鸭β-防御素2基因的克隆、表达和表达产物的生物学特性分析

 【目的】从鸭组织中克隆鸭β-防御素（AvBD）2基因,在大肠杆菌中高效表达,检测重组鸭AvBD2蛋白的生物学特性。【方法】应用RT-PCR技术从鸭胰腺组织中扩增鸭AvBD2基因,根据已发现的禽β-防御素和部分哺乳类动物β-防御素-2的氨基酸序列构建系统进化树,将该基因克隆到大肠杆菌原核表达载体pGEX-6p-1上进行原核表达,对该重组蛋白进行纯化,测定体外抗菌活性与理化特性。【结果】鸭胰腺组织中克隆出鸭AvBD2基因的cDNA大小为195 bp,编码64个氨基酸。同源性分析表明,鸭AvBD2与其它物种AvBD2同源性较高。凝胶电泳结果显示重组鸭AvBD2蛋白在原核高效表达（分子量约为32 kD）,对多杀性巴氏杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌有较高抗菌活性,对大肠杆菌与猪霍乱沙门氏菌的抗菌活性较弱。重组鸭AvBD2蛋白对上述细菌的最小抑菌浓度为15.25～125 μg?ml-1,对猪霍乱沙门氏菌最小抑菌浓度大于400 μg?ml-1。重组鸭AvBD2蛋白在-20～100℃或pH 3～12条件下处理30 min后仍有抗金黄色葡萄球菌作用。【结论】克隆并表达了鸭AvBD2基因,表达产物具有抗菌活性,对温度和酸碱度有较高的稳定性。     

鸭β-防御素16的分离、鉴定及其抗病毒机制

 【研究目的】旨在克隆与表达鸭β-防御素16（AvBD16）基因及测定其生物学特性,监测了鸭肝炎病毒感染后麻鸭不同组织AvBD16与TLR-7的动态变化。【方法】采用RT-PCR方法,从鸭骨髓组织中扩增到鸭AvBD16,并将该基因克隆到原核表达载体pGEX-6p-1 上进行原核表达,对其重组和合成蛋白进行生物学活性测定。采用荧光定量PCR方法,分别检测了鸭肝炎病毒对鸭AvBD16和TLR-7在不同组织中表达量的影响。【结果】鸭AvBD16 cDNA 大小为155bp,编码50个氨基酸残基,与鸡AvBD3氨基酸同源性最高,为62%。重组和合成鸭AvBD16蛋白对12种细菌均有不同程度的抑制作用,高盐浓度对其抗菌活性有一定影响,且溶血活性极低。重组AvBD16蛋白具有体外抗病毒活性。经鸭肝炎病毒诱导后,鸭AvBD16在肝脏及其他组织中被诱导表达或表达量显著上调,且与TLR7的表达量呈正相关。【结论】成功克隆并表达了鸭AvBD16基因,重组和合成AvBD16蛋白具有广谱的抗菌活性且不具有溶血特性。重组AvBD16蛋白具有抗鸭肝炎病毒的活性,体内抗病毒作用可能受TLR-7通路调节。     

鹅β-防御素10基因的分离、鉴定与表达

【目的】从鹅的组织中克隆鹅β-防御素10（avian β-defensin 10,AvBD10）基因,通过大肠杆菌进行原核表达,检测重组鹅AvBD10蛋白的生物学特性。【方法】采用RT-PCR方法,从鹅的肾脏组织中扩增鹅AvBD10基因。根据已发现的禽β-防御素和部分哺乳类动物β-防御素的氨基酸序列构建系统进化树,进行遗传进化分析;并应用荧光定量的方法对该基因的组织表达水平进行鉴定。将该基因克隆到原核表达载体pGEX-6p-1 上进行原核表达,并对该重组蛋白进行纯化,测定体外生物学活性。【结果】从鹅肾脏组织中克隆出了鹅AvBD10基因,该基因的cDNA大小为207 bp,编码68个氨基酸。经遗传进化分析表明,该基因推导的氨基酸序列与鸭AvBD10的同源性最高,达92.7%。通过对重组蛋白抗菌活性的检测发现,该蛋白对12种致病性细菌均具有较强抑菌作用,但在高盐离子浓度下活性减弱。并且重组蛋白不具有溶血的特性。【结论】成功克隆并表达了鹅AvBD10基因,原核表达产物具有广谱的抗菌活性且不具有溶血特性。     

牦牛源多杀性巴氏杆菌ompH基因原核表达及抗原性鉴定

【目的】克隆、表达牦牛源多杀性巴氏杆菌(Pm)外膜蛋白基因H(ompH)并鉴定其抗原性。【方法】扩增牦牛源多杀性巴氏杆菌去信号肽的ompH基因,构建原核表达载体pET28a-ompH,转化大肠杆菌BL21(DE3)并诱导表达,通过SDS-PAGE鉴定表达目的蛋白,利用Western blot检测该蛋白的抗原性。【结果】成功克隆、构建了牦牛源多杀性巴氏杆菌去信号肽的pET28a-ompH原核表达载体。诱导表达蛋白约38 kDa,Western blot检测重组蛋白具有良好的抗原性。【结论】ompH基因的成功表达为重组OmpH蛋白的血清学检测方法的建立、多克隆抗体的制备及疫苗的研制奠定了基础。     

重组鸡β-防御素12蛋白的原核表达及其生物学特性分析

为探讨鸡β-防御素12（AvBD12）的生物学特性,试验采用RT-PCR方法从鸡脾脏组织中扩增到鸡AvBD12基因,其cDNA大小为198 bp,编码65个氨基酸。将该基因亚克隆到大肠杆菌原核表达载体pProex HTa上,进行原核表达。Tricine-SDS-PAGE电泳表明,重组鸡AvBD12融合蛋白分子质量约为14 ku。对该重组蛋白进行纯化与体外抗菌活性的测定,结果显示,纯化后的重组鸡AvBD12融合蛋白对金黄色葡萄球菌和兔波氏杆菌有较高抗菌活性,对猪霍乱沙门氏菌和乳酸菌的抗菌活性较弱。高盐浓度对其抗菌活性有显著影响。该重组蛋白对鸡红细胞无显著溶血活性。荧光定量PCR结果表明,AvBD12基因在所测定的15个鸡组织器官中均有表达。     

牦牛β-防御素5基因的原核表达及表达产物的抑菌活性

【目的】克隆与表达牦牛β-防御素5(BNBD5)基因,检测其重组蛋白的体外抗菌活性。【方法】采用RT-PCR方法从牦牛肺组织中扩增BNBD5基因成熟肽编码区,根据已发现的哺乳动物β-防御素5和部分禽β-防御素5的序列构建遗传进化树。将BNBD5基因亚克隆到原核表达载体pET-32a(+)的BamHⅠ和XhoⅠ双酶切位点上,构建重组表达质粒pET32a-BNBD5。将重组表达质粒转化大肠杆菌BL21,用IPTG于37℃进行诱导表达,SDSPAGE检测融合蛋白的表达情况,并对该重组蛋白进行纯化,测定其体外抑菌活性。【结果】克隆得到了BNBD5基因成熟肽编码片段,其长度为138bp,编码45个氨基酸残基,内含6个位置保守的半胱氨酸残基。经遗传进化分析发现,该基因序列与黄牛的mRNA同源性最高,可达到86.2%。经IPTG诱导,获得了分子质量为25ku的牦牛β防御素-5成熟肽融合蛋白。琼脂糖扩散结果表明,0.08mg/mL的纯化蛋白对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌均有抗菌作用。【结论】牦牛BNBD5成熟肽在大肠杆菌中得到了成功表达,其产物对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)均有抗性。     

慢病毒介导稳定表达禽β-防御素9的 DF-1细胞系的建立及初步应用

【目的】为建立能够稳定表达禽β-防御素9(AvBD9)的DF-1细胞系,并检测其表达产物对耐药大肠杆菌的抗菌活性。【方法】将AvBD9基因克隆至慢病毒载体pLOV-eGFP中,将重组质粒与psPAX2和pMD2.G共转染293T细胞,包装成含AvBD9基因的重组慢病毒,并将其感染DF-1细胞,通过嘌呤霉素筛选和纯化,获得稳定表达AvBD9蛋白的DF-1细胞系。利用RT-PCR和Western blot验证AvBD9基因在DF-1中的转录和表达;将细胞培养上清液与耐药大肠杆菌混合培养,检测其抗菌效果,并用扫描电镜观察其对菌体的损伤情况。【结果】筛选出了稳定表达AvBD9的DF-1细胞系,且AvBD9在转录水平和蛋白水平均有表达;细胞培养上清使耐药大肠杆菌的存活率低于55%,电镜观察显示菌体皱缩,损伤严重。【结论】成功建立能够稳定表达AvBD9的DF-1细胞系,为抗生素替代品的生产制备提供了借鉴思路,为进一步开展AvBD9的抗菌研究提供依据。     

兔出血症病毒VPg蛋白的原核表达及抗体制备

【目的】构建重组兔出血症病毒(Rabbit hemorrhagic disease virus,RHDV)VPg(Viral Protein Ge-nome-Linked,VPg)蛋白基因的原核表达质粒,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达和纯化VPg蛋白,制备多克隆抗体,并检测抗体的基本特性。【方法】用PCR方法扩增RHDVVPg基因,将其克隆至原核表达载体pET-30a(+)中,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,用IPTG诱导,使之重组表达VPg蛋白,并用镍柱亲和层析法纯化重组蛋白。PCR扩增获得了345bp的VPg基因,用纯化的重组VPg蛋白免疫试验兔,制备抗VPg的多克隆抗体,用Western blot检测其特异性。【结果】构建了pET-30a/VPg原核表达质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株后,成功表达了VPg蛋白。用该蛋白免疫试验兔后,制备的多克隆抗体能与VPg蛋白特异性反应。【结论】成功表达了RHDV VPg蛋白,并制备了特异性良好的多克隆抗体。     

兔源多杀性巴氏杆菌C51-17株ompA基因表达与免疫原性鉴定

[目的]研究兔源多杀性巴氏杆菌C51-17株ompA基因表达与蛋白免疫原性鉴定.[方法]根据GenBank公布的多杀性巴氏杆菌序列AE004439设计引物,经PCR扩增出兔源多杀性巴氏杆菌外膜蛋白ompA基因,开放阅读框包含l 062 bp碱基,插入到pGEX-6p-1质粒,构建成功重组表达载体pGEX-dompA,转入大肠杆菌BL21,经IPTG诱导高效表达出多杀性巴氏杆菌成熟重组外膜蛋白ompA.[结果]表达产物经SDS-PAGE分析,重组多杀性巴氏杆菌外膜蛋白ompA分子量在63 ku,Western blot分析显示,重组蛋白能与兔抗多杀性巴氏杆菌高免血清呈现免疫反应,表明表达的重组蛋白具有较好的免疫活性.[结论]获得的重组蛋白为家兔多杀性巴氏杆菌病诊断试剂盒和疫苗的进一步研究奠定基础.     

鸡白痢沙门氏菌invA基因的克隆与原核表达

【目的】克隆鸡白痢沙门氏菌侵袭蛋白A(invA)基因并进行原核表达,分析重组蛋白invA的抗原性,为沙门氏菌快速诊断试纸条和新型表位疫苗的研发提供理论依据。【方法】以鸡白痢沙门氏菌野毒株为供试菌,克隆其invA基因,对invA基因编码的蛋白进行生物信息学分析。将invA基因克隆到pET-30a原核表达载体上,构建原核重组表达质粒pET-30a-invA,将其转化到大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,对表达产物进行SDS-PAGE和Western-blot分析,检测其目的蛋白的表达情况和免疫反应特性。【结果】成功获得了1 143bp的完整的invA基因,编码381个氨基酸。生物信息学分析结果表明,invA基因编码的蛋白有17个抗原决定簇,其跨膜区域明显,92-105位氨基酸为low complexity典型结构域。构建获得了原核重组表达质粒pET-30a-invA,在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了约51ku的invA融合蛋白;Western-blot检测结果显示,该融合蛋白具有良好的免疫反应性。【结论】成功克隆出了1 143bp大小invA基因,明确了其编码蛋白的生物信息,其诱导表达后获得免疫反应性良好的重组蛋白。     

鸭leptin基因在大肠杆菌中的融合表达及生物学活性分析

 【目的】研究鸭leptin在体外高效表达特点，探讨表达产物的生物学活性及其功能。【方法】构建重组鸭leptin基因原核表达菌株，重组菌株经不同浓度IPTG和不同时间诱导后，对表达蛋白进行提取、纯化、复性和浓缩，经注射昆明小鼠后，对小鼠的体重﹑采食量和体脂含量进行分析。【结果】鸭leptin在大肠杆菌中实现了高效特异性融合表达，融合蛋白分子量约为20 kD，其中16 kD为鸭leptin基因表达产物，目的蛋白在0.2 mmol•L-1 IPTG的诱导下，表达量最高约占菌体总蛋白的57%。重组蛋白纯化﹑复性﹑浓缩后，能够明显降低小鼠摄食量、体重和体脂含量。【结论】鸭leptin基因在大肠杆菌中进行了高效融合表达，表达产物具有明显的生物学活性。     

绿盲蝽水溶性海藻糖酶ALTre-1基因原核表达、 纯化与酶学特性

【目的】在前期克隆了绿盲蝽水溶性海藻糖酶（ALTre-1）基因的基础上,以获得具有酶活性的重组蛋白,明确酶促反应的最佳pH值及最适温度,为绿盲蝽海藻糖酶分子调控机制及其抑制剂的应用研究奠定基础。【方法】将含有绿盲蝽ALTre-1基因的T载体经Nde I和Not I双酶切,构建ALTre-1基因原核表达载体（pET28a-ALTre-1）,表达载体经诱导表达和蛋白纯化,获得ALTre-1功能区纯化蛋白。在蛋白浓度为0.3 mg•mL-1的条件下,以海藻糖为底物,对纯化得到的重组Tre-1蛋白进行活性检测,确定其酶促反应的最佳pH值和最佳温度。【结果】ALTre-1基因在大肠杆菌中BL21中能够高效表达,纯化获得的重组蛋白在试验条件下有较高的海藻糖酶水解活性（（184.83±13.39）nmol•μg-1•min-1）。重组ALTre-1蛋白活性最适pH值为7.0（酶活性为（202.04±13.76）nmol•μg-1•min-1）,表明重组ALTre-1蛋白是1个在中性环境中具有最佳活性的海藻糖酶,同时重组ALTre-1蛋白酶活性最适温度为55℃（酶活性为（228.59±4.62）nmol•μg-1•min-1）。【结论】本研究克隆得到了ALTre-1全长基因,获得了具有海藻糖酶活的重组蛋白,该重组蛋白在pH 7.0、温度55℃条件下酶活性最高。     

家蚕类胰岛素相关肽结合蛋白2（BmIBP2） 的原核表达与组织特异性分析

[目的]从体外表达家蚕中新发现的1个免疫球蛋白超家族成员一类胰岛素相关肽结合蛋白2(BmIBP2),并制备其多克隆抗体,为进一步深入研究BmIBP2的生物学功能奠定基础.[方法]以家蚕中肠的总cDNA为模板,利用普通PCR方法,扩增出BmIBP2基因的成熟肽序列;通过构建重组表达质粒pET-28a-BmIBP2对BmIBP2的成熟肽进行重组表达;制备多克隆抗体,通过免疫共沉淀的方法研究BmIBP2蛋白的组织特异性.[结果] SDS-PAGE电泳分析表达产物发现,重组蛋白rBmIBP2主要以包涵体的形式表达,目的蛋白大小约为30 kD;以免抗His-tag抗体为一抗进行Western blot检测,结果表明rBmIBP2具有良好的免疫反应性;用镍离子亲和层析的方法可获得纯化的rBmIBP2,以纯化的rBmIBP2为抗原免疫新西兰白兔制备多克隆抗体,Western blot结果显示家蚕的中肠组织匀浆液中有1条约28 kD大小的条带,大小与BmIBP2成熟肽的蛋白分子量基本一致,而脂肪体、血淋巴、丝腺、精巢及卵巢的组织匀浆液中没有检测到特异反应条带.[结论]成功地实现了BmIBP2在大肠杆菌中的表达和纯化,并获得其多克隆抗体,Western blot结果证明BmIBP2被正确表达,并明确了该蛋白只在家蚕中肠表达的组织特异性.     

普通烟草铁氧还蛋白I的原核表达、抗体制备及在ToMV侵染烟草体内表达分析

 【目的】构建普通烟草铁氧还蛋白I(ferredoxin I,Fdn-I)原核表达载体,表达可溶性Fdn-I蛋白,并制备其多克隆抗体,分析Fdn-I在ToMV侵染烟草叶片内的表达情况。【方法】以Fdn-I全长cDNA为模板,用PCR扩增Fdn-I,克隆至原核表达载体pEGX-6p-1,构建Fdn-I与GST融合表达载体pEGX-Fdn-I,重组质粒转化原核表达菌株BL21,优化GST-Fdn-I可溶性表达条件后大量表达蛋白,用GST亲和层析法纯化获得可溶性GST-Fdn-I蛋白,免疫家兔制备多克隆抗体。ELISA测定抗体效价,Western印迹法检测抗体的特异性和ToMV侵染前后烟草叶片内Fdn-I的表达情况。【结果】在温度为28℃,IPTG诱导浓度为0.3 mmol?L-1条件下表达出大小为41.3 kD的可溶性融合蛋白。纯化获得约4 mg可溶性蛋白,免疫家兔制备了效价为1/6 400的多克隆抗体。Western印迹结果表明,该抗体可以与Fdn-I的原核和酵母表达产物特异性结合。分析表明Fdn-I在ToMV侵染后烟草叶片内含量明显低于其在健康烟草叶片内的含量。【结论】通过Fdn-I大肠杆菌中的可溶性表达,制备获得了其高效价特异性多克隆抗体,利用该抗体检测表明ToMV侵染烟草降低了Fdn-I的表达。     

原核表达番鸭呼肠孤病毒σC与σB蛋白对雏番鸭的免疫保护

【目的】探讨原核表达的番鸭呼肠孤病毒（DRV）外壳蛋白σC与σB对于雏番鸭的免疫保护作用,为研制有效的DRV亚单位疫苗提供理论基础。【方法】对pET-30a-S3/BL21重组菌与pET-30a-S4 ORF2/BL21重组菌进行稳定性检验,表达的重组蛋白进行纯化和复性后,进行油乳剂制备,50只1日龄雏番鸭随机平均分为5组,即DRV σB蛋白免疫组、DRV σC蛋白免疫组、DRV σB + σC蛋白免疫组及PBS对照组和攻毒对照组,免疫组皮下接种剂量为500 μg/只,7日龄时进行二次免疫,14日龄时进行攻毒试验,ELISA和琼扩（AGP）检测抗体水平并计算保护指数。【结果】重组菌具有良好的稳定性,各免疫组的雏番鸭均在第2次免疫后7 d产生了一定效价的抗体,其中DRV σB + σC蛋白免疫组和DRV σC蛋白免疫组的雏番鸭血清抗体ELISA效价均为1﹕200,高于DRV σB蛋白免疫组的1﹕100。攻毒保护试验结果表明,联合免疫的保护指数最高,可达70,重组DRV σC保护指数次之,为60,重组DRV σB蛋白保护指数最低,仅为40。【结论】使用原核表达的DRV外壳蛋白σC与σB制备油乳剂,联合免疫可诱导雏番鸭快速产生一定效价的抗体,并提供良好的免疫保护力。     

欧李八氢番茄红素合成酶cDNA克隆、序列分析及在大肠杆菌中的功能表达

 【目的】克隆、分析欧李[Cerasus humilis（Bge）Sok]八氢番茄红素合成酶（phytoene synthase，PSY）基因，并利用大肠杆菌异源表达体系验证其功能。【方法】以欧李果实中分离的总RNA为模板，通过RT-PCR扩增到PSY cDNA中间片段，再利用RACE技术获得该基因cDNA全长并分析其序列；然后利用PCR技术获得欧李PSY cDNA编码区全长，将其克隆到原核表达载体pET-28a(+)，获得重组质粒pET-ChPSY，转化大肠杆菌BL21（DE3）诱导表达，并利用工程菌株验证融合蛋白6×His-PSY的催化活性。【结果】欧李PSY cDNA全长1 559 bp，最大开放读码框为1 194 bp，可编码398个氨基酸，命名为ChPSY。核酸序列及其推导的氨基酸序列与已知其它植物PSY核酸、氨基酸序列之间的相似性分别在70%和65%以上，并且发现欧李PSY的N末端存在1—55个氨基酸残基组成的转运肽信号序列，在37—58和219—240氨基酸区域包含2个跨膜结构域。SDS-PAGE分析表明，原核表达获得了具有较高表达水平的融合蛋白6×His-PSY，相对分子量约为45.8 kD。通过大肠杆菌异源表达证实ChPSY可编码一个功能蛋白，促进工程菌株中β-胡萝卜素含量增加。【结论】该研究成功地克隆了欧李PSY cDNA全长并在大肠杆菌中功能表达，为进一步研究该酶蛋白特性和欧李果实类胡萝卜素的合成机制奠定了基础。     

短枝型苹果MdRGL基因的克隆及原核表达分析

【目的】克隆短枝型苹果（Malus domestica Borkh.）的MdRGL基因,并对其进行生物信息学分析,构建该基因的原核表达载体,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白,为明确短枝型苹果MdRGL基因与短枝芽变特性之间的关系奠定基础。【方法】采用同源克隆法,以短枝型苹果叶片总RNA为模板,通过RT-PCR获得短枝型苹果MdRGL的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定。将克隆到的短枝型苹果MdRGL克隆到表达载体pGEX-4T-1上,构建融合表达载体pGEX-4T-MdRGL,转化到大肠杆菌BL21（DE3）并诱导表达。【结果】从短枝型苹果中克隆到5条MdRGL基因：MdRGL1a/b、MdRGL2a/b和MdRGL3b。序列分析表明,除MdRGL3b外,另外4条序列都具有DELLA和VHYNP结构域。利用所构建的原核表达载体,经IPTG诱导和SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期蛋白大小一致。【结论】短枝型苹果中DELLA蛋白的克隆和原核表达的成功,为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定了试验基础。