鼠伤寒沙门氏菌鞭毛蛋白的原核表达及纯化

本试验旨在表达并纯化鞭毛蛋白,为研究并获得高效蛋白佐剂奠定基础。用PCR扩增鼠伤寒沙门氏菌鞭毛蛋白基因fljB、fljB’和fliC,将扩增产物克隆至pMD19-T Simple Vector上,构建了克隆质粒pMD19-fljB、pMD19-fljB’和pMD19-fliC。克隆质粒经双酶切后将片段克隆至pET-30a中,构建原核表达质粒pET30a-fljB、pET30a-fljB’fliC和pET30a-fliC。经PCR、酶切及测序鉴定后将阳性表达质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,诱导表达后的菌体经超声处理取上清,用Ni柱进行纯化。Western blotting证实了表达的蛋白能与豚鼠抗鞭毛蛋白血清发生特异性反应。通过优化表达条件,鞭毛蛋白fljB、fliC和fljB’fliC均以可溶性表达,纯化得到的鞭毛蛋白为后续评价其佐剂效应奠定基础。     

细菌鞭毛蛋白作为佐剂的研究进展

细菌鞭毛蛋白作为Toll样受体5(TLR5)或NOD样受体C4(NLRC4)的配体,其结构决定了其既有抗原性又具有佐剂效应。将细菌鞭毛蛋白与外源抗原混合或融合表达,已获得多种有效的候选疫苗。细菌鞭毛蛋白佐剂效应主要是通过TLR5和NLRC4信号途径协同实现的。TLR5位于细胞表面,可触发炎性因子、趋化因子和Ⅰ型干扰素的分泌,启动天然免疫应答。NLRC4是细胞质中的模式识别受体,可识别细胞质中的多种配体并诱导相应免疫应答。另外,细菌鞭毛蛋白能募集T淋巴细胞和B淋巴细胞至次级淋巴器官,促进DCs和T淋巴细胞的活化。细菌鞭毛蛋白的可塑性将会使得以细菌鞭毛蛋白为基础的疫苗成为当前和未来研究的热点。     

伯氏疏螺旋体鞭毛基因的克隆及序列分析

根据已有的伯氏疏螺旋体鞭毛基因序列,设计两条特异性引物,PCR扩增该基因,并获得基因全长序列,大小为1 008 bp。采用生物信息学技术,对所获得的伯氏疏螺旋体鞭毛基因序列和拟编码的蛋白序列进行分析,发现其编码336个氨基酸,编码蛋白的理论分子量为35.7 ku,等电点为5.53,具有多个抗原表位序列,其中编码主要抗原位点的片段位于中央区段,该中央区段还具有伯氏疏螺旋体种的保守性。伯氏疏螺旋体鞭毛基因中央区段编码蛋白既是主要的抗原位点又具有保守性,理论上可作为莱姆病的诊断抗原。本文为莱姆病的实验室诊断奠定基础。     

分子佐剂鞭毛素对弓形虫SAG1蛋白抗体应答的影响

将沙门氏菌鞭毛素和弓形虫免疫优势表面抗原1(SAG1)融合表达,研究其在小鼠上激发的体液免疫应答.首先,采用PCR扩增SAG1片段.其次,将SAG1连接到原核表达载体pET-28a中构建表达质粒pET-28a-SAG1;连接到实验室已有的pET-28a鞭毛素质粒中构建表达质粒pET-28a-F-SAG1;质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3)菌株中并进行表达.将纯化后的蛋白免疫小鼠,每隔2周免疫一次,共免疫3次,第3次免疫后15 d取小鼠血清.最后,采用蛋白印迹检测蛋白的大小;用酶联免疫吸附方法检测血清中多克隆抗体的效价.结果表明,诱导出的SAG1蛋白大小为30 ku,F-SAG1大小为70 ku.酶联免疫吸附方法检测的D450 nm均为阴性对照的两倍,表明该多克隆抗体具有较高效价.可见,鞭毛素可以作为分子佐剂促进弓形虫亚单位疫苗的体液免疫应答.     

沙门氏菌鞭毛蛋白属共同抗原表位的定位

用淋巴细胞杂交瘤技术研制成４株沙门氏菌属特异单抗ＣＢ８，ｄｅ７，ｃｃ６，ＤＤ４，在免疫转印试验中，证实它们所识别的抗原表位位于鞭毛蛋白上，ＥＬＩＳＡ相加试验及竞争试验显示，ＣＢ８和ｃｃ６与ｄｅ７，ＤＤ４识别的抗原表位不同，表明鞭毛蛋白的属共同抗原具有多种表位的特性。用胰蛋白酶消化鞭毛蛋白，ＳＤＳ－ＰＡＧＥ结果出现两条新带，分子量分别为４２０００（Ｆ４２），２７０００（Ｆ２７），长时间消化，最终只剩下Ｆ２７条带，它可抵制该酶的消化。对该酶切样品的免疫转印结果表明，沙门氏菌鞭毛蛋白属共同抗原表位出现于Ｆ４２和Ｆ２７上，而相应的沙门氏菌分型Ｈ抗原单抗或因子血清识别的表位也在Ｆ４２和Ｆ２７上都得到了证实。这为沙门氏菌鞭毛蛋白抗原的多样性及结构和功能研究提供了证据。     

大肠杆菌Nissle 1917鞭毛蛋白部分高变区功能初步研究

初步研究大肠杆菌Nissle 1917（E. coli Nissle 1917,EcN）鞭毛蛋白（Flagellin, FliC）高变区的功能,为探讨其作为表面展示系统的可行性打下基础。以EcN无质粒克隆（EcN was cured of its 2 cryptic plasmids pMUT1 and pMUT2 resulting in EcNc）为实验菌株,分别构建2个鞭毛蛋白基因（fliC）高变区859-888位、829-858位的缺失突变株和回补菌株。分析突变区域对EcNc的生长性能、生化特性、运动性及抗原性等方面的影响。结果显示：EcNc、两个缺失株和回补株的生长特性无明显差异,且三者生化试验结果一致。缺失突变株在半固体培养基上不能运动,而回补株均恢复了原运动性;缺失突变株均不与H1单因子血清发生凝集,而互补菌株均能产生与EcNc一致的凝集反应。表明高变区的这两个区域尽管不影响菌株的生长性能和生化特性,但与EcN的运动性及抗原性密切相关。这为进一步探索EcN鞭毛展示技术的研究提供了一定的数据。     

非致病性大肠杆菌鞭毛蛋白对O型口蹄疫病毒的佐剂效果

【目的】口蹄疫(foot and mouth disease,FMD)的传染性强,传播广,给世界经济和社会发展带来巨大危害,目前疫苗接种仍是主要而有效的防控手段。以增强口蹄疫疫苗免疫效力为目的,基于国内外对鞭毛蛋白佐剂的深入了解与研究,对非致病性大肠杆菌鞭毛进行修饰,研究鞭毛蛋白(flagellin,F)以及有无LTMT佐剂不同重组鞭毛蛋白对口蹄疫病毒(foot and mouth disease virse,FMDV)的佐剂作用。【方法】通过体外表达获得pCold-F0、pCold-F0-LTMT、pCold-F0NC、pCold-F0NC-LTMT 4种不同重组鞭毛蛋白,用间接ELISA方法检测pCold-F0-LTMT和pCold-F0NC-LTMT蛋白的生物学活性,按照5μg/只小鼠蛋白量与FMDV灭活抗原混合制备疫苗,同时设置添加或者不添加ISA 206佐剂组,皮下接种Balb/c小鼠,共免疫2次,每次间隔2周。分别于免疫前和免疫后14、21、28、35和45 d采血并采集小鼠粪便,45 d后取小肠后段,采用阻断ELISA方法检测血清IgG抗体滴度,用间接ELISA方法检测小鼠粪便和肠洗液中特异的分泌性IgA(secretory IgA,SIgA)抗体滴度,以评估免疫效力。【结果】SDS-PAGE和Western blot分析表明,4种不同重组鞭毛蛋白成功表达。并用GM l-ELISA方法验证了pCold-F0-LTMT和pCold-F0NC-LTMT的生物学活性,融合蛋白F0-LTMT和F0NC-LTMT保留了与GM l结合能力。动物试验结果表明,疫苗经皮下注射接种后,单独口蹄疫抗原组没有产生明显的抗体水平,而鞭毛蛋白佐剂组比单独的口蹄疫抗原组,IgG滴度高,并且产生sIgA抗体滴度更早、更高。此外,LTMT与鞭毛蛋白协同作用能刺激小鼠机体产生更高的IgG和sIgA。在试验中,当鞭毛蛋白与ISA 206佐剂联合使用时,血清中IgG滴度大幅增高,且抗体持续期延长。口蹄疫抗原与ISA 206佐剂和F0NC-LTMT混合使用效果最佳,显示对FMDV的最好保护。【结论】数据表明,黏膜佐剂F0-LTMT发挥双重佐剂活性,皮下注射可显著提高FMDV全身特异性IgG和局部sIgA水平,显示其具有良好的应用前景。     

Expression and Protective Efficacy of Clostridium perfringens β toxin Derivative

This study was conducted to obtain the Clostridium perfringens β toxin (CPB) derivative and to evaluate its virulence and immunoprotection. Based on the known sequence, four amino acid mutations, R212E, L268G, Y266A and W275A, were introduced into the gene of Clostridium perfringens CPB. Meanwhile, genes of Th cell and N-terminal of flagellin were added to 5' of the CPB gene, respectively. Then the gene GTF_NCPB_m4 was optimized and synthesized, and was subsequently cloned into the prokaryotic expression vector pET-30a (＋) for expression and purification to get the recombinant protein, rTF_NCPB_m4. Reactivity of rTF_NCPB_m4with antiserum of Clostridium perfringens type C crude toxins was detected by Western blot. Meanwhile, the toxicity of rTF_NCPB_m4 to mice was evaluated. According to the method prescribed in Chinese Veterinary Pharmacopoeia (2015), rabbits were immunized with rTF_NCPB_m4 to prepare antiserum and detect the neutralizing titer against Clostridium perfringens type C crude toxins. Results showed that rTF_NCPB_m4 was presented predominantly in an insoluble form (inclusion bodies), and it could react with the antiserum of Clostridium perfringens type C crude toxins. rTF_NCPB_m4 with an injection volume of 50 μg was still not fatal to mice. Sera from rabbits immunized with rTF_NCPB_m4can neutralize 10-20 mouse minimum lethal doses (MLD) of Clostridium perfringens type C crude toxins after twice immunization. Moreover, rabbits immunized with rTF_NCPB_m4 can fully resist 1 rabbit MLD of Clostridium perfringens type C crude toxins challenge, whereas all of the rabbits died (4/4) in the control groups. These data suggest that rTF_NCPB_m4 is a potential vaccine candidate for the subunit vaccine of Clostridium perfringens type C.     

鞭毛素蛋白FliCaaa诱导水稻免疫反应的活性测定

为阐明燕麦嗜酸菌(Acidovorax avenae subsp.avenae,Aaa)鞭毛素蛋白Fli Caaa及其结构域对水稻免疫反应的诱导作用,通过分子生物学和生物信息学方法,对Aaa菌株IPN1的鞭毛素进行基因克隆及其序列分析;在大肠杆菌中对该基因全长、N端和C端片段进行了原核表达,纯化了Fli Caaa蛋白及其截短肽段;采用水稻叶片浸润法测定了表达蛋白对水稻免疫反应的诱导活性。结果表明,通过特异性引物的PCR扩增,获得1 479 bp的鞭毛素基因fli Caaa,其编码产物含有492个氨基酸,分子量为49.4 k D,具有flagellin-N和-C两个保守结构域;原核诱导表达获得了Fli Caaa、Fli Caaa-N和Fli Caaa-C可溶性融合蛋白;3种纯化蛋白均能诱导水稻细胞死亡和H2O2产生等免疫反应,但诱导能力略有差异。     

猪传染性胸膜肺炎放线杆菌flic基因的克隆表达及生物信息学分析

【目的】构建猪传染性胸膜肺炎放线杆菌(Actionobacillus pleuropneumoniae,App)鞭毛蛋白(flic)编码基因的重组表达质粒,对其编码蛋白进行生物信息学分析,并将其在原核细胞中进行表达。【方法】利用PCR方法扩增flic基因片段,将其克隆至pMD-18T载体后测序,利用生物信息学软件对其编码蛋白的二级结构及跨膜区进行预测。构建重组表达质粒pGEX-flic,转化大肠杆菌工程菌BL21,经IPTG诱导表达后,通过SDS-PAGE及Western-blo对表达蛋白进行鉴定。【结果】获得的目的基因片段长度为528 bp,测序表明其序列与GenBank公布的一致;软件预测结果显示,该蛋白具有多个明显的二级结构成分及跨膜区;SDS-PAGE检测表明,在约50 ku处有一特异性条带;Western-blot检测表明,表达蛋白具有良好的抗原活性。【结论】成功获得了App的flic基因,其编码的蛋白质具有较多的α螺旋区和无规则卷曲区域,表达的鞭毛蛋白具有生物学活性。