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目的:利用生物信息学方法对新发现的华支睾吸虫基因CsSP15编码的蛋白进行结构和功能预测,并利用基因工程技术进行克隆和表达,获得相应的重组蛋白,初步研究重组蛋白的免疫学特性,探讨其作为诊断候选抗原分子的潜在价值。
方法:华支睾吸虫成虫CsSP15的生物信息学分析;CsSP15基因的克隆、表达和纯化;重组蛋白的免疫学功能研究。
结果:①CsSP15生物信息学分析。CsSP15基因全长590bp,含有4个可能的开放读码框,最大的开放读码框(ORF)位于51-515bp,含465bp,编码155aa,起始密码ATG,终止密码TGA,理论分子量为17.10kDa,等电点PI为8.55。CsSP15基因序列的BLASTX结果显示,与CsSP15同源性最高的为日本血吸虫功能未知蛋白基因(登录号:56752713、567554146),一致性达43%,相似性达63%;CsSP15基因推导的氨基酸序列与多个物种附睾分泌蛋白的氨基酸序列有一定的同源性。利用ExPASY中SignalP程序在线分析发现:CsSP15序列的氨基端有一段剪切位点位于地17-18位氨基酸之间的信号肽。RPS—BLAST和InterProScan程序对CsSP15功能域搜索,发现其具有参与胞内胆固醇的识别和转运的机构域Npc2和ML结构域,还具有与变态反应相关的Der—P—2样结构域。②CsSP15基因的克隆、表达和纯化。利用基因的特异性引物扩增出CsSP15目的片段,定向克隆获得的重组原核表达质粒pGEX—4T-1-CsSP15经PCR、双酶切和测序证实构建成功。重组质粒在IPTG诱导下以包涵体形式成功表达出融合蛋白,经SDS—PAGE显示与理论预测的融合蛋白分子量相符。CsSP15-GST融合蛋白经切胶纯化成功。③融合蛋白的免疫学功能研究。纯化的CsSP15-GST蛋白免疫大鼠,获得了大鼠抗CsSP15和抗GST的免疫血清。Western blotting显示CsSP15-GST融合蛋白能被处理组免疫血清和大鼠感染血清所识别,而对照免疫血清和阴性大鼠血清不能识别融合蛋白。通过ELISA检测不同感染度病人血清总IgG发现:在轻、中、重度各16例的华支睾吸虫病人中阳性检出数分别为13、14、11。故在48例阳性病人血清中,阳性检出数38例,敏感性达79.16%。
结论:⑴纯化的CsSP15-GST融合蛋白具有免疫原性和抗原性。⑵CsSP15并非虫体结构蛋白,可能是虫体的分泌蛋白,是华支睾吸虫分泌排泄抗原组分之一。⑶重组CsSP15用于华支睾吸虫血清学诊断的敏感性约79.16%,对轻度和中度感染的敏感性要高于重度感染,具有较好的诊断应用价值。