晋南黄牛IFN-α基因的克隆、表达及抗病毒活性研究

本研究通过PCR从晋南黄牛(Yellow cattle)基因组DNA中克隆了IFN-α(BoIFN-α)基因,PCR产物酶切后直接与载体PQE30连接,构建重组质粒PQE30/BoIFN-α,进行测序和诱导表达.测序结果表明,晋南黄牛IFN-α基因全长498个核苷酸,含一个开放阅读框(ORF),编码166个氨基酸的成熟蛋白,与所报道的BoIFN-α 8个亚型中D亚型最接近,氨基酸序列同源性为97.0%.表达产物经SDS-PAGE和Western blot分析,表达出20kD的融合蛋白,表达量占菌体总蛋白的20%,表达产物以包涵体形式存在,包涵体占沉淀蛋白的35%.包涵体提取物用8 M尿素溶解变性,经尿素和PBS透析复性后初步纯化.重组牛IFN-α(rBoIFN-α)初提物在MDBK-VSV和CEF-VSV上的活性分别为2.3～6.5×106U/mg和1.3～4.1×105U/mg,对牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)有一定的抑制作用,抗病毒效价达到8.2×105U/mg.结果显示大肠杆菌可以高效表达具有生物学活性的rBoIFN-α.     

鲁西黄牛α干扰素成熟蛋白基因的克隆及序列分析

根据GenBank上发表的牛α干扰素基因序列,设计了一对特异性引物.提取黄牛血液中白细胞基因组DNA,PCR扩增出α干扰素基因,并与pMD18-T克隆载体相连.测序结果表明,扩增片段含有498个核苷酸,编码166个氨基酸的成熟蛋白,与已报道的牛α干扰素C亚型最相近,氨基酸序列同源性为97.6%.获得BoIFN-α成熟蛋白基因,为重组牛干扰素的开发奠定了基础.     

奶牛α-干扰素克隆表达和生物学活性分析

提取经植物血凝素诱导培养的我国健康奶牛外周血淋巴细胞总RNA,应用RT-PCR方法扩增出奶牛α-干扰素(BoIFN-α)成熟蛋白基因并将其克隆到pMD18-T载体上,测序结果表明,扩增片段为牛α-干扰素成熟蛋白序列,与GenBank上发表的干扰素序列同源性为100%。将其重组到原核表达载体pET32a(+)上,并在大肠杆菌BL21中实现了高效表达,表达产物以His-Tag融合蛋白的形式存在。用镍亲和层析法对蛋白进行纯化,并利用VSV-MDBK/IBRV细胞系统分析其生物活性。重组奶牛α-干扰素对VSV的抗病毒活性为4.26×105U/mL,对IBRV的抗病毒活性为8.91×104U/mL。结果表明,重组奶牛α-干扰素特异性好,而且抗病毒活性比较稳定。     

牦牛IFN-α基因的克隆表达及抗病毒活性研究

从我国地方品种环湖型牦牛和野牦牛基因组DNA中克隆了α干扰素(BoIFN-α)基因,PCR产物酶切后与载体pQE30连接,构建重组质粒pQE30/BoIFN-α,将其转化JM109E.coli并用IPTG进行诱导表达。序列分析表明,环湖型牦牛和野牦牛IFN-α成熟肽基因全长均为498个核苷酸,编码166个氨基酸,其中环湖型牦牛IFN-α与已报道的8个BoIFN-α亚型氨基酸的一致性为92.8%~95.2%,野牦牛为88.6%~92.8%,均为BoIFN-α新亚型。SDS-PAGE和Westernblot结果表明,重组蛋白约为20kD,以包涵体形式存在,表达量占菌体总蛋白的25%。经包涵体提取、尿素变性和复性后,重组牛IFN-α粗提物在MDBK/VSV和CEF/VSV细胞系上的抗病毒活性分别为1.6~1.8×106U/mg和2.3×105U/mg,而且对牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)也有一定的抑制作用。     

水貂IFN-α基因的克隆与原核表达

从水貂基因组中通过PCR的方法克隆得到干扰素α基因(IFN-α),将IFN-β成熟肽插入原核表达载体pET32a,在E.coliBL21(DE3)工程菌中表达重组蛋白。结果表明IFN-β片段长564 bp,与已报道的水貂干扰素-α基因相比同源性98%。IFN-α成熟肽可编码166个氨基酸。重组质粒经ITPG诱导6 h后蛋白表达产物较高,表达量占菌体表达量的50%,分子量约为36 ku,与预期结果相符。     

牛干扰素-γ基因的克隆、序列分析及表达研究

为了使干扰素-γ(interferon γ,IFN-γ)在牛结核等疾病的诊断和防制方面取得更有效的应用,试验采用RT-PCR法从云南本地黄牛外周血淋巴细胞总RNA中扩增牛IFN-γ(BoIFN-γ)基因,测序并进行序列分析;然后亚克隆至pET-28a,转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达。序列分析结果表明,克隆的IFN-γ基因与GenBank中荷斯坦牛IFN-γ序列同源性达99.60%。表达产物经SDS-PAGE分析,在大小约23 ku处可见目的蛋白表达条带,与预期结果一致;用ELISA检测,表达的蛋白具有明显的生物学活性,在菌体中的含量为244 ng/mL。本试验结果为牛IFN-γ蛋白的进一步研究和应用奠定了基础。     

利用家蚕杆状病毒表达系统表达牛α干扰素和λ1干扰素

牛干扰素可用于对各种类型牛传染性疾病的预防和治疗。利用家蚕杆状病毒表达系统表达牛α干扰素(BoIFN-α)及牛λ1干扰素(BoIFN-λ1)。首先对BoIFN-α和BoIFN-λ1的编码基因序列进行优化合成,优化合成的BoIFN-α和BoIFN-λ1基因的密码子适应指数(CAI)值提高,更适合在家蚕中表达,且翻译后的氨基酸序列与原始氨基酸序列完全一致。将优化合成的2个基因序列分别克隆至杆状病毒转移载体pVL1393,与缺失了orf1629的亲本杆状病毒BmBacmid共转染Bm N细胞,通过同源重组将BoIFN-α和BoIFN-λ1基因插入到杆状病毒多角体蛋白基因启动子下游,获得重组病毒rBmBac-BoIFN-α和rBmBac-BoIFN-λ1。用纯化的重组病毒感染家蚕5龄幼虫融合表达BoIFN-α和BoIFN-λ1干扰素,并通过PCR鉴定了2个目标蛋白基因在蚕体内的复制。采用微量细胞病变抑制法在Vero/VSV*GFP表达系统检测蚕体中表达重组BoIFN-α的效价可达1.0×10~6U/mL左右,重组BoIFN-λ1的效价可达5.01×10~4U/m L左右。试验结果提示,利用家蚕杆状病毒表达系统在蚕体内表达牛α干扰素及牛λ1干扰素是生产牛干扰素制剂更加廉价而高效的途径。     

猪α干扰素基因在pET32a表达载体中的表达和鉴定

利用PCR技术从猪瘟免疫猪血中提取基因组,并从中扩增出约500 bp的基因片段;将此基因片段克隆于大肠杆菌pMD18-T载体,经PCR、测序鉴定后,将其片段克隆于pET32a(+)载体进行诱导表达,表达产物经SDS-PAGE检测,结果表明,猪α干扰素在pET32a原核表达载体中成功地获得了分泌表达,且表达蛋白在PK-15细胞上表现出较强的抗病毒活性,这为进一步研究猪α干扰素的功能和开发奠定了基础.     

具抗病毒活性的重组牛IFN-αA的冷激诱导表达与鉴定

为了在E.coli表达系统中高效表达具有抗病毒活性的重组牛α干扰素蛋白(rBoIFN-α),本研究通过PCR扩增牛α干扰素A亚型(BoIFN-αA)基因,并在其上游连接内含肽(SDI)序列,克隆于pColdⅢ中构建内含肽-冷激表达重组质粒pColdⅢ-NusA-SDI-BoIFN-α,16℃低温诱导表达。结果表明,rBoIFN-α实现了高效表达,表达产物主要以可溶形式存在,经Ni柱纯化后得到浓度为0.12 mg/mL的目的蛋白。经MDBK-BVDV干扰素活性检测系统检测显示,表达的rBoIFN-α抗病毒活性为9.86×105U/mg。本研究结果为具有抗病毒活性的rBoIFN-α后续应用研究奠定了基础。     

鲁西黄牛IFN-α基因克隆及其真核表达质粒的构建

为研发牛α干扰素制剂,根据已发表的牛α干扰素基因序列设计一对引物。提取黄牛血液中白细胞基因组DNA,PCR扩增出α干扰素基因,并克隆到pMD18-T载体。测序结果表明,扩增片段含有570bp核苷酸,编码189个氨基酸,与已报道的牛α干扰素亚型氨基酸序列同源性在93.1%~95.2%之间。该基因与真核表达载体pcDNA3.1 相连,构建真核表达质粒,为牛α干扰素的临床应用奠定了基础。     

牛IFN-α、IFN-β及IFN-γ mRNA实时SYBR GreenⅠ定量RT-PCR检测方法的建立及应用

为建立灵敏度高、特异性强、能够快速检测牛α-、β-、γ-干扰素(BoIFN-α、BoIFN-β、BoIFN-γ)mRNA的实时荧光定量PCR方法,本研究根据GenBank中登录的BoIFN-α、BoIFN-β和BoIFN-γ基因序列,分别在其保守区内设计并合成特异引物,以牛3-磷酸甘油脱氢酶(GAPDH)mRNA为内参,建立SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR检测方法。将BoIFN-α、BoIFN-β和BoIFN-γcDNA分别克隆到pMD18-T载体中,转化大肠杆菌DH5α内,经PCR及测序鉴定,将得到的阳性重组质粒制备成标准品,建立SYBR Green荧光定量PCR标准曲线并分析溶解曲线,进行灵敏性、特异性和重复性试验。结果表明:BoIFN-α、BoIFN-β、BoIFN-γ和GAPDH基因的Ct值与标准品稀释度在1×101copies/μL～1×107copies/μL内均呈良好的线性关系,相关系数均大于0.991。熔解曲线分析表明,产物为特异的单峰,特异性和重复性较好。本研究建立的检测牛IFN-α、IFN-β和IFN-γmRNA的实时荧光定量PCR方法,为牛IFN mRNA水平上的定量分析奠定了基础。     

水貂IFN-β基因的克隆与原核表达

从水貂基因组中通过PCR方法克隆得到β干扰素基因(IFN-β),将IFN-β成熟肽插入原核表达栽体pET32a,在E.coli BL21(DE3)工程菌中表达重组蛋白.结果表明,IFN-β片段长561 bp,与已报道的水貂IFN-β基因相比较同源性为100%,IFN-β成熟肽可编码179个氨基酸.重组质粒经ITPG诱导6 h后蛋白表达产物较高,表达量占菌体表达量的50%,分子质量约为34 ku,与预期结果相符.     

猪γ干扰素的体外表达及其多克隆抗血清的制备

从健康仔猪前腔静脉无菌采血,分离外周血单个核细胞,提取细胞总RNA,用猪γ干扰素(IFN-γ)基因特异性引物通过RT-PCR扩增猪IFN-γ的全长cDNA序列,将其克隆到pMD18-T载体中,再亚克隆到pUC18和表达载体pET-30a中,经测序发现其序列与GenBank报道的IFN-γ基因序列基本一致.将重组质粒pET-30a-IFN-γ转化大肠杆菌BL21,于37℃经IPTG诱导表达,IFN-γ基因获得表达,表达产物以包涵体形式存在,占菌体总蛋白的39%.经SDS-PAGE及Westernblot分析表明,表达的融合蛋白分子量约为25 ku.将包涵体用8 mol/L脲变性,用ProBondTM Purification Systerm纯化,经透析复性,得到纯化的目的蛋白,含量可达0.3 mg/mL.将复性蛋白免疫新西兰白兔三次,制备了高滴度的猪IFN-γ抗血清.本实验表达和纯化了猪IFN-γ,并制备兔抗猪IFN-γ的抗血清,为下一阶段关于猪γ干扰素重组蛋白其应用奠定了基础.     

牛Ⅰ型干扰素受体α链与其配体结合活性的鉴定

为研究牛Ⅰ型干扰素受体α链(IFNAR1)与其配体结合的生物学性质,本研究采用RT-PCR方法从感染水疱性口炎病毒(vesicular stomatitis virus,VSV)的犊牛原代肾细胞中扩增得到IFNAR1基因,然后构建了表达BoIFNAR1胞外区多肽(BoIFNAR1-EC)的原核表达载体pET30a-BoIFNAR1-EC,在RosettaTM(DE3)pLysS宿主菌中表达出重组蛋白rBoIFNAR1-EC,并以纯化后的rBoIFNAR1-EC作为免疫原制备兔抗牛IFNAR1的多克隆抗体,随后鉴定BoIFNAR1与其配体的结合活性。结果表明,试验成功克隆得到1 685bp的牛IFNAR1基因,编码560个氨基酸,由24个氨基酸组成的信号肽、414个氨基酸组成的胞外区、23个氨基酸组成的跨膜区及99个氨基酸组成的胞内区组成,与其他物种IFNAR1氨基酸序列同源性为63%~91%,在进化上具有高度保守性,其与羊的亲缘关系最近。随后构建了含牛IFNAR1胞外区基因的重组表达载体,并诱导表达了重组牛IFNAR1胞外区蛋白rBoIFNAR1-EC,其在大肠杆菌中几乎全部为可溶性表达,经纯化透析后作为免疫原制备了兔抗牛IFNAR1的特异性抗体,抗体效价高达1∶204 800。配体结合试验表明,牛IFNAR1重组蛋白可与牛IFN-αA和IFN-ε结合,其多克隆抗体可阻断牛IFN-αA和IFN-ε与细胞表面的IFNAR1特异性结合,进而阻断牛IFN-αA和IFN-ε的抗病毒信号传导。     

布鲁氏菌Omp25的表达及抗原性分析

克隆羊外膜蛋白Omp25基因,在大肠杆菌中表达、纯化,并对Omp25蛋白的抗原性进行分析.以布鲁氏菌染色体DNA模板,扩增Omp25基因,双酶切后克隆至pET32a上,在大肠杆菌ER2566 (DE3)中诱导表达,组氨酸结合树脂柱纯化,Western blotting鉴定Omp25蛋白的免疫原性.将Omp25克隆至载体pET32a,提取的重组质粒经PCR鉴定、双酶切鉴定和测序分析确定目的基因成功插入到了克隆载体中.将重组质粒转化于大肠杆菌ER2566 (DE3)中表达获得HIS融合蛋白,SDS-PAGE分析证明,表达产物为43 000的融合蛋白.Western blotting分析表明,所表达的蛋白具有免疫原性.结果表明,成功地表达并纯化了Omp25蛋白,而且纯化的蛋白具有一定的免疫原性.本试验为进一步研究Omp25蛋白的功能以及寻找布鲁氏菌的诊断性蛋白奠定了基础.     

牛病毒性腹泻病毒E2蛋白的表达及多克隆抗体制备

为高效表达牛病毒性腹泻病毒E2蛋白并制备多克隆抗体,参考牛病毒性腹泻病毒(BVDV)基因组序列设计一对引物,利用RT-PCR扩增出822 bp的E2基因片段,经测序鉴定正确后,将其定向克隆至原核表达载体pET32a(+)中,鉴定正确后,在大肠埃希菌BL21(DE3)细胞内得到了以包涵体表达形式存在的重组融合蛋白,重组蛋白亲和层析纯化后,免疫印迹鉴定表明重组蛋白能够被牛病毒性腹泻病毒阳性血清特异性识别,具有良好的反应活性.将纯化的重组蛋白免疫新西兰白兔制备多克隆抗体,间接ELISA测定其抗体效价达1∶25 600.本研究所表达的E2蛋白及制备的多克隆抗体,为E2蛋白结构、功能的研究以及抗原表位的鉴定奠定了基础,为进一步开发牛病毒性腹泻病毒快速检测试剂提供了条件.     

重组扬州鹅IFN-α的表达与活性研究

为获得具有抗病毒活性的鹅干扰素,本实验参考GenBank中鹅IFN-α基因序列设计引物,采用RT-PCR方法扩增扬州鹅IFN-α的全基因。将去除信号肽的IFN-α克隆至pET32a(+)以构建pET-mGoIFN-α,重组菌经IPTG诱导表达重组蛋白,纯化后的蛋白(mGoIFN-α)免疫BALB/c小鼠,利用ELISA方法测定小鼠血清抗体效价,westernblot检测抗体特异性。同时,将IFN-α全长基因克隆至pcDNA3.1(-)以构建pcDNA-GoIFN-α,间接免疫荧光试验检测rGoIFN-α在鹅胚成纤维细胞(GEF)中的表达,细胞病变抑制法检测其抗水泡性口炎病毒(VSV)活性。结果显示:本研究扩增得到576bp的扬州鹅IFN-α全基因与486bp的成熟基因片段;原核表达的mGoIFN-α为36.3ku,免疫小鼠后可产生具有良好特异性与抗原活性的多克隆抗体,效价为1:16000;pcDNA-GoIFN-α可在GEF中表达,并具有较高的抗VSV活性。本研究为制备安全、高效的重组鹅干扰素,为研制鹅病毒性疾病的新型生物制剂奠定了基础。     

鸭疫里默氏杆菌外膜蛋白A克隆表达及纯化

为了制备鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer,RA)外膜蛋白A(Outer membrane protein-A,OmpA)。本研究将RA云南流行株外膜蛋白OmpA基因PCR克隆至质粒pET32a,构建重组表达质粒pET32a-OmpA,将其转化大肠杆菌TransB感受态细胞,用IPTG诱导表达,并将表达产物进行初步纯化。结果表明OmpA基因在大肠杆菌原核表达系统中获得了高效表达,表达的OmpA重组蛋白分子量为61 kDa,表达量占菌体蛋白的40%。OmpA重组蛋白经纯化后纯度达90%。本研究为RA的ELISA抗原的制备奠定了基础。     

牛结核分枝杆菌MPB70基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

以牛分枝杆菌DNA为模板,克隆了牛分枝杆菌MPB70基因,构建了克隆载体pGEM-MPB70和表达载体pET30a-MPB70,经IPTG诱导在大肠杆菌BL-21中表达,用SDS-PAGE和免疫印迹分析表达产物并进行蛋白纯化。试验结果表明,牛分枝杆菌MPB70基因体外扩增产物与预期值相符,约582 bp;所构建表达质粒pET30a-MPB70经测序,结果与预期一致;SDS-PAGE分析表明,该融合蛋白以包涵体的形式表达,其分子质量约为29 kD,蛋白表达量约占菌体总蛋白的20%;该蛋白经电洗脱纯化后,纯度达85%以上;免疫印迹分析表明,原核表达的融合蛋白可与兔抗牛分枝杆菌多克隆抗体结合,并且具特异的免疫反应性。     

布鲁菌外膜蛋白Omp31原核表达及抗原性分析

克隆羊布鲁菌的外膜蛋白Omp31基因,在大肠埃希菌中表达、纯化,并对Omp31蛋白的抗原性进行分析。以羊布鲁菌的染色体DNA为模板,扩增Omp31基因,双酶切后克隆至pET32a上,在大肠埃希菌ER2566(DE3)中诱导表达,组氨酸结合树脂柱纯化,Western blot鉴定Omp31蛋白的抗原性。将Omp31克隆至载体pET32a,提取的重组质粒经PCR鉴定、双酶切鉴定和测序分析确定目的基因成功插入到了克隆载体中。将重组质粒转化于大肠埃希菌ER2566(DE3)中表达获得HIS融合蛋白,SDS-PAGE分析证明,表达产物为43 ku的融合蛋白。Western blot结果表明,表达的蛋白具有与布鲁菌外膜蛋白相同的抗原性。