抗菌肽基因表达系统研究进展

抗菌肽是生物体产生的一种阳离子短肽,具有天然的抗菌活性。由于抗菌肽具有与传统抗生素不同的作用机制,不产生耐药性,因而具有重要的临床应用价值,可作为新型绿色、安全、环保的饲料添加剂。但是怎样用廉价的方式大量地得到抗菌肽是对它进行深入研究和广泛应用的前提,基因重组的方法可能是最经济的获得大量抗菌肽的方法,许多研究对不同来源的抗菌肽进行了重组表达的尝试,涉及的表达系统包括大肠杆菌系统、酵母系统、昆虫系统。针对近年来抗菌肽开发的基因工程策略和实践,尤其是大肠杆菌表达系统和酵母表达系统,文中进行了简要综述。     

抗菌肽酵母表达系统的研究进展

抗菌肽是生物体内一类具生物活性的小分子多肽,由于从天然资源中提取成本高,得率低且化学合成价格昂贵,利用基因工程技术生产抗菌肽具有重要意义.酵母表达系统具有表达量高,利于产物分离纯化等优点,利用酵母表达抗菌肽具有很好的前景.本文综述了毕赤酵母表达系统表达抗菌肽的最新进展.     

抗菌肽基因表达系统的研究进展

抗菌肽是生物体产生的一种具有抗菌活性的小分子肽,具有天然的抗菌活性.目前,基因重组的方法是获得大量抗菌肽最经济的方法.本文就抗菌肽基因表达系统作一综述,包括大肠杆菌表达系统、酵母表达系统、昆虫表达系统等.     

猪源抗菌肽PBD-1在毕赤酵母中的表达及鉴定

本试验旨在实现猪β防御素1 (poricine-β-defensin 1,PBD-1)在毕赤酵母中的表达,获得有抗菌活性的抗菌肽PBD-1。根据PBD-1的氨基酸序列和酵母密码子偏好性,设计优化其核苷酸序列,利用SOE-PCR技术获得PBD-1基因序列,克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,构建重组质粒pPIC9K-PBD-1,经SacⅠ线性化后转入毕赤酵母SMD1168中。PCR筛选得到阳性酵母表达菌株,经甲醇诱导后得到分子质量约4.5 ku的抗菌肽PBD-1。抗菌特性研究结果表明,表达产物抗菌肽PBD-1对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及枯草芽孢杆菌均有较好的抑制效果。     

动物源抗菌肽的研究现状和展望

动物源抗菌肽是机体先天免疫系统的重要效应分子,因其具有广谱高效抗菌活性、细胞选择性及不易产生耐药性等特点,一直被人们认为是抗生素的理想替代品.此外,由于动物体自身分泌的抗菌肽远未达到抑制细菌所需浓度,因此其生物学功能不仅局限于抗菌活性.大量研究表明,抗菌肽不仅具有抗细菌、抗病毒、抗真菌、抗肿瘤等效果,在体内还表现出抗炎症反应、招募免疫细胞、促进上皮损伤修复、促进细胞吞噬细菌等重要作用.然而抗菌肽在一些方面的研究尚不透彻或存在争议,如抗菌肽是否存在耐药性以及通过重组表达技术生产的抗菌肽是否能安全有效地应用.关于抗菌肽的一些生物学功能与分子机制还有待系统深入的研究,如抗菌肽的构效关系、抗菌肽对益生菌的影响、抗菌肽与抗生素的互作效应、抗菌肽的稳定性及其吸收与代谢情况、营养物质调控内源抗菌肽的表达等.因此本文旨在从动物源抗菌肽的生物学功能、作用机制、稳定性与吸收、表达规律与营养调控、分子改良以及重组表达6个方面进行综述,为研发新型、高效、环保型抗生素替代品提供重要信息和策略.     

抗菌肽LL-37在毕赤酵母SMD1168中的高效表达及活性鉴定

为获得高效表达的抗菌肽LL-37,根据人源抗菌肽LL-37的氨基酸序列,选择毕赤酵母(Pichia pastoris)密码子的偏嗜性,通过SOEing法改造合成LL-37基因片段,克隆到pGAPZαA质粒中,获得分泌型重组酵母表达载体pGAPZαA-LL-37。pGAPZαA-LL-37通过限制性内切酶AvrII酶切线性化后,经电穿孔法转入毕赤酵母细胞SMD1168。经Zeocin抗性筛选,得到高拷贝转化子,PCR检测表明LL-37基因与毕赤酵母染色体稳定结合。在GAP启动子调控下,LL-37蛋白获得分泌表达,其上清表达量约为237mg/L。表达产物耐热性强,在100℃条件下30min内仍保持一定的抗菌活性。表达产物对大肠杆菌DH5α、大肠杆菌D31和猪链球菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为1.56μg/mL、3.12μg/mL和6.25μg/mL。     

毕赤酵母表达系统应用于抗菌肽表达的研究进展

抗菌肽是一类具有生物体固有免疫反应的小分子多肽,其在毕赤酵母表达系统中的研究已经非常广泛,成果显著。文章以如何获得高水平表达及高产量分泌蛋白为目的,分析了抗菌肽自身及毕赤酵母表达系统双方面的影响。从启动子、密码子、载体、宿主、发酵条件等方面综合论述,并对抗菌肽及毕赤酵母表达系统的发展前景进行了探讨。     

柞蚕抗力肽D转基因酵母的培养及表达产物的分析

采用碱金属法（醋酸锂盐），以大肠杆菌-酵母穿梭质粒表达载体在酵母中表达人工合成的柞蚕抗菌肽D基因。用电泳及抗菌肽活性检测法对表达产物进行分析。同时研究了转基因酵母的发酵条件，如温度,pH及营养等对酵母表达的影响。试验结果表明转基因酵母表达产物为1.14mg/L培养液，杀菌活力为0.216单位。     

奶牛bTAP蛋白表达载体的构建及其在奶牛乳腺上皮细胞中的表达

奶牛气管抗菌肽是一种具有较强抗菌活性的抗菌小肽。实验从奶牛气管组织中提取总RNA,反转录成c DNA,以此为模板,用奶牛气管抗菌肽特异性PCR引物扩增奶牛气管抗菌肽基因,然后将其连入载体p CMV-C-e GFP中构建奶牛气管抗菌肽的真核表达载体b TAP-GFP,并将此载体转染进奶牛乳腺上皮细胞中,分别运用荧光蛋白观察和细菌记数等方法检测b TAP-GFP蛋白在细胞中的表达及其对大肠杆菌的抗菌活性。试验结果表明,试验成功的建立了奶牛气管抗菌肽的真核表达载体b TAP-GFP,并且此重组载体能在奶牛乳腺上皮细胞中正常表达具有抗大肠杆菌活性的b TAP-GFP蛋白。     

柞蚕抗菌肽D转基因酵母的培养及表达产物的分析

采用碱金属法（醋酸锂盐），以大肠杆菌－酵母穿梭质粒表达载体在酵母中表达人工合成的柞蚕抗菌肽Ｄ基因。用电泳及抗菌肽活性检测法对表达产物进行分析。同时还研究了转基因酵母的发酵条件，如温度、ｐＨ及营养等对酵母表达的影响。试验结果表明转基因酵母表达产物为１．１４ｍｇ／Ｌ培养液，杀菌活力为０．２１６单位。     

牛乳铁蛋白肽基因LfcinB的合成及真核表达载体的构建

根据APD抗菌肽数据库报道的牛乳铁蛋白肽LfcinB氨基酸序列,合成编码LfcinB基因的2条互补的寡核苷酸链,退火后在5′端和3′端分别形成含有BamH I和Xho I位点粘性末端的双链DNA。真核表达载体pcDNA3.1（+）经BamH I 和Xho I限制性内切酶双酶切处理后与合成的LfcinB基因进行连接,连接产物转化E.coli DH5α感受态细胞,提取质粒DNA进行测序。测序结果显示,牛乳铁蛋白肽LfcinB基因成功克隆到pcDNA3.1（+）真核表达载体中,为进一步表达和抗菌活性研究奠定物质基础。     

鸭Ⅰ型肝炎病毒VP1基因片段的克隆与表达载体的构建

为研究鸭肝炎病毒VP1基因在大肠杆菌中的表达情况,根据鸭肝炎病毒核苷酸序列设计1对外引物和1对含有EcoRⅠ和SalⅠ酶切位点的内引物。以内外引物进行PCR扩增,将所得PCR产物回收,以相同的限制性内切酶酶切目的基因和表达载体pET-32a后构建重组表达载体,并转入宿主菌BL21和Rosseta,经酶切、PCR和测序鉴定,证明VP1基因正确插入了表达载体。用不同浓度的IPTG诱导VP1基因的表达,收集菌液进行SDS-PAGE电泳,结果表明,VP1基因片段在大肠杆菌Rosseta和BL21中均难以表达。     

鸡源大肠杆菌的耐药性监测及生物学特性研究

从山东省诸城地区6个集约化养鸡场采集50只病死鸡病料,从中分离鉴定得到32株大肠杆菌,对其进行了12种常规药敏试验,发现分离的菌株有不同程度的耐药性。对14株优势血清型菌株进行了质粒DNA提取分析,然后用Hind Ⅲ限制性内切酶对质粒进行了酶切。结果表明,质粒的得率为100%,来源相同的菌株具有相同或相似的质粒图谱,也就是说它们有共同的起源;来源不同的菌株的质粒图谱一般不同,即有不同的起源。将血清型和质粒图谱比较,结果发现,同一血清型可以有不同的质粒图谱,不同血清型可以有相似的质粒图谱,血清型与质粒图谱没有直接的联系。     

中国斗鸡DJ-1基因克隆与原核、真核表达研究

本研究以中国斗鸡λ噬菌体cDNA文库为模板,克隆了DJ-1基因,并构建了pGEX-4T-1-DJ-1原核表达载体和pEGFP-N3-DJ-1真核表达载体,前者用来研究DJ-1蛋白在大肠杆菌表达系统中的优化表达;后者用来转染成纤维细胞系,研究DJ-1蛋白的亚细胞定位和建立转DJ-1基因的细胞模型。试验成功克隆了DJ-1基因的CDS区,并将其定向插入到pGEX-4T-1原核表达载体和pEGFP-N3真核表达载体中。IPTG浓度梯度诱导原核表达结果显示,在0.8 mmol/L时DJ-1蛋白表达量最高;时间梯度结果显示,在8 h时DJ-1蛋白表达量最高;真核表达载体转染脂尾羊成纤维细胞后48 h阳性率最高,DJ-1蛋白在细胞核和胞质中均有表达,但胞质中居多。上述结果表明,本试验已经建立了稳定的DJ-1蛋白的真核、原核优化的表达系统,为进一步研究DJ-1基因的功能奠定了基础。     

鸭源致病性大肠杆菌耐氟苯尼考floR基因的克隆与序列分析

为调查鸭源致病性大肠杆菌氟苯尼考耐药基因floR的存在情况,利用PCR对20株临床分离的耐氟苯尼考的致病性大肠杆菌进行floR分子检测,分子检测结果显示,全部菌株floR基因阳性;对其中2株大肠杆菌的氟苯尼考耐药基因floR进行了克隆和测序,结果表明,鸭源大肠杆菌floR基因片段的克隆测序结果与预期所得片段结果相符,长度为753 bp,2株鸭源大肠杆菌floR基因的同源性为99.6%,与牛源、鸡源等floR基因的同源性为84.8%～99.9%。系统发育分析发现,2株鸭源大肠杆菌floR基因不在同一支上,亲缘关系较远,表明floR基因的亲缘关系与该基因的来源动物无关。     

西藏地区藏鸡大肠杆菌超广谱β 内酰胺酶检测及药物敏感性分析

分析藏鸡大肠杆菌产超广谱β-内酰胺酶与耐药性的关系。采用CLSI推荐的方法检测了临床分离的4株藏鸡大肠杆菌产超广谱β-内酰胺酶的情况,用微量稀释法测定了8种抗菌药对其的最小抑菌浓度(MIC)值。临床分离的4株鸡大肠杆菌中,有1株产超广谱β-内酰胺酶,检出率为25%。产超广谱β-内酰胺酶的菌株对多种药物耐药,4株临床分离鸡大肠杆菌对氨苄西林和阿莫西林耐药率均达100%。产超广谱β-内酰胺酶是鸡大肠杆菌对抗菌药物产生耐药性的主要机制之一,这对指导西藏地区鸡大肠杆菌病防治具有参考价值。     

鹅源致病性大肠杆菌O86K61 和O44K74亚型的分离与鉴定

从湛江养鹅场发生的疑似大肠杆菌病病死鹅无菌采集病料,分离鉴定出8株大肠杆菌,其中,O86K61 4株,O44K74 3株,1株未定型,上述菌株均不产生内毒素;药敏试验结果表明,大部分菌株对阿米卡星高度敏感,对恩诺沙星、先锋霉素、磺胺嘧啶、诺氟沙星、强力霉素呈交叉耐药;对万古霉素、新霉素、呋喃唑酮中度敏感;对阿莫西林、链霉素、卡那霉素、庆大霉素、四环素不敏感。上述结果提示,同一发病鹅场存在着多种致病性大肠杆菌的血清型,并存在多重耐药。     

四种植物提取物对大肠杆菌的抑菌效果研究

 为充分利用当地资源和进一步开发植物药进行畜禽大肠杆菌病防治提供科学依据,采摘了本地生长的马鞭草、马齿苋、忍冬藤、蒲公英等四种植物,应用水提醇沉法制备提取液,用纸片扩散法和试管两倍稀释法对猪源、鸽源、牛源大肠杆菌进行体外抑菌效果试验,同时以小鼠为试验动物,检测四种植物提取液体内的抗菌作用。结果显示,四种植物对猪源大肠杆菌的抑菌圈在10～14 mm之间,均为中敏;对鸽源大肠杆菌在10～22 mm之间,马鞭草极敏,蒲公英高敏;对牛源大肠杆菌在7～14 mm之间,马鞭草高敏,蒲公英、忍冬藤中敏,马齿苋低敏。马鞭草对猪源、鸽源大肠杆菌的MIC和MBC是31.25 mg/mL,对牛源是62.5 mg/mL;蒲公英对猪源、鸽源的大肠杆菌MIC和MBC是62.5 mg/mL,对牛源是125 mg/mL;马齿苋对猪源的MIC和MBC是62.5 mg/mL和125 mg/mL,对鸽源、牛源的MIC和MBC分别是125 mg/mL和250 mg/mL;忍冬藤对猪源、牛源的MIC和MBC分别是125 mg/mL和250 mg/mL,对鸽源MIC和MBC是62.5 mg/mL和125 mg/mL。小鼠体内抗菌作用提示,用蒲公英和马鞭草1.88 g/kg、马齿苋和忍冬藤3.75 g/kg进行预防,可使感染大肠杆菌的小鼠成活率为达100%。四种植物提取液对大肠杆菌体外抑菌和体内抗菌均有较好的效果,马鞭草效果最好     

抗蓖麻毒素单链抗体基因的构建及其在大肠杆菌中的表达

为构建和表达抗RT单链抗体(ScFv)蛋白,用RT-PCR方法从能分泌特异性抗RT单克隆抗体(McAb)的杂交瘤细胞中分离纯化抗体VH和VL基因。用重叠延伸PCR方法将VH和VL拼接在一起,构建抗RT-ScFv基因。将ScFv基因连接到pMAL-p2X表达载体,转化TB1表达菌。阳性克隆用IPTG诱导18h,Western blotting鉴定重组蛋白。结果表明,试验成功扩增出了ScFv基因,长度约为750bp。通过DNA序列测定和分析,构建出VL-(Gly4Ser)3-VH。其VH全长363bp,可编码121个氨基酸,VL全长324bp,可编码108个氨基酸。SDS-PAGE和Western blotting分析结果表明,抗RT-ScFv在TB1表达菌中获得高效表达,pMAL-p2X表达的ScFv加上同时融合表达的MBP标签分子质量约为75ku。本试验成功构建了pMAL-RT-ScFv表达载体,并获得了高效表达。     

猪圆环病毒2型ORF3基因的原核表达

用原核表达系统表达猪圆环病毒2型ORF3基因,分析ORF3蛋白的抗原性。根据GenBank上公布的猪圆环病毒2型(PCV-2)核苷酸序列进行分析,针对ORF3基因设计并合成1对特异性引物,PCR扩增该基因,并将此片段克隆入原核表达载体pET-32a(+)上,命名为pET32a-ORF3,转化大肠杆菌Rosetta-blue(DE3) pLacⅠ感受态细胞,1.0 mmol/L IPTG 37 ℃诱导表达。结果表明,PCR扩增得到315 bp的片段,重组蛋白大小约为29 ku,与预期大小相符。Western blotting分析结果表明,重组蛋白能与抗His-tag的单克隆抗体反应,不与PCV-2阳性血清发生反应。猪圆环病毒2型ORF3基因能在大肠杆菌中成功表达,但与阳性血清之间没有反应原性,为进一步研究PCV-2 ORF3蛋白的功能及特性奠定基础。