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登革病毒(Dengue virus，DV)隶属黄病毒科，为单股正链RNA病毒，有4个不同的血清型(DV Ⅰ-Ⅳ)，主要通过埃及伊蚊和白纹伊蚊传播，可引起登革热、登革出血热、登革休克综合症等多种疾病，是常见的虫媒病毒。近年来随着全球气候变暖、环境恶化及人员流动性增加，其爆发日益频繁。而登革病毒免疫机制复杂，目前一般认为，由于抗体依赖性感染增强现象(Antibody—dependent enhancement，ADE)，不同血清型登革病毒的二次感染，可导致严重的出血热(Dengue haemorrhagic fever，DHF)及登革休克综合症(Dengue shock syndrome，DSS)。有关学者认为，在此过程中四型登革病毒E蛋白中的黄病毒共有抗原表位起感染增强作用，而登革病毒型特异性抗原表位则起中和作用。另一方面，有关学者已经利用包括大肠杆菌、毕赤酵母、昆虫细胞等多种表达系统对登革病毒E基因的表达条件进行了探讨，由于未知的原因，已见报道的原核表达产量都不高，影响了下一步的诊断试剂或登革病毒致病机理的研究。因此，利用生物信息学方法，对登革病毒中黄病毒共有抗原表位及登革病毒型特异性抗原表位进行系统分析，将大大提高这类抗原表位的筛选效率。在此基础上，对登革病毒E基因的表达条件进行系统的分析，将为安全有效的四价登革疫苗和高敏感度、高特异性的诊断方法的研发奠定基础。
本研究利用生物信息学软件DNAStar，分析登革Ⅰ-Ⅳ型病毒、黄病毒和流行性脑炎病毒包膜蛋白(envelope)蛋白的氨基酸序列的亲水性、可塑性、表面可及性和抗原性，同时考虑二级结构的因素，预测这六种病毒共有的15个抗原表位和每种病毒的特异性表位47个。为了进一步探讨登革病毒原核表达条件，在生物信息学分析的基础上，利用PCR扩增及病毒基因组内部的酶切位点酶切后，共获得了登革病毒基因组不同区域的11个片段，利用pET32、pET28、pMAL-C2x、pGEX-4T-1原核表达载体构建登革Ⅱ型病毒广东流行株GD08/98 M、E蛋白基因不同区段的26个原核表达载体，随后通过利用不同的表达宿主菌BL21(DE3)、Rosetta(DE3)，及表达条件优化对影响登革Ⅱ型病毒E基因表达的因素进行了系统的分析，结果表明：在E蛋白C末端E423-495处大段的高度疏水区对E基因的表达造成关键性的影响，具有该区域的基因片段均不能表达，而N末端E15—35处的疏水区也对其原核表达造成影响。稀有密码子分析发现，登革病毒Ⅱ型病毒E基因中广泛使用了大肠杆菌的稀有密码子，而在3’端E210-216区域连续分布．AGA、CTA、CTA，E458—466区域连续分布CTC、ATA、ATA3个稀有密码子，该区域在BL21(DE3)宿主菌中均不能表达，而转化Rosetta(DE3)宿主菌后则获得了高效表达，说明该区域的稀有密码子对原核表达产生影响。通过系统的条件优化，26个重组子中共有6个获得了高效表达。
通过本研究，我们完成了对登革病毒E蛋白抗原表位的初步分析，优化了原核表达条件，深入探讨了影响登革病毒E基因原核表达的因素，为登革疫苗的研制和诊断抗原的开发利用奠定了基础。