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绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定.pdf

  • 上传人:王**
  • 文档编号:8961043
  • 上传时间:2021-01-24
  • 格式:PDF
  • 页数:20
  • 大小:1.01MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN200710089252.6

    申请日:

    20070316

    公开号:

    CN101070539A

    公开日:

    20071114

    当前法律状态:

    有效性:

    失效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C12N15/12,C07K14/435,C12N15/63,C12N1/21,C12Q1/68

    主分类号:

    C12N15/12,C07K14/435,C12N15/63,C12N1/21,C12Q1/68

    申请人:

    新疆维吾尔自治区畜牧科学院兽医研究所

    发明人:

    由弘,张文宝,张壮志,石保新,吐尔洪·依米提,王进成

    地址:

    830000新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市克拉玛依东路21号

    优先权:

    CN200710089252A

    专利代理机构:

    乌鲁木齐中科新兴专利事务所

    代理人:

    张莉

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    内容摘要

    本发明涉及一种绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,设计引物,用RT-PCR的方法,绵羊多头蚴病的幼虫阶段分离到新的基因,将其命名为45m,其长度为698bp,编码232个氨基酸。该基因和羊带绦虫、牛带绦虫的保护性基因片断具有很高的同源性。所表达的蛋白质分子量约为6,300道尔顿。将45m克隆到pET41b表达载体中,构建符合读码框的融合基因,表达量可达100-120mg/L。将该蛋白用于绵羊的免疫试验中,可有效激起机体的免疫反应,其抗血清可以与成虫和幼虫抗原总蛋白在63KD处发生特异性反应。认为该基因有可能成为多头蚴病的候选疫苗分子。

    权利要求书

    1、一种绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,其特征在于提供一种序列表中所示的碱基序列,命名为45m基因,其长度为698bp,其碱基序列为:TTTTGTTAGCGACTGCAGTTTTGGCTTCGGACTTCGAACAACCCATCGAGAGGACAGTGACAGGACATCAATCATTACGCGATATCTTCACTTGGGGTCCTGTGTTCTCTGAGCTCATTGGCCTAAATTGGAATAGGGATGCATTTCATAATGCGTACCATGAAGTGCTCACATTAAAGGCAGCGCTGTCTTCTGACCCTAGTAACACAAAGACAACATATGCGCAACTCGGCGATGGAAGTGCCACTCTTAAAGGACTGACGTCTAATGCCACATATCTTGTGACTGCGACGGTAAATATAAGTGGAAACACAATTCTGGTATTGAGCAGCACTATTCATACACTGGCCAACGACACGGATCCTATCCAAAACTGCTTCCATTGGGGCCCTGTGACTAACCAATCCATTCAAGTAAGTTGGGATCAGCTAGATCCGGAGGACACACACGATATGATAGTCACACTGACGGCAGAGATGGCTTCGAACCCCAGTGTGGAAAGATCGGAGTCTGCACGCTTCAGTCAAGGAAGAGTCACCGTTGACGGACTGATGTCCGACACACTATATATTGCAACCGTGACAGTATTGAAAGATGGACGGCAATTCTTCAATTCCACCAGAGACATTCAAACACTCGATACTGGCCATAAGGAAGTAACAGTCGTAACGACTAGTGGATCTGCTATAGTCTCCGCA 2、根据权利要求1所述的绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,其特征在于提供一种序列表中所示碱基序列编码的232个氨基酸,其氨基酸序列为:LLATAVLASDFEQPIERTVTGHQSLRDIFTWGPVFSELIGLNWNRDAFHNAYHEVLTLKAALSSDPSNTKTTYAQLGDGSATLKGLTSNATYLVTATVNISGNTILVLSSTIHTLANDTDPIQNCFHWGPVTNQSIQVSWDQLDPEDTHDMIVTLTAEMASNPSVERSESARFSQGRVTVDGLMSDTLYIATVTVLKDGRQFFNSTRDIQTLDTGHKEVTVVTTSGSAIVSA 3、根据权利要求1所述的绵羊多头蚴病特异性基因的分离与鉴定,其特征在于提供一种重组载体,该载体包括一种核苷酸序列。 4、根据权利要求3所述的绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,其特征在于重组载体是以谷胱甘肽转移酶为融合伴体,并有6个His的亲和标记位点的高效表达载体pET-41b。 5、根据权利要求4所述的绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,其特征在于提供一种含有重组载体的原核细菌。 6、根据权利要求5所述的绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,其特征在于原核细菌是大肠杆菌。 7、根据权利要求1所述的绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,其特征在于提供一种用作引物的DNA片断,该片断由核苷酸序列的一部分序列组成。

    说明书

    绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定

    技术领域

    本发明涉及一种绵羊多头蚴病新基因的克隆、表达及初步的免 疫性试验,更具体说,涉及从绵羊多头蚴病总RNA中分离1个新的 基因,利用基因工程的方法在高效大肠杆菌表达系统表达并纯化出 具有免疫原性的重组蛋白,它可有效激起动物机体的免疫反应,其 抗血清可以识别自然虫体(成虫和幼虫)抗原的特异性蛋白。

    背景技术

    多头蚴病(俗称脑包虫)是由多头绦虫(Multiceps multiceps) 引起的人兽共患寄生虫病。成虫主要寄生于终末宿主家犬的小肠内, 狼、狐等肉食动物也有感染。家畜羊、牛、猪和人等中间宿主误食 虫卵后,卵移行至大脑、延髓、脊髓,发育成包囊,表现中枢神经 受损症状,死亡率为80-100%。人偶有感染,虫体寄生于脑、皮下 肌肉和眼内。此病在西北牧区感染率较高且牛羊并行感染,新疆绵 羊多头蚴病历年的平均发病率为1-2%,死亡率为100%,平均每年因 该病就死亡数十万只羊。新疆局部地区如伊犁地区感染率达5%,塔里 木河南岸垦区感染率达5.7%,哈密地区感染率为4%,在西藏绵羊感 染率高达0.9-22.85%。严重危害人畜健康,对畜牧业生产造成很大 的经济损失。研制有效的疫苗作为预防该病的有力“武器”实属刻 不容缓。

    羊绦虫(Taenia ovis)基因工程疫苗(45W)的问世为寄生虫 病疫苗的研制掀开了具有历史意义的篇章。此后,Lightowlers等用 高免六钩蚴的羊血清在细粒棘球绦虫(Echinococcus granulosus) 六钩蚴cDNA文库中筛选获得阳性克隆Eg95,其重组蛋白(16.5KD) 对羊抗细粒棘球绦虫感染的免疫保护可达到96-98%。Charles等从 多房棘球蚴(Echinococcus alveolaris)中获得Eg95的同源基因 EM95,将其重组蛋白运用于小鼠免疫实验,证实EM95的免疫保护率 可达63.1-82.9%。目前国际上已成功研制出羊绦虫、细粒棘球绦虫、 多房棘球绦虫、牛带绦虫(Taenia saginata)、猪带绦虫(Taenia solium)的基因工程疫苗,对中间宿主可产生很高的免疫。有趣的是 不同绦虫的保护性抗原的特异性基因碱基序列具有很大的同源性, 在大肠杆菌中经诱导表达后,重组蛋白的生物学功能也非常相似。 虽然这些保护性重组蛋白的生物功能及其免疫学作用机制有待于进 一步的研究,但这为其它带科绦虫特异性抗原基因的分离提供了理 论依据。

    对于多头绦虫特异性基因的分离研究在国内外很少有人涉及。 文献查新显示,目前国际刊物发表的有关多头蚴病的文章仅有72篇, 主要偏重于多头蚴病的流行病学、生化组织形态学、运用分子生物 学手段与其它绦虫进行区别鉴定、分离脂蛋白抗原作为诊断抗原的 研究等方面。我课题组于1991年在国内首次报道利用多头绦虫的六 钩蚴或六钩蚴的分泌代谢抗原免疫绵羊,可以取得85-100%的保护, Verster等也证实了这一点。但这种抗原不可能依靠培养六钩蚴的途 径工业化生产,只能通过重组基因疫苗的方法,关键是寻找保护性 抗原基因,为多头蚴病疫苗的研制奠定基础。

    本发明通过对多种绦虫保护性基因的综合分析,设计出多种绦 虫保护性基因共有的引物,运用RT-PCR法,从多头蚴cDNA中扩增 出可能具有保护性的基因片断,将其命名为45m,其长度为698bp, 编码232个氨基酸。这段基因未在genebank中发表,是新发现的多 头蚴病的新基因。经同源性比较得,45m蛋白与羊绦虫的45W蛋白的 同源性为89%,与牛带绦虫保护性抗原的同源性为85%。将45m基因 利用基因工程的方法在高效大肠杆菌表达系统表达并进行纯化,该 重组蛋白可有效激起动物机体的免疫反应,其抗血清可以识别自然 虫体(成虫和幼虫)抗原的特异性蛋白。45m重组蛋白有可能成为候 选疫苗。 

    发明内容

    本发明的目的在于,研究绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与 鉴定,通过对畜间多种绦虫病保护性基因的综合分析,设计引物, 用RT-PCR的方法,绵羊多头蚴病的幼虫阶段分离到新基因,将其命 名为45m,其长度为698bp,编码232个氨基酸。这段基因未在 genebank中发表,是新发现的多头蚴病的新基因。该基因和羊绦虫、 牛带绦虫的保护性基因片断具有很高的同源性。所表达的蛋白质分 子量约为6,300道尔顿。将45m克隆到pET41b表达载体中,构建 符合读码框的融合基因,表达量可达100-120mg/L。将该蛋白用于绵 羊的免疫试验中,可有效激起机体的免疫反应,其抗血清可以与成 虫和幼虫抗原总蛋白在63KD处发生特异性反应。

    本发明所述的一种绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,提 供一种序列表中所示的碱基序列,命名为45m基因,其长度为698bp, 其碱基序列为:

    TTTTGTTAGCGACTGCAGTTTTGGCTTCGGACTTCGAACAACCCATCGAG

    AGGACAGTGACAGGACATCAATCATTACGCGATATCTTCACTTGGGGTCC

    TGTGTTCTCTGAGCTCATTGGCCTAAATTGGAATAGGGATGCATTTCATA

    ATGCGTACCATGAAGTGCTCACATTAAAGGCAGCGCTGTCTTCTGACCCT

    AGTAACACAAAGACAACATATGCGCAACTCGGCGATGGAAGTGCCACTCT

    TAAAGGACTGACGTCTAATGCCACATATCTTGTGACTGCGACGGTAAATA

    TAAGTGGAAACACAATTCTGGTATTGAGCAGCACTATTCATACACTGGCC

    AACGACACGGATCCTATCCAAAACTGCTTCCATTGGGGCCCTGTGACTAA

    CCAATCCATTCAAGTAAGTTGGGATCAGCTAGATCCGGAGGACACACACG

    ATATGATAGTCACACTGACGGCAGAGATGGCTTCGAACCCCAGTGTGGAA

    AGATCGGAGTCTGCACGCTTCAGTCAAGGAAGAGTCACCGTTGACGGACT

    GATGTCCGACACACTATATATTGCAACCGTGACAGTATTGAAAGATGGAC

    GGCAATTCTTCAATTCCACCAGAGACATTCAAACACTCGATACTGGCCAT

    AAGGAAGTAACAGTCGTAACGACTAGTGGATCTGCTATAGTCTCCGCA

    提供一种序列表中所示碱基序列编码的232个氨基酸,其氨基酸 序列为:

    LLATAVLASDFEQPIERTVTGHQSLRDIFTWGPVFSELIGLNWNRDAFHN

    AYHEVLTLKAALSSDPSNTKTTYAQLGDGSATLKGLTSNATYLVTATVNI

    SGNTILVLSSTIHTLANDTDPIQNCFHWGPVTNQSIQVSWDQLDPEDTHD

    MIVTLTAEMASNPSVERSESARFSQGRVTVDGLMSDTLYIATVTVLKDGR

    QFFNSTRDIQTLDTGHKEVTVVTTSGSAIVSA

    提供一种重组载体,该载体包括一种核苷酸序列。

    重组载体是以谷胱甘肽转移酶为融合伴体,并有6个His的亲和 标记位点的高效表达载体pET-41b。

    提供一种含有重组载体的原核细菌。

    原核细菌是大肠杆菌。

    提供一种用作引物的DNA片断,该片断由核苷酸序列的一部分 序列组成。上下游引物分别为:

    上游引物:5′GGAATTCTGCCTCATTTTGTTAGCGACTGCAGT3′,

    下游引物:5′TGCGGAGACTATAGCAGATCCACTAGTC3′。

    本发明所述的绵羊多头蚴病特异性基因及其分离与鉴定,采用 (1)用RT-PCR的方法,从多头绦虫的多头蚴阶段虫体的总RNA中分 离到1个新的基因,此基因同羊绦虫和牛带绦虫的保护性基因具有很 高的同源性;(2)利用基因工程的方法,在高效大肠杆菌表达系统 表达重组蛋白并进行纯化;(3)通过绵羊的动物免疫试验,表明该 重组蛋白可有效激起动物机体的免疫反应,其抗血清还可以识别成虫 和幼虫抗原,为进一步进行该病的疫苗研究奠定基础。

    本发明所选择的绵羊多头蚴病的多头蚴采自新疆巴音郭楞蒙古 自治州种畜场。首先解剖患病羊的脑部,分离到寄生于脑部的包囊, 从囊腔和囊壁获得多头蚴,然后提取总RNA,通过多羊绦虫(45W)、 细粒棘球绦虫(Eg95)、牛带绦虫保护性基因的保守序列的综合分析, 设计引物,运用RT-PCR方法,扩增得到目的条带(图3),将得到的 目的条带连接到pGEM-T载体,并转化到JM109中,进行蓝白斑筛选 挑选重组克隆。经基因测序获得1个新的基因,命名为45m。通过基 因工程方法表达出重组蛋白。新基因编码232个氨基酸,分子量为 63KD。

    本发明通过设计一对引物,将新基因45m用PCR方法从pGEM-T 载体中扩增出来,克隆到原核表达载体pET-41b上,构建成表达质粒 并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中。通过对大肠杆菌培养时间、诱导 时间、温度等条件的摸索和优化,45m融合蛋白表达量可达100mg/L。

    本发明获得的45m重组蛋白可激起绵羊机体很强的免疫反应, ELISA检测效果(图7)。Western-blot试验结果表明,经四次免疫后 的绵羊的抗血清可以与成虫和幼虫的虫体总蛋白在63KD处发生特异 性反应(图8),这表明45m重组蛋白是具有免疫原性的。

    多头蚴病的45m基因是首次发现,45m蛋白与羊绦虫的45W蛋白、 牛带绦虫保护性抗原有很高的同源性。经中间宿主绵羊的免疫试验证 实,45m重组蛋白可有效激起机体的免疫应答,其抗血清可以与成虫 和幼虫抗原总蛋白在63KD处发生特异性反应。认为该基因有可能成 为多头蚴病的候选疫苗分子。

    附图说明

    图1为本发明45m基因的碱基序列图

    图2为本发明45m基因的氨基酸序列图

    图3为本发明运用RT-PCR方法从多头蚴cDNA中扩增得到目的 片断(698bp)

    图4为本发明45m重组蛋白与羊绦虫的45W蛋白、牛带绦虫(Ts) 和羊绦虫(To)的保护性抗原蛋白的氨基酸序列进行同源性对比分析。 45m蛋白与羊绦虫的45W蛋白的同源性为89%,与牛带绦虫(Ts)保护 性抗原的同源性为85%,与羊绦虫(To)的保护性抗原的同源性为81%。

    图5为本发明45m重组蛋白的诱导表达(1、IPTG诱导前大肠杆 菌菌液的SDS-PAGE电泳图;2、经IPTG诱导4小时后大肠杆菌菌液裂 解液的SDS-PAGE电泳图。)

    图6为本发明45m重组蛋白的纯化(采用亲和层析柱TALON进 行纯化,将45m重组蛋白的纯化产物做SDS-PAGE电泳。)

    图7为本发明用ELISA法检测45m重组蛋白免疫绵羊后特异性 抗体的变化图(横坐标为第一次免疫后的周数,纵坐标为OD405读值, 45m表示用45m重组蛋白免疫绵羊的免疫组,GST表示用pET41b空载 体接种绵羊的对照组,PBS表示用PBS接种绵羊的空白对照组。)

    图8为本发明45m重组蛋白免疫绵羊后抗血清可以与成虫和幼 虫的虫体总蛋白在63KD处发生特异性反应(1、2、3分别为多头蚴 虫体总蛋白、多头绦虫虫体总蛋白、45重组蛋白的SDS-PAGE电泳图; 4、5、6分别为45m重组蛋白免疫绵羊后抗血清与多头绦虫虫体蛋白、 多头绦虫虫体蛋白、45重组蛋白进行的Western-blot反应,在63KD处 发生特异性结合)

    具体实施方式

    实施例1

    一、多头绦虫的多头蚴阶段虫体的获取

    采集患病绵羊脑部寄生的包囊,小心分离获得附着在囊壁和悬浮 在囊液中的多头蚴,将收集到的虫体沉淀用灭菌的PBS冲洗10遍,存 于液氮中备用。

    二、多头蚴的总RNA的提取和RT-PCR扩增

    用Trizol试剂(Gibco)提取多头蚴的总RNA;获得多头蚴的总 RNA,浓度测定为300ng/μl,经1%甲醛变性胶电泳检测可见清晰的18s 和28s两条带,表明总  RNA完整性良好。取3μg RNA用 SUPERSCRIPTTM反转录酶系统(Invitrogen)进行反转录以合成 cDNA第一链,得到20ul cDNA第一链产物。

    引物设计依据对羊绦虫的45W蛋白、细粒棘球绦虫(Eg95)、牛 带绦虫保护性基因等基因的保守序列的综合分析,用Oligo引物设计 软件设计出上下游引物:

    上游引物(A1):5′GGAATTCTGCCTCATTTTGTTAGCGACTGCAGT3′,

    下游引物(A2):5′TGCGGAGACTATAGCAGATCCACTAGTC3′。

    每50ul PCR反应体积加入1ul cDNA单链作为模板,PCR扩增试 剂与条件如下:

    10x Taq DNA聚合酶缓冲液           5μl

    模板cDNA                          1μl

    A1上游引物(1.25μg/μl)           1μl

    A2下游引物(1.25μg/μl)           1μl

    脱氧核苷酸混合物dNTP(2.5mM)       1μl

    Taq DNA聚合酶                     0.5μl

    灭菌水                            37.5μl

    总体积                            50μl

    PCR反应条件为:首先94℃变性2分钟,然后进入下列循环:94℃ 1分钟,50℃ 1分钟,72℃ 1分钟30秒,共进行37个循环,最后72℃延 伸7分钟。

    电泳检测,发现在700附近出现预期的特异性条带(图3),回收 此带。

    三、45m基因序列的测定和分析

    将回收的电泳产物连接到pGEM-T载体(Promega公司),转化 到JM109菌中,经蓝白斑筛选,挑出10个克隆,进行重组克隆的序列 测定,其碱基序列均一致,序列如下:

    45m基因的碱基序列:

    TTTTGTTAGCGACTGCAGTTTTGGCTTCGGACTTCGAACAACCCATCGAG

    AGGACAGTGACAGGACATCAATCATTACGCGATATCTTCACTTGGGGTCC

    TGTGTTCTCTGAGCTCATTGGCCTAAATTGGAATAGGGATGCATTTCATA

    ATGCGTACCATGAAGTGCTCACATTAAAGGCAGCGCTGTCTTCTGACCCT

    AGTAACACAAAGACAACATATGCGCAACTCGGCGATGGAAGTGCCACTCT

    TAAAGGACTGACGTCTAATGCCACATATCTTGTGACTGCGACGGTAAATA

    TAAGTGGAAACACAATTCTGGTATTGAGCAGCACTATTCATACACTGGCC

    AACGACACGGATCCTATCCAAAACTGCTTCCATTGGGGCCCTGTGACTAA

    CCAATCCATTCAAGTAAGTTGGGATCAGCTAGATCCGGAGGACACACACG

    ATATGATAGTCACACTGACGGCAGAGATGGCTTCGAACCCCAGTGTGGAA

    AGATCGGAGTCTGCACGCTTCAGTCAAGGAAGAGTCACCGTTGACGGACT

    GATGTCCGACACACTATATATTGCAACCGTGACAGTATTGAAAGATGGAC

    GGCAATTCTTCAATTCCACCAGAGACATTCAAACACTCGATACTGGCCAT

    AAGGAAGTAACAGTCGTAACGACTAGTGGATCTGCTATAGTCTCCGCA

    用Sequence Utilities程序(http://searchlauncher.bcm.tmc.edu/)寻 找其编码区,结果如下:

    DNA:TTTTGTTAGCGACTGCAGTTTTGGCTTCGGACTTCGAACAACCCATCGAGA

    +3:   L  L  A  T  A  V  L  A  S  D  F  E  Q  P  I  E  R

    DNA:GGACAGTGACAGGACATCAATCATTACGCGATATCTTCACTTGGGGTCCTG

    +3:   T  V  T  G  H  Q  S  L  R  D  I  F  T  W  G  P  V

    DNA:TGTTCTCTGAGCTCATTGGCCTAAATTGGAATAGGGATGCATTTCATAATG

    +3:   F  S  E  L  I  G  L  N  W  N  R  D  A  F  H  N  A

    DNA:CGTACCATGAAGTGCTCACATTAAAGGCAGCGCTGTCTTCTGACCCTAGTA

    +3:   Y  H  E  V  L  T  L  K  A  A  L  S  S  D  P  S  N

    DNA:ACACAAAGACAACATATGCGCAACTCGGCGATGGAAGTGCCACTCTTAAAG

    +3:   T  K  T  T  Y  A  Q  L  G  D  G  S  A  T  L  K  G

    DNA:GACTGACGTCTAATGCCACATATCTTGTGACTGCGACGGTAAATATAAGTG

    +3:   L  T  S  N  A  T  Y  L  V  T  A  T  V  N  I  S  G

    DNA:GAAACACAATTCTGGTATTGAGCAGCACTATTCATACACTGGCCAACGACA

    +3:   N  T  I  L  V  L  S  S  T  I  H  T  L  A  N  D  T

    DNA:CGGATCCTATCCAAAACTGCTTCCATTGGGGCCCTGTGACTAACCAATCCA

    +3:   D  P  I  Q  N  C  F  H  W  G  P  V  T  N  Q  S  I

    DNA:TTCAAGTAAGTTGGGATCAGCTAGATCCGGAGGACACACACGATATGATAG

    +3:   Q  V  S  W  D  Q  L  D  P  E  D  T  H  D  M  I  V

    DNA:TCACACTGACGGCAGAGATGGCTTCGAACCCCAGTGTGGAAAGATCGGAGT

    +3:   T  L  T  A  E  M  A  S  N  P  S  V  E  R  S  E  S

    DNA:CTGCACGCTTCAGTCAAGGAAGAGTCACCGTTGACGGACTGATGTCCGACA

    +3:   A  R  F  S  Q  G  R  V  T  V  D  G  L  M  S  D  T

    DNA:CACTATATATTGCAACCGTGACAGTATTGAAAGATGGACGGCAATTCTTCA

    +3:   L  Y  I  A  T  V  T  V  L  K  D  G  R  Q  F  F  N

    DNA:ATTCCACCAGAGACATTCAAACACTCGATACTGGCCATAAGGAAGTAACAG

    +3:   S  T  R  D  I  Q  T  L  D  T  G  H  K  E  V  T  V

    DNA:TCGTAACGACTAGTGGATCTGCTATAGTCTCCGCA

    +3:   V  T  T  S  G  S  A  I  V  S  A

    45m氨基酸序列为:

    LLATAVLASDFEQPIERTVTGHQSLRDIFTWGPVFSELIGLNWNRDAFHN

    AYHEVLTLKAALSSDPSNTKTTYAQLGDGSATLKGLTSNATYLVTATVNI

    SGNTILVLSSTIHTLANDTDPIQNCFHWGPVTNQSIQVSWDQLDPEDTHD

    MIVTLTAEMASNPSVERSESARFSQGRVTVDGLMSDTLYIATVTVLKDGR

    QFFNSTRDIQTLDTGHKEVTVVTTSGSAIVSA

    对该序列进行蛋白家族分析,应用protein-protein BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov)程序进行基因的蛋白家族进行分析, 其中与其同源性最高的三个蛋白例举如下:

    gi|2114399|gb|AAC47532.1|45W antigen ToW5/7[Taenia ovis]Length=254 Score=355 bits(911),Expect=1e-96,Method:Composition-based stats.

    Identities=194/232(83%),Positives=207/232(89%),Gaps=0/232(0%) gi|39837079|emb|CAE83579.1|host-protective antigen homologue[Taenia saginata]

    Length=255 Score=324 bits(831),Expect=2e-87,Method:

    Composition-based stats.

    Identities=177/233(75%),Positives=200/233(85%),Gaps=1/233(0%) gi|683737|gb|AAC46949.1|host-protective antigen(Taenia ovis) Score=308bits(789),Expect=1e-82,Method:Composition-based stats.

    Identities=168/232(72%),Positives=190/232(81%),Gaps=0/232(0%)

    将上述三个蛋白羊绦虫45W蛋白、牛带绦虫保护性抗原、羊绦虫 保护性抗原与45m重组蛋白进行对比分析(图4)。45m蛋白与三者的 同源性分别为89%,85%和81%,表明45m蛋白很可能与这三个保护 性蛋白一样是具有个体特异性的保护性蛋白。

    四、45m基因表达质粒的构建

    依据45m基因的两端序列合成一对引物,上游引物含EcoRI酶切 位点,下游引物含XhoI酶切位点。

    上游引物(B1):5′G GAATTCCTTTTGTTAGCGACTGCAGTTTTG3′ EcoRI

    下游引物(B2):5′G CTCGAGTAGTGGATCTGCTATAGTCTCCGCA3′ XhoI

    以含45m基因的pGEM-T的质粒为模板,B1,B2为引物PCR 扩增,得到特异性扩增的单一条带,产物大小约在700bp的位置。 将PCR扩增产物克隆到原核表达载体pET-41b上,①用EcoRI和 XhoI酶切pET-41b载体(Novagen);②用T4 DNA连接酶(Promega) 将目的基因45m插入pET-41b表达载体;③将含45m基因的质粒转 化入BL21(DE3)大肠杆菌中(Novagen),铺板培养;④提取转 化后大肠杆菌的质粒(QIAGEN),融合的表达载体中外源基因经双 酶切和测序鉴定正确。

    五、45m重组融合蛋白的表达和纯化

    将pET41b-45m融合蛋白转化到大肠杆菌BL21后,进行蛋白的诱 导表达。超声裂解基因工程菌上清液经SDS-PAGE电泳分析表明,菌 体经诱导后有明显的特异表达产物带,分子量与用软件PROTEIN ANALYSIS预测的理论值63KD相符(图5)。

    经过对培养时间,诱导浓度,温度等条件的摸索,菌体扩大培养 不同时间后诱导表达量的比较,基因工程菌的培养条件为:接单菌落 于50ml卡那抗性LB培养基中,37℃,250rpm培养过夜,取过夜培养 物20ml接种于2L的卡那抗性LB培养基中,37℃,250rpm培养至 OD600=0.6,加入IPTG至终浓度为1mM,继续37℃,250rpm诱导培 养4小时后离心收获菌体。经SDS-PAGE电泳分析表明,在此条件下 45m融合蛋白的表达量占菌体总蛋白的80%以上(图5)。

    采用亲和层析柱TALON(Clontech)纯化表达蛋白,将纯化产物 做SDS-PAGE电泳(图6),可获得较纯的重组蛋白。将重组蛋白大 肠杆菌培养液的量与最终获得纯化蛋白的量进行比较分析得,该45m 重组蛋白的表达量为110mg/L培养液。具有较理想的重组蛋白产量。

    使用效果

    动物免疫试验

    一、45m重组蛋白用于中间宿主(绵羊)的免疫接种

    分四次将纯化的45m重组蛋白免疫接种绵羊,接种剂量为50μg/ 只,0.5ml/只;第一次免疫使用弗氏完全佐剂,第二、三、四次免疫 均使用弗氏不完全佐剂途;第一次免疫途径为皮下接种,第二、三、 四次免疫途径均为腹腔接种;第一次和第二次免疫间隔时间为三周, 第二、三、四次免疫间隔时间均为二周;每周定期采集试验绵羊的血 清,4℃储存备用。

    二、对定期采集到的血清进行ELISA和Western-blot检测试验

    1、酶链免疫吸附实验(ELISA)检测

    用45m重组蛋白作为包被抗原,10ng/孔包板;将自第一次免疫 后0-24周的绵羊血清稀释至1∶2400作为工作浓度;使用二抗为辣 根过氧化物酶(HRP)标记的兔抗羊IgG;使用ABST(2,2′ -azino-bis(3-ethylbenz-thiazoline-6-sulfonic))显色,室温作用约10min, 观察结果时以样品孔(双孔平均)与参考阴性血清(双孔平均)的光 密度OD405比值等于或大于3(P/N≥3,N=0.1)为阳性,反之为阴性。 记录读值,并做抗体水平消涨图(图7)。结果表明,45m重组蛋白 可有效激起中间宿主绵羊的体液免疫反应,产生高滴度抗血清。

    2、免疫印迹实验(Western-blot)检测

    提取多头绦虫(成虫)和多头蚴(幼虫)虫体粗抗原:将虫体 反复冻融、研磨三次后,10,000rpm 4℃离心20分钟,收集上清。 将成虫抗原、幼虫抗原和45m重组蛋白做SDS-PAGE电泳;将三种 蛋白从凝胶转移至NC膜上;经5%的脱脂奶粉封闭后;与1∶100的 绵羊血清反应;并与辣根过氧化物酶(HRP)标记的兔抗羊IgG结合; 使用4-氯-1-奈酚(4-chloro-l-naphthol)(Sigma)显色1-5分钟。在三种 抗原的63KD处均出现反应条带(图8)。Western-blot结果表明45m 基因是自然存在于多头蚴(幼虫)和多头绦虫(成虫)中的,同时 45m重组蛋白具有良好的免疫原性,并进一步验证了其引起机体免疫 反应的能力。

    TTTTGTTAGCGACTGCAGTTTTGGCTTCGGACTTCGAACAACCCATCGAG

    AGGACAGTGACAGGACATCAATCATTACGCGATATCTTCACTTGGGGTCC

    TGTGTTCTCTGAGCTCATTGGCCTAAATTGGAATAGGGATGCATTTCATA

    ATGCGTACCATGAAGTGCTCACATTAAAGGCAGCGCTGTCTTCTGACCCT

    AGTAACACAAAGACAACATATGCGCAACTCGGCGATGGAAGTGCCACTCT

    TAAAGGACTGACGTCTAATGCCACATATCTTGTGACTGCGACGGTAAATA

    TAAGTGGAAACACAATTCTGGTATTGAGCAGCACTATTCATACACTGGCC

    AACGACACGGATCCTATCCAAAACTGCTTCCATTGGGGCCCTGTGACTAA

    CCAATCCATTCAAGTAAGTTGGGATCAGCTAGATCCGGAGGACACACACG

    ATATGATAGTCACACTGACGGCAGAGATGGCTTCGAACCCCAGTGTGGAA

    AGATCGGAGTCTGCACGCTTCAGTCAAGGAAGAGTCACCGTTGACGGACT

    GATGTCCGACACACTATATATTGCAACCGTGACAGTATTGAAAGATGGAC

    GGCAATTCTTCAATTCCACCAGAGACATTCAAACACTCGATACTGGCCAT

    AAGGAAGTAACAGTCGTAACGACTAGTGGATCTGCTATAGTCTCCGCA

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    绵羊 多头 特异性 基因 及其 分离 鉴定
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