金黄色葡萄球菌肠毒素B适配体的SELEX筛选、分子对接及初步应用

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金黄色葡萄球菌肠毒素B(staphylococcal enterotoxin B,SEB)是金黄色葡萄球菌分泌的众多肠毒素中一种常见的肠毒素(staphylococcal enterotoxins,SEs)。目前,SEB的检测方法主要包括生物学、免疫学和仪器学等方法。其中,免疫学方法是目前应用最广泛的一种检测方法,具有快速、简便、特异、灵敏等特点,但是在此方法中用到的抗体作为一种蛋白质易受到外界因素的影响产生假阳性或假阴性的结果,在很大程度上限制了其应用。适配体是由SELEX(systematic evolution of ligands by expotional enrichment)技术筛选得到的寡核苷酸片段,稳定性好,易于制备,易于修饰,便于储存,受外界因素影响小,在医学、食品安全等检测领域具有很好的应用前景。  本研究用优化了的SELEX技术以SEB为靶分子,筛选得到了4个针对SEB的适配体,利用Mfold对各适配体的二级结构进行了分析,利用Discovery Studio3.0软件模拟了适配体的高级结构,并用此软件将适配体与SEB进行了分子对接,分析了两者的相互作用力和主要的氨基酸结合位点,最后建立了一种基于适配体的非修饰的胶体金比色法检测SEB的方法。具体的研究结果如下:  1.金黄色葡萄球菌肠毒素B适配体的筛选及二级结构分析  比较分析得到了质量较好的文库和引物序列,以 SEB为靶分子,用茎环引物法制备亚文库,经过15轮筛选以后,将最后一轮筛选的亚文库扩增为双链,连接转化后随机挑选克隆子进行测序,共得到4条不同的适配子序列,并用Mfold分析了各适配体的二级结构,显示主要为茎环或发夹结构,这可能是适配体与SEB结合的结构基础。加入 SEB后15-1适配体的溶解温度提高12℃,表明与SEB结合后适配体的折叠变的更加复杂,等温滴定微量热仪(isothermal titration calorimetry,ITC)检测出SEB与15-1适配体的结合比为1:1。  2.SEB与适配体的分子对接  利用Discovery Studio3.0模拟了各适配体的高级结构,10-1、14-1、15-1的高级结构是类似于抗体的“Y”字形结构,16-1的高级结构如网状结构。然后将各适配体与SEB进行了分子对接,显示主要的氨基酸结合位点为Tyr和Gln。3.基于适配体的非修饰的胶体金比色法检测SEB方法的建立  根据优化了的NaCl浓度、适配体浓度以及结合时间等以胶体金粒子为信号物质建立了一种非标记型比色法来检测SEB。根据SEB与适配体作用前后胶体金粒子在520 nm和620 nm处吸光度比值的变化对SEB进行了定量分析。在优化了的条件下对SEB的检测限为10 ng/mL。这说明这种检测方法对食品中SEB的检测具有很好的应用前景。此方法对 SEB有良好的选择性,并且具有灵敏、简单的优点。SEB在人工污染牛奶样品中的加标回收率在78.7%-90.3%,平均回收率为85.4%。
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