了解双峰驼VHH基因特征,分析VHH文库多样性组成.[方法]采用新疆双峰驼VHH特异引物扩增全部抗体基因片段,连接到M13噬菌粒载体上,与pⅢ蛋白融合表达在噬菌体表面,构建噬菌体展示文库.基因测序和菌落PCR方法,分析文库大小和阳性克隆插入率.NCBI-IgGBLAST工具对抗体序列进行IMGT编号命名,WebLogo工具分析抗体保守序列分布频率,MEGA6软件对VHH序列进行同源性比对和系统进化树构建.[结果]利用免疫的新疆双峰驼淋巴细胞,构建了库容量为1.4 ×109的VHH抗体噬菌体展示文库.对91个随机挑选的文库TG1单菌落进行PCR.结果表明该文库VHH阳性插入率为97;,DNA测序表明文库多样性为97.8;.对91个克隆DNA测序结果进一步分析表明,这些基因中除2个为常规VH抗体外,其余均为重链VHH抗体.根据抗体序列中的特征氨基酸分布,将91个抗体序列划分为7个亚群.[结论]构建的新疆双峰驼VHH文库多样性较好,生物信息学分析揭示出文库中多样性克隆的分布和特征,有助于新疆双峰驼纳米抗体噬菌体展示文库的进一步构建.     

T7噬菌体p10融合蛋白表达及自组装VLP观察

原核表达T7噬菌体p10融合蛋白,PCR扩增p10基因并在基因下游连接口蹄疫病毒(FMDV)VP1抗原表位基因;将融合基因插入p ET-28a载体,构建重组质粒;用IPTG诱导重组菌表达目标蛋白,通过电镜观察病毒样颗粒(VLP)的形成。结果成功构建了p ET-p10-VP1表达菌株。SDS-PAGE、Western-blot检测显示目标蛋白高效表达并与VP1特异性抗体产生免疫反应。回收p10-VP1蛋白样品经透射电镜观察,有40 nm VLP生成。表明T7噬菌体p10蛋白具有良好的VLP自组装功能,并可用于抗原表位的表面展示。     

T7噬菌体p10融合蛋白表达及自组装VLP观察

原核表达T7噬菌体p10融合蛋白,PCR扩增p10基因并在基因下游连接口蹄疫病毒(FMDV)VP1抗原表位基因;将融合基因插入p ET-28a载体,构建重组质粒;用IPTG诱导重组菌表达目标蛋白,通过电镜观察病毒样颗粒(VLP)的形成。结果成功构建了p ET-p10-VP1表达菌株。SDS-PAGE、Western-blot检测显示目标蛋白高效表达并与VP1特异性抗体产生免疫反应。回收p10-VP1蛋白样品经透射电镜观察,有40 nm VLP生成。表明T7噬菌体p10蛋白具有良好的VLP自组装功能,并可用于抗原表位的表面展示。     

表面展示GnRH重组T7噬菌体构建及其免疫效果

构建展示促性腺激素释放激素(GnRH)多肽的重组T7噬菌体,检测其对小鼠的免疫效果。人工合成GnRH多肽基因序列并用柔性Linker将其串联至3拷贝,然后克隆到T7 Select 415-1b噬菌体多克隆位点,构建重组噬菌体T7-3GnRH。经PCR鉴定并序列测定筛选阳性重组噬菌体,SDS-PAGE和Western-blot检测重组噬菌体表面GnRH多肽。重组噬菌体以每只1×1010PFU剂量免疫小鼠,免疫后不同时间段采血通过ELSIA检测血清中抗GnRH抗体,检测血清中睾酮含量,免疫后12周称体质量,剖检小鼠计算睾丸指数,进行睾丸的组织学观察。结果表明,成功构建了重组噬菌体T7-3GnRH,插入拷贝GnRH基因获得表面展示。噬菌体疫苗免疫后产生高水平抗GnRH抗体,其抗体发挥中和效应显著降低血清中睾酮含量。GnRH主动免疫抑制小鼠睾丸组织的发育,使睾丸萎缩,精子生成减少。获得了展示GnRH多肽的重组噬菌体,噬菌体疫苗免疫小鼠产生较高血清抗体并发挥良好的中和作用,为激素类小分子主动免疫做出有益探索。     

PK15细胞cDNA T7噬菌体展示文库的构建及鉴定

[目的]构建PK15细胞cDNA T7噬菌体展示文库,为研究猪源病毒与宿主细胞的相互作用奠定基础.[方法]分离纯化PK15细胞mRNA,先后合成第一链和第二链cDNA,经平末端修饰后,定向导入EcoRⅠ和Hind Ⅲ接头,再由EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ双酶切消化,与噬菌体载体臂相连,然后用噬菌体包装抽提物进行体外包装,形成初级cDNA T7噬菌体展示文库,并通过滴度测定和PCR鉴定文库质量.[结果]经噬斑试验鉴定,初级文库滴度为2.0×105 PFU/mL,扩增后滴度达6.0× 1010 PFU/mL.PCR鉴定结果显示,文库的重组率为95.83%,且插入片段主要分布于500~2000 bp,其中500~750 bp的占21.73%,750~100 bp的占21.73%,1000~2000 bp的占39.13%.随机挑选20个克隆进行测序,发现均为猪源序列.[结论]构建的PK15细胞cDNA T7噬菌体展示文库具备较高库容量和重组率,质量良好,符合后续文库筛选的要求,可用于研究猪源病毒蛋白与PK15细胞的相互作用.     

T7噬菌体尾丝蛋白随机进化文库的构建

为筛选遗传背景清晰、裂解性能优良、宿主识别谱广泛的噬菌体用于抗菌产品开发,满足畜禽减抗、无抗养殖需求,通过易错PCR技术定向改变T7噬菌体尾丝蛋白羧基末端基因序列,并构建T7噬菌体尾丝蛋白随机进化文库,为筛选识别不同宿主的T7噬菌体奠定基础。提取T7噬菌体基因组,用SfiⅠ进行单酶切,回收SfiⅠ位点左侧基因组。常规PCR扩增尾丝蛋白羧基末端基因序列(TF-ct,约350 bp)以及gene17至T7基因组右侧末端基因序列(约4 000 bp)。以回收的TF-ct片段为模板,进行易错PCR扩增,将随机突变的TF-ct基因片段连接T载体,构建质粒文库。从质粒文库中用SfiⅠ/SphⅠ双酶切出TF-ct片段,并与SfiⅠ位点左侧基因组片段、gp17右侧基因组片段进行连接,利用包装蛋白拯救出T7噬菌体尾丝蛋白随机进化文库。结果易错PCR成功扩增TF-ct基因片段,并连接T载体构建质粒文库;同时随机突变的基因正确插入T7噬菌体基因组相应位置,成功拯救出尾丝蛋白定向进化T7噬菌体文库。从噬菌体文库中随机挑选15个克隆进行序列分析,目的基因的突变率在1.23%~2.16%;尾丝蛋白loop区域的氨基酸突变改变了T7噬菌体吸附宿主的能力。本研究成功构建T7噬菌体尾丝蛋白随机进化文库,验证了loop区域在T7噬菌体识别宿主过程的作用,为后续筛选有益噬菌体开发抗菌产品提供支撑。     

非洲猪瘟病毒K205R蛋白特异性纳米抗体的筛选与鉴定

【目的】利用噬菌体展示技术筛选非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV)K205R蛋白的特异性纳米抗体。【方法】将原核表达、纯化的ASFV K205R蛋白免疫双峰驼，采集全血，分离外周血淋巴细胞，提取总RNA并反转录，巢式PCR扩增VHH基因，构建VHH噬菌体文库，利用噬菌体展示技术筛选K205R特异性纳米抗体。【结果】成功构建库容量为5×10⁸的VHH噬菌体文库，然后利用噬菌体展示技术经过3轮淘选，特异性VHH噬菌体得到明显富集，氨基酸序列比对显示共筛选出5株K205R蛋白的特异性纳米抗体，分别为ASFV-K205R-Nb1、ASFV-K205R-Nb14、ASFV-K205R-Nb35、ASFV-K205R-Nb64和ASFV-K205R-Nb82。【结论】筛选的5株纳米抗体均具有良好的特异性，其中ASFV-K205R-Nb1、ASFV-K205R-Nb35和ASFV-K205R-Nb82具有更好的亲和力，为以纳米抗体作为灵敏探针建立的特异性强、灵敏度高、成本低的新型ASFV血清学诊断方法提供依据。     

转运真核表达盒的重组T7噬菌体构建

为了构建转运真核表达盒的重组T7噬菌体,并分别在体外、体内条件下检测其标签蛋白质EGFP的表达。以T7噬菌体基因组左侧578 bp处为插入位点,取上游400 bp和下游200 bp片段作为左右同源臂,并在其中插入表达EGFP基因的真核表达盒(EEB),构建同源重组质粒p UC-L-EEB-R。将该质粒载体转化T7噬菌体宿主细菌BL21,在噬菌体繁殖过程中完成同源重组,PCR筛选重组T7-EEB噬菌体。提取该重组噬菌体基因组转染Vero细胞后体外检测EGFP蛋白质表达,纯化的噬菌体免疫小鼠后体内检测EGFP蛋白质表达。结果显示,通过同源重组方法成功构建了携带真核表达盒的重组T7噬菌体,PCR检测和酶切鉴定均证明表达盒已正确插入。T7-EEB基因组转染真核细胞可见明显的EGFP蛋白质表达,免疫小鼠后活体荧光检测到EGFP蛋白质信号,在小鼠肝脏、脾脏组织中RT-PCR检测到EGFP基因的mRNA转录。表明同源重组方法可以用于构建重组T7噬菌体,噬菌体能够转运真核表达盒并实现蛋白质表达。     

MS2噬菌体介导展示猪繁殖与呼吸综合征病毒线性表位的嵌合纳米颗粒制备及免疫原性

【目的】以MS2噬菌体外壳蛋白为载体,构建展示猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白上线性表位的嵌合纳米颗粒,并研究其免疫原性,为猪繁殖与呼吸综合征病毒或其他病毒表位展示提供新的方法和思路。【方法】利用重叠延伸PCR将GP5上优势线性表位基因序列插入到MS2噬菌体外壳蛋白基因上,构建重组载体,通过原核表达系统表达嵌合蛋白,目的蛋白经过硫酸铵沉淀和凝胶过滤层析纯化,用动态光散射和电镜对嵌合蛋白进行物理表征,通过蛋白印迹和动物免疫试验研究表位嵌合颗粒的免疫原性。【结果】成功将线性表位基因插入MS2噬菌体外壳蛋白基因,嵌合蛋白在原核表达系统中以水溶性表达,目的蛋白经过纯化,纯度达85%以上。嵌合蛋白在体外自组装形成了均一的、直径为25～31 nm的嵌合表位纳米颗粒,该嵌合颗粒免疫动物后,产生可以和灭活病毒反应的高水平抗体,具有良好的免疫原性。【结论】MS2噬菌体外壳蛋白可以耐受9个外源多肽(猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5上线性表位)的插入,在体外自组装形成嵌合病毒样颗粒。该颗粒将外源多肽高密度展示在表面,免疫动物可产生针对该表位的抗体。该技术可为猪繁殖与呼吸综合征病毒其他表位或更长串联表位的展示奠定基础。     

表面展示RGD模体重组噬菌体的构建和鉴定

将RGD多肽编码序列克隆至辅助噬菌体M13KO7 PⅢ基因中,获得重组载体M13KO7-RGD,包装噬菌粒pAAV-GFP后获得重组噬菌体颗粒,通过透射电子显微镜观察形态,Western-blot鉴定PⅢ-RGD融合序列的表达。将其转导不同哺乳动物细胞,荧光显微镜观察报告基因的表达。结果表明:成功获得展示RGD模体的重组噬菌体颗粒,且具有典型丝状噬菌体形态特征,转导不同细胞系后有绿色荧光蛋白表达,提示该重组噬菌体能够导入哺乳动物细胞,为动物基因工程疫苗载体的研发提供新的思路。     

噬菌体展示纳米抗体模拟黄曲霉毒素抗原的活性表征

【目的】笔者实验室前期免疫并构建噬菌体展示纳米抗体库,应用此抗体库筛选、制备可以用作黄曲霉毒素无毒替代抗原的纳米抗体。本研究旨在探明已筛选出的噬菌体展示纳米抗体Phage 2-5用作黄曲霉毒素替代抗原的活性,为后续纳米抗体的合成以及黄曲霉毒素绿色免疫分析方法的建立奠定基础。【方法】前期,笔者实验室对羊驼免疫黄曲霉毒素抗原（AFB1-BSA）,经过5次免疫后,取血,提取RNA,反转录为cDNA,并采用PCR技术对抗体可变区VHH区域进行扩增,与载体pComb3X偶联,构建噬菌体展示纳米抗体库;经过吸附-洗脱的淘选过程筛选出能够与黄曲霉毒素竞争结合抗黄曲霉毒素单克隆抗体1C11的噬菌体展示纳米抗体Phage 2-5。本研究通过将抗黄曲霉毒素单克隆抗体1C11固定在酶标板上,以噬菌体展示纳米抗体Phage2-5作为竞争抗原,与反应体系中的游离黄曲霉毒素竞争结合抗体,构建酶联免疫分析（ELISA）体系,检测游离黄曲霉毒素含量,并分别对该方法的灵敏度、交叉反应率、缓冲液和样品基质对反应体系的影响进行测定。【结果】采用棋盘法确定了抗体最佳包被浓度为1.25 mg·mL-1,噬菌体最佳使用浓度为5´1011 pfu/mL。在最优条件下建立基于噬菌体展示纳米抗体Phage2-5的ELISA法,对黄曲霉毒素B1的IC50值为0.054 ng·mL-1,对黄曲霉毒素B2、G1、G2、M1的交叉反应率分别为38.6%、70.1%、14.5%、14.6%;反应最高耐受甲醇浓度为20%;当pH值为7.0时,反应灵敏度最高,升高或降低pH对反应灵敏度均有影响;盐离子浓度对反应灵敏度影响不大,反应体系在5´PBS的环境下仍能保持较高活性,但纯水溶液不利于反应的进行;因此,该反应的最佳反应缓冲液是pH值为7.0的0.01 mol·L-1 磷酸盐缓冲液（PBS）,花生、大米、玉米基质对反应体系无显著影响。【结论】噬菌体展示纳米抗体Phage2-5具备良好的模拟黄曲霉毒素抗原的生物活性,用作替代抗原建立的免疫分析方法灵敏度高、甲醇耐受能力强,并且样品基质效应不明显,具有进一步研制黄曲霉毒素模拟抗原的前景。     

PK15细胞cDNAT7噬菌体展示文库的构建及鉴定

【目的】构建PK15细胞cDNAT7噬菌体展示文库,为研究猪源病毒与宿主细胞的相互作用奠定基础。【方法】分离纯化PK15细胞mRNA,先后合成第一链和第二链cDNA,经平末端修饰后,定向导入EcoR Ⅰ和HindⅢ接头,再由EcoRⅠ和HindⅢ双酶切消化,与噬菌体载体臂相连,然后用噬菌体包装抽提物进行体外包装,形成初级cDNAT7噬菌体展示文库,并通过滴度测定和PCR鉴定文库质量。【结果】经噬斑试验鉴定,初级文库滴度为2．0×10^5PFU／mL,扩增后滴度达6．0×10^10PFU／mL。PCR鉴定结果显示,文库的重组率为95．83％,且插入片段主要分布于500-2000bp,其中500～750bp的占21．73％,750～100bp的占21．73％,1000-2000bp的占39．13％。随机挑选20个克隆进行测序,发现均为猪源序列。【结论】构建的PK15细胞cDNAT7噬菌体展示文库具备较高库容量和重组率,质量良好,符合后续文库筛选的要求,可用于研究猪源病毒蛋白与PK15细胞的相互作用。     

白色青年羊驼皮肤的基因表达分析

 【目的】研究羊驼皮肤功能发生的规律和机理以及发现新的功能基因。【方法】用SMART技术构建白色青年羊驼皮肤cDNA文库,随机挑取13 800个克隆进行规模测序。预处理后,获取高质量的表达序列。用CAP3对高质量序列进行拼接;BLAST对拼接序列进行同源比较,以注释功能;CLUSTER对已知序列进行聚类;根据标准基因词汇体系,并结合人组织基因表达谱分类标准,对具有注释信息的基因聚类进行分类,构建羊驼皮肤的基因表达谱。【结果】cDNA文库库容量达106PFU,从中获得高质量序列7 286条（在GenBank中命名为ASCD）。拼接成5 837条一致性序列,包括446条重叠群和5 391条单一序列。1 732条无相应注释,被认为是新基因。聚类成4 968个单基因簇（Unigene）。该基因表达谱最显著的特点是代表基本转录和翻译系统以及细胞骨架结构的转录本的表达丰度处于最高水平,原胶原I型（Procollagen typeI）等单个基因表达丰度处于较高水平。此外,还发现可能与羊驼毛质量、生长和毛色相关的基因。【结论】首次构建了羊驼皮肤cDNA文库和基因表达谱;获取的大量基因信息反映了青年期白色羊驼皮肤的生理特性和功能;该文库的构建是有效地发现新基因的理想资源。     

灰红链霉菌AL7基因组文库及异源表达文库的构建

灰红链霉菌AL7对多种植物病原真菌和细菌都具有明显的抑菌活性。本研究在通用的大肠杆菌克隆宿主基础上,构建获得Dcm甲基化缺陷菌株,再引入接合转移辅助质粒pUZ8002得到菌株LP3。以LP3为宿主构建灰红链霉菌AL7的基因组粘粒文库,平均插入片段大小40kb。用高通量接合转移的方法将文库转到变铅青链霉菌TK24中,得到了异源表达文库,并从表达文库中初筛获得一些表型特异的克隆,如光秃表型、产素提前表型、产孢提前表型等。     

安氏隐孢子虫肌动蛋白部分编码基因真核表达载体的构建(英文)

[目的]将安氏隐孢子虫肌动蛋白基因进行克隆和在Hela细胞中真核表达。[方法]根据筛选安氏隐孢子虫T7噬菌体展示文库获得的肌动蛋白(CA42)部分编码基因序列设计特异性引物,扩增目的基因CA42,构建重组真核表达载体pVAX1-CA42,将其转化入Hela细胞,用间接免疫荧光、SDS-PAGE、Western blotting检测CA42蛋白在转染细胞中的表达情况。[结果]重组质粒能在Hela细胞中表达,且表达产物具有反应原性。[结论]成功克隆并表达了安氏隐孢子虫肌动蛋白基因,并在Hela细胞中能够稳定表达。     

安氏隐孢子虫肌动蛋白部分编码基因真核表达载体的构建

[目的]将安氏隐孢子虫肌动蛋白基因进行克隆并在Hela细胞中真核表达。[方法]根据筛选安氏隐孢子虫T7噬菌体展示文库获得的肌动蛋白(CA42)部分编码基因序列设计特异性引物,扩增目的基因CA42,构建重组真核表达载体pVAX1-CA42,将其转化入He-la细胞,用间接免疫荧光、SDS-PAGE、Western blotting检测CA42蛋白在转染细胞中的表达情况。[结果]重组质粒能在Hela细胞中表达,且表达产物具有反应原性。[结论]成功克隆并表达了安氏隐孢子虫肌动蛋白基因,并在Hela细胞中能够稳定表达。     

抗红斑丹毒丝菌的rSpaA蛋白猪源单链抗体库构建及单链抗体淘选

从免疫过rSpaA的猪的脾淋巴细胞中提取总RNA,采用RT–PCR技术反转录合成cDNA。设计兼并引物扩增抗体重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)基因片段,采用重叠延伸PCR方法,将VH和VL通过Linker连接成重组单链抗体(以下简写为sc Fv)的基因片段。将sc Fv的基因连接至噬菌粒载体p Comb3Xss,将重组载体电转化至宿主菌XL1-Blue,并经辅助噬菌体M13KO7拯救,获得猪源噬菌体单链抗体库,库容约为2.5×106。以rSpaA为靶抗原,经免疫亲和筛选,获得8株特异性较好的阳性克隆。本研究结果可为制备抗红斑丹毒丝菌的重组sc Fv提供新途径,并为猪丹毒的免疫检测和综合防制提供材料基础。     

人/猴免疫缺陷病毒SHIV衣壳蛋白p27的表达纯化及活性鉴定

利用PCR技术从质粒SHIV89.6P中扩增p27gag基因,并克隆入pMD18-T载体,测序鉴定;将p27gag基因插入表达载体pET32aT7启动子下游,构成重组质粒pET32a-p27并使其在大肠杆菌BL21中高效表达,最后利用固定化金属离子(Ni2+)配体亲和层析技术从表达蛋白中纯化目的蛋白,Western Blot检测活性。结果显示,融合蛋白p27经SDS-PAGE电泳观察可见45ku的明显条带,与预期分子质量大小一致且多以可溶形式表达,目的蛋白占菌体总蛋白的36.8%;经镍柱纯化,获得目的蛋白p27纯度可达98%;经Western Blot试验检测,证明此融合蛋白p27能与SHIV阳性血清发生特异性反应,具有较好的抗原活性。该研究为进一步开发早期诊断试剂盒和基因工程疫苗奠定了初步基础。     

鸡胚成纤维细胞cDNA T7噬菌体表达文库的构建和鉴定

构建鸡胚成纤维细胞(CEF)T7噬菌体表达型cDNA文库,为筛选和研究CEF上病毒受体分子奠定基础。提取纯化CEF的mRNA,反转录合成双链cDNA,补平末端,连接EcoRⅠ/HindⅢ接头,双酶切,凝胶过滤层析除去小于400bp的cDNA片段,合成双链cDNA定向与T7噬菌体左右臂连接,体外包装后建成cDNA表达文库。测定文库大小、重组率,并以PCR鉴定cDNA插入片段的大小。结果表明,构建的cDNA文库滴度为2.2×107pfu/mL、扩增后滴度为3.5×1010pfu/mL,重组效率达98%、插入片段多在0.4～3kb之间,平均插入片段长约1.3kb。表明所建文库具有很高的质量,从而为筛选目的cDNA克隆奠定了基础。