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汉坦病毒中国疫苗株Z10核蛋白免疫原性的研究
汉坦病毒株Z10是浙江省卫生防疫站出血热重点实验室于80年代分离成功,具有血凝滴度高、抗原性强等特点[1],后用作生产肾综合征出血热(HFRS)Ⅰ型和双价疫苗的毒株,用该病毒株生产的疫苗接种疫区人群,经现场流行病学考核,保护率在95%以上,具有很好的防病效果[2].为研究Z10株核蛋白的生物学特性,我们将Z10株核蛋白基因插入到原核表达质粒pET28a,构建成重组表达质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3),进行核蛋白的表达,并将表达产物免疫家兔,研究其免疫原性,为进一步研究基因工程疫苗打下基础.
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HBeAg肝细胞结合蛋白基因的筛选与克隆
目的:HBeAg被认为与HBV引起免疫耐受、免疫系统功能障碍有关.筛选并克隆人肝细胞cDNA文库中与乙型肝炎病毒e抗原(HBeAg)相互作用蛋白的基因,明确其具体作用机制.方法:应用酵母双杂交系统3,将多聚酶链反应(PCR)法扩增的HBeAg基因连接入酵母表达载体pGBKT7中构建诱饵质粒,转化酵母细胞AH109并在其内表达,然后与转化了人肝cDNA文库质粒pACT2的酵母细胞Y187进行配合,在营养缺陷型培养基和X-α-半乳糖(X-α-gal)上进行双重筛选阳性菌落,提取阳性酵母菌落的质粒转化大肠杆菌,接种在氨苄青霉素-LB平板上选择并测序,结果在GenBank中进行生物信息学分析.结果:成功克隆出HBeAg基因并在酵母细胞中表达,与肝cDNA文库配合后选出既能在四缺(SD/-Trp-Leu-Ade-His)培养基又能在铺有X-α-gal的四缺培养基上生长,并变成蓝色的真阳性菌落39个,其中有5个未知基因,3个含金属硫蛋白2A基因的菌落,8个补体8 α基因,1个补体因子H,1个补体1q,1个维甲酸受体应答元件2基因、2个细胞色素b基因、3个铁蛋白轻链,2个NAD(P)H脱氢酶亚基,1个3-羟基类固醇表位酶,1个3-羟基,3-甲基戊二酰辅酶A合成酶,1个双-特异性酪氨酸-Y-磷酸化调节激酶1A转录子突变体,1个Syndecans-1,3个2胺氧化酶,4个醛缩酶B,1个CD81,1个ATP合成酶6基因.结论:成功克隆出乙型肝炎病毒e抗原的结合蛋白,为进一步研究HBeAg在病毒装配、分泌、影响宿主免疫系统功能等方面的具体作用提供了新线索.
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筛选与克隆肝再生增强因子结合蛋白的基因
目的:人肝再生增强因子(augmenter of liver regeneration,ALR)是一种蛋白质,组织分布比较广泛,功能多样,在肝脏再生过程起一定的作用,但是其对于再生作用的机制还不清楚,采用酵母双杂交体系寻找与ALR相互作用的肝细胞蛋白,探讨ALR的生物功能.方法:应用酵母双杂交系统3,构建ALR诱饵质粒,转化酵母AH109,与含人肝细胞cDNA文库质粒的酵母Y187进行配合,于涂有x-α-gal营养缺陷型培养基(SD/-Trp-Leu-His-Ade)上筛选生长.挑选蓝色克隆,提取此酵母克隆的质粒转化大肠杆菌提取质粒DNA后进行测序,然后进行生物信息学分析.结果:筛选出36个与ALR特异性相互作用的克隆,其中14个为金属硫蛋白,12个为人血清白蛋白,3个为硒蛋白P,1个是与GenBank中基因组数据库hgts中DNA序列(AC099651)高度同源的未知功能基因.结论:初步克隆了与ALR肝结合蛋白基因,根据所克隆到的基因,对以后研究ALR的功能有一定的提示作用;为以后研究这些能与ALR相互作用的基因在肝细胞中的生理功能奠定了基础.
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Clostridium difficile细胞毒素B羧基末端功能区的克隆与表达
目的:克隆并表达Clostridium diifficile(C difficile)细胞毒素B羧基末端功能区基因,为探索高效的防治C difficile感染的疫苗和诊断抗原奠定基础.方法:提取C difficile染色体基因,用PCR方法扩增ToxinB3基因,将其克隆至表达载体PET22b(+),用重组质粒转化大肠杆菌[E.coli BL21(DE3)],并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达.用 SDS-PAGE方法对表达产物进行分析.结果:从C difficile基因组DNA中成功地克隆了毒素B的羧基末端重复区域的1848 bp基因,经过双酶切、PCR和测序鉴定分析,插入到载体的基因与GenBank中公布的C difficile VPI10463的ToxinB3基因序列的同源性为99%.SDS-PAGE显示,目的基因表达产物的分子质量为71.3 ku,利用表达载体PET22b(+)表达出蛋白质,重组蛋白表达量占菌体总蛋白的34.8%.结论:含C difficile Toxin B3基因的PET22b(+)重组质粒能高效表达目的基因.该重组子的构建为Clostridium diffiicile相关性疾病的诊断及后期制备疫苗,提供了有力的保障.
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双功能融合基因在肝癌细胞中的表达与作用
目的:构建含有融合基因FCUl的自杀基因系统,观察其对体外培养肝癌细胞的杀伤效应.方法:将FCUl基因亚克隆于pEGFP-C1载体,转化大肠杆菌DH5α,阳性重组子转染肝癌细胞HepG2,绿色荧光蛋白检测FCUl的表达,用G418筛选出阳性细胞克隆后,进行体外药物敏感实验,观察旁观者效应.结果:FCUl基因正确插入到pEGFP-C1中,pEGFP-FCUl转染成功的细胞在荧光显微镜下可见绿色荧光,在5-FC作用下细胞的生长抑制率明显高于未转染细胞,且旁观者效应显著.结论:本基因治疗体系具有很好的体外杀肿瘤效果,为肝癌的基因治疗提供了一个新的选择.
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白细胞中与NS5ATP5蛋白结合的蛋白基因的筛选与克隆
目的:采用酵母双杂交体系寻找与NS5ATP5相互作用的白细胞蛋白,以探讨NS5ATP5的生物功能.方法:应用酵母双杂交系统3,构建NS5ATP5诱饵质粒,转化酵母AH109,与含人白细胞cDNA文库质粒的酵母Y187进行配合,于涂有x-α-gal营养缺陷型培养基上筛选生长.挑选蓝色克隆,提取此酵母克隆的质粒转化大肠杆菌提取质粒DNA后进行测序,然后进行生物信息学分析.结果:筛选出10个与NS5ATP5特异性相互作用的克隆,其中1个为金属硫蛋白,1个为热休克蛋白HSP60,1个为主要组织相容性复合体Ⅱ淋巴细胞抗原DQB,5个为人类重排免疫球蛋白λ-轻链,2个是未知功能基因.结论:初步克隆了NS5ATP5与白细胞结合蛋白基因,对NS5ATP5的功能研究有一定的提示作用;为以后研究这些能与NS5ATP5相互作用的基因在白细胞中的生理功能奠定了基础.
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HCV包膜糖蛋白E2基因的克隆、蛋白表达及纯化
目的:获得大量重组HCVE2蛋白,为研究E 2蛋白的功能及制备其抗体奠定基础.方法:利用PCR方法从HCV基因组序列中扩增出831 bp(384-661 aa)的E2基因片段并按读框克隆到原核表达载体pET32a(+)上,得到重组质粒pET32a-HCVE2,转化大肠杆菌BL-21(DE3)菌株,IPTG诱导HCV E2蛋白表达,SDS-PAGE和western blot检测蛋白表达,Ni-NTA偶联的琼脂糖黏附柱纯化融合蛋白.结果:经IPTG诱导后,可见分子量约55 000的融合蛋白表达;表达的蛋白主要以包涵体形式存在;经Ni-NTA偶联的琼脂糖黏附柱纯化的融合蛋白与抗His抗体及HCV阳性血清具有良好的反应原性.结论:HCV E2基因的克隆、表达及其融合蛋白的纯化为进一步开展HCV E2蛋白功能和HCV受体的研究奠定了基础.
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丙型肝炎病毒核心蛋白与载脂蛋白A1结合的研究
目的:为了探讨丙型肝炎病毒(HCV)核心(core)蛋白在肝脂肪变性中起作用的分子机制,研究了核心蛋白是否与脂肪代谢相关蛋白存在相互作用.方法:应用酵母双杂交系统3,构建HCV核心蛋白诱饵质粒,转化酵母AHl09后与含文库质粒的酵母Y187进行配合,在营养缺陷培养基上进行双杂交筛选.筛选出30个克隆,对能在涂有X-α-gal的四缺营养缺陷培养基(SD/-Trp-Leu-His-Ade)上生长并变蓝的菌落,提取酵母克隆的质粒转化大肠杆菌后测序,进行生物信息学分析.结果:发现了一个与载脂蛋白Al(apoAl)同源序列,同源性99%.结论:载脂蛋白Al在酵母双杂交中能与HCV核心蛋白相互作用,推测此蛋白参与了脂质代谢紊乱,部分解释了HCV感染后普遍引起肝脂肪变性的发病机制.
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酵母双杂交技术筛选Hcbp6结合的肝细胞蛋白编码基因
目的:Hcbp6是与核心蛋白相结合的未知功能蛋白基因,为了初步提示他的生物学功能和在细胞中的存在形式,采用酵母双杂交体系寻找与他相互作用的肝细胞蛋白,探讨Hcbp6的生物功能.方法:应用酵母双杂交系统3,构建Hcbp6诱饵质粒并转化酵母AH109,与含人肝细胞cDNA文库质粒的酵母Y187进行配合,在涂有x-α-gal营养缺陷型培养基(SD/-Trp-Leu-His-Ade)上筛选生长.挑选蓝色克隆,提取此酵母克隆的质粒,转化大肠杆菌提取质粒DNA后进行测序,然后进行生物信息学分析.结果:筛选出4种与Hcbp6特异性相互作用的蛋白,包括Paralemmin(PALM)、Ran结合蛋白2(Ranbp2)、跨膜运输蛋白21(Tmp21)和血清白蛋白.结论:推测该蛋白可能为一分泌性蛋白,或与分泌蛋白的形成有关,进一步的生物学功能的研究需要更多的实验加以探讨.
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乙型肝炎病毒前-S2蛋白结合蛋白基因S2-29的克隆化研究
目的:筛选人肝细胞中与乙型肝炎病毒(HBV)前-S2蛋白(Pre-S2)相互作用的蛋白,探寻HBV致病机制.方法:用多聚酶链反应(PCR)技术扩增HBV前-S2基因,连接入酵母表达载体pGBKT7中构建诱饵质粒,转化酵母细胞AHl09并在其内表达,然后与转化了人肝cDNA文库质粒的酵母细胞Y187进行配合,用营养缺陷型培养基及蓝白斑双重筛选阳性菌落,提取酵母质粒转化大肠杆菌并测序,进行生物信息学分析.逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)方法从HepG2细胞的mRNA中扩增出完整的新基因S2-29,连入另一酵母表达载体pGADT7,并用免疫共沉淀方法再次证实二者间的相互作用.结果:成功克隆出HBV前-S2基因并在酵母细胞中表达,配合后筛选出既能在四缺(SD/-Trp-Leu-His-Ade)培养基又能在铺有X-α-半乳糖(X-α-gal)的四缺培养基上生长并变成蓝色的真阳性菌落26个,其中有1个未知基因S2-29,该基因能在HepG2细胞中表达,免疫共沉淀方法证实二者在体外也有结合作用.结论:成功克隆出与乙型肝炎病毒前-S2蛋白相结合的新基因,为进一步研究HBV前-S2的作用提供了新线索.
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酵母双杂交技术筛选鉴定乙型肝炎病毒e抗原结合蛋白E-19的研究
目的:乙型肝炎病毒e抗原(HBeAg)对HBV的感染和复制都不是必须的,普遍认为其与HBV引起免疫耐受、免疫系统功能障碍有关.筛选并克隆人肝细胞cDNA文库中与HBeAg相互作用蛋白的基因,明确其具体作用机制.方法:应用酵母双杂交系统3,将多聚酶链反应(PCR)法扩增的HBeAg基因连接人酵母表达载体p GBKT7中构建诱饵质粒,转化酵母细胞AH109并在其内表达,然后与转化了人肝cDNA文库质粒pACT2的酵母细胞Y187进行配合,在营养缺陷型培养基和X-α-半乳糖(X-α-gal)上进行双重筛选阳性菌落,提取阳性酵母菌落的质粒转化大肠杆菌氨苄青霉素-LB平板上选择并测序,结果在GenBank中进行生物信息学分析.并根据GenBank中的序列信息设计引物从并克隆到另一酵母表达载体pGADT7中,体外免疫共沉淀方法再次验证二者之间的结合作用.结果:成功克隆出HBeAg基因并在酵母细胞中表达,与肝文库配合后选出既能在四缺(SD/-Trp-Leu-His-Ade)培养基又能使X-α-gal变成蓝色的真阳性菌落39个,其中有5个未知基因,在genbank中未找到同源序列,在HepG2细胞的mRNA中成功扩增出该基因的全序,体外免疫共沉淀方法证明HBeAg与新基因E-19表达的蛋白质在体外也有结合作用.结论:成功克隆出HBeAg的肝细胞结合蛋白,发现与HBeAg有相互作用的未知蛋白新基因,为HBeAg的功能研究提出新线索.
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人鼠嵌合Fab抗体通用表达载体的构建和抗人肝癌相关抗原HAb18G嵌合Fab抗体的表达
目的:构建一个在大肠杆菌中表达人鼠嵌合Fab抗体的通用载体,并用于抗人肝癌相关抗原HAb18G人鼠嵌合Fab抗体的表达.方法:利用特异引物PCR扩增人IgG3的CHl和Ck基因,分别克隆到表达载体pComb3中,从而构建成人-鼠嵌合Fab抗体的通用表达载体pComb3C.然后将扩增的mAbHAbl8的VL和VH基因分别组装到通用表达载体中,酶切去除gⅢ片段后,连接成为HAb18嵌合Fab抗体的分泌型表达载体pComb3C/cFab.转化大肠杆菌后诱导其表达,通过ELISA检测产物的表达和定位.后,利用亲合层析纯化表达产物,进行SDS-PAGE电泳和Western-blot检测,同时采用ELISA和免疫荧光法检测表达产物的亲和力和特异性.结果:测序及酶切鉴定表明,人IgG3的CHi和Ck基因正确插入到pComb3中,大小分别为324bp和333 bp,同时mAb HAb18的嵌合Fab基因也分别获得正确组装和表达.表达产物的分子质量约为45 ku,主要位于周质腔中.另外,ELISA和免疫荧光检测证实,表达产物含有人的抗体片段,并具有与相应抗原特异结合的活性,亲和力约为亲本抗体的10%.结论:成功构建了人鼠嵌合Fab抗体的通用表达载体并制备了抗人肝癌小分子嵌合Fab抗体,为其进一步在肝癌诊断与治疗中的应用奠定了基础.
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小鼠AFP-CTLA4融合蛋白真核表达载体的构建及鉴定
目的:克隆小鼠甲胎蛋白(mAFP)基因并构建小鼠甲胎蛋白-细胞毒性T淋巴细胞抗原4(mAFP-CTLA4)融合蛋白真核表达载体.方法:从Hepal-6细胞中提取总RNA进行RT-PCR,扩增出mAFP基因,亚克隆于pcDNA3.1载体.PCR法从质粒pmCTLA4-Ig中克隆出mCTLA4膜外部分基因并通过重叠PCR法添加接头,重组连接于pmAFP质粒中mAFP基因后,转化大肠杆菌DH5α,筛选阳性克隆酶切、测序鉴定.用质粒瞬时转染CHO细胞,Westernblot检测融合蛋白的表达.结果:利用RT-PCR从Hepal-6细胞总RNA中成功克隆出1.8kb的nAFP基因;重组阳性克隆经酶切鉴定证实连有接头的CTLA4膜外部分基因已正确插入pmAFP质粒中,测序结果证实各片段连接方向及阅读框正确.用质粒瞬时转染CHO细胞,Western blot检测到预计大小分子量蛋白的表达.结论:mAFP-CTLA4融合蛋白真核表达载体的构建成功,为进一步研究其在肝癌免疫治疗中的作用奠定了基础.
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胃癌相关基因GCRG224的克隆及其在大肠杆菌中的表达
目的:利用硫氧还蛋白融合表达系统表达胃癌相关基因GCRG224.方法:采用PCR技术从pGEM-T质粒上扩增出含完整ORF的GCRG224 cDNA序列,将其克隆至硫氧还蛋白融合表达载体pET102/D-TOPO中,转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导表达重组融合蛋白,SDS-PAGE分析表达产物.结果:高效表达出相对分子量约16 800的重组融合蛋白.薄层凝胶扫描显示,其表达量占菌体总蛋白质的22.3%.结论:在大肠杆菌中成功表达了GCRG224重组融合蛋白.
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幽门螺杆菌18000u外膜蛋白编码基因的克隆及表达
目的:构建含幽门螺杆菌(Hp)18000 u外膜蛋白编码基因的重组载体并在E.coli BL2l中表达.为Hp的疫苗开发、快速诊断试剂盒的研究奠定基础.方法:用PCR从Hp染色体中,扩增18000 u外膜蛋白编码基因片段.将目的基因与pET32a(+)同时经BamH I,HindⅢ双酶切、纯化、连接,转化含有目的基因的重组载体.以含目的基因片段的重组载体转化大肠杆菌BL21(DE30)并表达.表达产物经纯化后,用ELISA法检测其抗原性.结果:经酶切、测序分析表明,插入的基因片段为Hpl8000 u的外膜蛋白编码基因,与Tomb等报道相比较,有2%编码基因发生变异,1.7%氨基酸残基改变.经SDS-PAGE分析发现,融合基因表达的蛋白为38000 u,其中pET32a(+)表达的蛋白约为20000u,可溶性表达产物占全菌总蛋白的21.3%.重组蛋白经Ni-NTA琼脂糖树脂纯化后,其纯度达95%以上.ELISA法检测显示,该重组蛋白可被Hp阳性患者的血清所识别,具有良好的抗原性.结论:成功地克隆并表达Hp18000 u的外膜蛋白编码基因,为Hp蛋白质疫苗的研制和快速诊断试剂盒的研究奠定了基础.
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表达幽门螺杆菌热休克蛋白60克隆的构建
目的:构建含Hp热休克蛋白60(Hsp60)基因的重组载体并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,为进一步研究Hsp60的佐剂功能和免疫原性奠定基础.方法:提取Hp染色体基因,用PCR方法扩增Hsp60基因,将其克隆至表达载体pET-22b(+),转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达并通过免疫印迹实验研究其免疫原性.结果:分离得到了1.6kb的Hsp60基因片段,并在大肠杆菌中实现了该基因的高效表达,在37℃诱导表达3 h后,表达产物占细菌总蛋白的27.2%.表达以可溶性蛋白和包涵体两种形式存在,其中主要是包涵体的形式,目的蛋白占不溶性蛋白的76.6%.经免疫印迹证实该重组蛋白可以被Hp感染患者血清所识别.结论:成功地克隆并表达Hp Hsp60基因,为Hp疫苗的研制打下了基础.
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幽门螺杆菌融合蛋白HspA-UreB的表达和免疫学活性
目的:构建表达幽门螺杆菌(H pylori)融合蛋白HspA-UreB的重组表达质粒,并研究其免疫学活性.方法:定向克隆方法将郑州分离Hp菌株MEL-HP27的hspA和ureB基因融合连接入原核表达载体pET30(a),构建重组表达质粒pET-HU27.该质粒转化大肠杆菌BL21后经IPTG诱导,SDS-PAGE分析融合蛋白HspA-UreB表达情况.Ni2+柱亲和层析纯化融合蛋白,与小鼠免疫血清进行Western blot分析,检测融合蛋白的免疫反应性.结果:特异PCR法与质粒酶切鉴定证实重组表达质粒pETHU27构建成功.SDS-PAGE分析显示在82.1 KDa处出现特异蛋白带,占菌体总蛋白的21%,亲和层析法获得纯度为91%的纯化融合蛋白,经免疫小鼠制备的血清可以识别该融合蛋白.结论:成功构建表达H pylori HspA-UreB融合蛋白的重组表达质粒,表达的融合蛋白具有良好的免疫反应性.
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幽门螺杆菌vacA毒性片段与hpaA融合基因的原核表达
目的:构建幽门螺杆菌vacA毒性片段(v)与hpaA融合基因的原核表达载体,并诱导表达,为制备具有治疗与预防作用的疫苗奠定基础.方法:通过设计带有编码IL-3N端12个氨基酸引物,用PCR技术从pQE30-V质粒扩增出有接头的v基因,克隆至质粒pTrc99A-HpaA中与hpaA融合.将融合基因插入原核表达载体pQE30,再将pQE30-V-HpaA转化大肠杆菌DH5α,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析表达结果,Western blotting鉴定其抗原性.结果:融合蛋白的相对分子量约为65 000,能与幽门螺杆菌感染的人阳性血清发生抗原抗体反应.结论:重组表达质粒pQE30-V-HpaA表达成功,为进一步研究其免疫学活性及制备疫苗提供了材料.
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人幽门螺杆菌热休克蛋白A编码基因的克隆、表达及抗原性研究
目的:构建含人幽门螺杆菌(Hpylori)热休克蛋白A编码基因的重组载体、进行核甘酸序列分析,并在E. coliBL21中表达,研究其抗原性,为疫苗的开发奠定基础.方法:利用分子克隆技术从Hpylori DNA染色体中,扩增热休克蛋白A编码基因片段;将目的基因与载体pET32a(+)同时经kpnⅠ、BamH Ⅰ双酶切、纯化、连接后,转化含有目的基因的重组载体;以含目的基因片段的重组载体转化大肠杆菌BL21(DE30)并表达;表达产物经纯化后,用Western blot法检测其抗原性.结果:经酶切、测序分析表明,插入的基因片段为Hpylori热休克蛋白A编码基因,与GenBank报道的相比较,有1.6%的碱基(bp)发生变异,1.6%的氨基酸残基改变.经SDS-PAGE分析发现,融合基因表达的蛋白Mr为33×103,其中pET32a(+)表达的蛋白Mr约为20×103,可溶性表达产物占全菌总蛋白的18.96%.重组蛋白经Ni+-NTA琼脂糖树脂纯化后,其纯度达95%以上.用Westernblot方法检测显示,该重组蛋白可被Hpylori阳性患者的血清所识别,具有良好的抗原性.结论:成功地克隆并表达了H pylori热休克蛋白A码基因,为Hpylori蛋白质疫苗的研制和快速诊断试剂盒的研究奠定了良好的基础.
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SARS冠状病毒S蛋白部分序列2的克隆与表达
构建SARS冠状病毒棘突蛋白部分序列2(S2)的原核表达质粒,分析其在大肠杆菌中的表达状况.采用逆转录聚合酶链式反应技术从SARS冠状病毒基因组中扩增出编码S蛋白的第2170到2814位碱基的基因片段,克隆至pMD18-T载体,PCR筛选阳性克隆并测序.用限制性内切酶消化后,目的片段亚克隆至表达载体pGEX-4T-2,转化大肠杆菌JM109,PCR和双酶切鉴定转化菌落.将阳性菌落经IPTG诱导,SDS-PAGE和免疫印迹分析靶蛋白的表达.RT-PCR扩增出S2特异片段,经测序与GenBank比对存在1处碱基突变.S2基因片段亚克隆至表达载体pGEX-4T-2构建成重组表达质粒,并在JM109中表达了S2融合蛋白.成功构建了SARS冠状病毒S2的重组表达质粒,并在大肠杆菌中表达了S2融合蛋白.