兔源多杀性巴氏杆菌C51—17株ompA基因表达与免疫原性鉴定

来源 :安徽农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fmwksf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要 [目的] 研究兔源多杀性巴氏杆菌C51-17株ompA基因表达与蛋白免疫原性鉴定。 [方法]根据GenBank公布的多杀性巴氏杆菌序列AE004439设计引物,经PCR 扩增出兔源多杀性巴氏杆菌外膜蛋白ompA基因,开放阅读框包含1 062 bp碱基,插入到pGEX6p1质粒,构建成功重组表达载体pGEXdompA,转入大肠杆菌BL21,经IPTG诱导高效表达出多杀性巴氏杆菌成熟重组外膜蛋白ompA。[结果]表达产物经SDSPAGE分析,重组多杀性巴氏杆菌外膜蛋白ompA分子量在63 ku,Western blot分析显示,重组蛋白能与兔抗多杀性巴氏杆菌高免血清呈现免疫反应,表明表达的重组蛋白具有较好的免疫活性。[结论]获得的重组蛋白为家兔多杀性巴氏杆菌病诊断试剂盒和疫苗的进一步研究奠定基础。
  关键词 兔多杀性巴氏杆菌;ompA ;原核表达
  中图分类号 S188 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)35-227-02
  Abstract [Objective] The aim was to study expression and immunogenicity analysis of the ompA gene of rabbit Pasteurella multocida strain C51-17.[Method]According to published sequence in GenBank AE004439,the primers were designed to amplify the ompA gene of the rabbit Pasteurella multocida outer membrane protein. The open reading frame of ompA gene contained 1 062 bp. The ompA gene was cloned into pGEX6p1 plasmid to get the expression vector which was transformed into E. coli BL21. Pasteurella multocida mature recombinant outer membrane protein of ompA was expressed efficiently which induced by IPTG .[Result] The result of SDSPAGE analysis showed that the recombinant protein of ompA weighted about 63 ku. Western blot analysis showed that the recombinant protein with rabbit antiPasteurella multocida hyperimmune serum rendered immune response which indicating that the recombinant protein had a better immune activity. [Conclusion]Rabbit Pasteurella multocida disease diagnostic kit and vaccine research is expected to develop by using the expressed protein in the future study .
  Key words Rabbit Pasteurella multocida;ompA ; Expression
  多杀性巴氏杆菌是世界各地引起巨大经济损失的病原体。多杀性巴氏杆菌可以引起牛羊的支气管肺炎,黄牛和水牛的出血性败血症,猪的萎缩性鼻炎,家兔的传染性鼻炎和禽霍乱。人感染多杀性巴氏杆菌主要由于狗猫抓咬后细菌通过伤口感染导致蜂窝织炎和淋巴管炎,有时形成复杂脓肿和化脓性关节炎,在免疫功能低下时多杀性巴氏杆菌甚至可以引起全身系统性感染如脑膜炎和心内膜炎[1]。
  外膜蛋白仅存在革兰氏阴性菌细胞膜中,是组成细胞膜的主要成分,在维持细胞形态和物质运输过程中起着重要作用,多杀性巴氏桿菌外膜蛋白被认为是重要的免疫原,对多杀性巴氏杆菌病的发病机理和免疫保护有重要作用[2]。 ompA是多杀性巴氏杆菌主要外膜蛋白之一,ompA在多杀性巴氏杆菌感染过程中对宿主细胞的粘附、侵袭,血清抗体的产生,免疫逃避和免疫靶向起重要作用[3-4]。多杀性巴氏杆菌ompA是暴露在细胞膜表面,能在体内表达,具有良好免疫原性和抗原性的保守蛋白[5]。牛免疫接种多杀性巴氏杆菌外膜蛋白,能产生高的抗体水平,能抵抗攻毒试验,其中ompA是牛产生抗体的主要蛋白[6]。笔者扩增出兔源多杀性巴氏杆菌C51-17ompA基因,在大肠杆菌BL21中实现了高效表达,免疫印迹试验显示,重组蛋白具有较好的免疫原性,以期为以后兔多杀性巴氏杆菌的诊断和疫苗的研制提供优质的蛋白抗原。
  1 材料与方法
  1.1 菌株和质粒 兔源多杀性巴氏杆苗C51-17菌株,由江苏省农业科学院兽医研究所鉴定保存;质粒pGEX6p1、大肠杆菌BL21、大肠杆菌DH5α购自大连宝生物(TaKaRa)有限公司。
  1.2 试剂 DNA Marker DL2000、DNA Marker DL15000、dNTPs、高保真Pfx DNA聚合酶、T4 DNA连接酶、限制性内切酶和DNA凝胶回收试剂盒购自大连宝生物(TaKaRa)有限公司,HRP标记羊抗鼠IgG购自生兴生物有限公司;DAB显色试剂盒购自碧云天生物技术公司,NC膜、IPTG购自基天生物有限公司。
  1.3 ompA基因的扩增 根据GenBank公布的多杀性巴氏杆菌ompA序列AE004439,应用PrimerPremier软件设计2对扩增多杀性巴氏杆菌C51-17ompA基因的引物:PmAF:5′ AAAATCAGGCAAGCGTAT3′,PmAR:5′AGCCACGATGATGAGAAC3′;PmADF:55′CTGGGATCCGCACCACAACCTAACACATTC3′(BamH I),PmADR:5′ GTCCTCGAGTTATTTGTTACCTTTAACAGCG3′(Xho I)。引物由上海英潍捷基生物有限公司合成,引物PmAF、PmAR扩增多杀性巴氏杆菌ompA全基因;引物PmADF、PmADR分别加入酶切位点BamH I、Xho I扩增多杀性巴氏杆菌ompA去信号肽基因。   1.4 多杀性巴氏杆基因组DNA的提取 将多杀性巴氏杆菌C51-17接种于马丁肉汤中,37 ℃振荡培养过夜,所得的菌液用于提取模板DNA,DNA的提取按照柱式细菌DNAout试剂盒说明书进行。
  1.5 PCR扩增 PCR反应体系:模板DNA 4.0 ul,Pfx DNA聚合酶0.4 ul,10×Taq Buffer 2.5 ul,上游、下游引物(20 umol/L)各1.0 ul,dNTPs(2.5 mmol/L)2.0 ul,MgCl2(25 mmol/L)2.5 ul,H2O 11.6 ul。
  PCR反应条件:94 ℃预变性3 min;94 ℃变性35 s,54 ℃退火30 s,68 ℃延伸60 s,35个循环;68 ℃延伸10 min,产物4 ℃保存。
  PCR产物凝胶电泳鉴定:PCR产物经1.2%的琼脂糖凝胶电泳,回收纯化目的片段后送至上海英潍捷基公司测序。
  1.6 重组表达载体的构建及鉴定 用BamH I、Xho I双酶切pGEX6p1质粒,胶回收试剂盒回收酶切后的载体,同时用BamH I、XhoI双酶切去信号肽ompA基因扩增产物,胶回收试剂盒回收含去信号肽ompA基因片段,用T4连接酶连接双酶切后的pGEX6p1质粒和去信号ompA基因片段,连接产物转化大肠杆菌BL21,挑取阳性克隆,提取质粒,用BamH I、Xho I双酶切鉴定,正确的重组质粒pGEXdompA送至上海英潍捷基公司测序。
  1.7 大肠杆菌BL21表达ompA基因及蛋白SDSPAGE分析 将重组质粒pGEXdompA转化感受态大肠杆菌BL21细菌,挑取单个菌落,37 ℃培养至对数生长期,加入IPTG至终浓度为0.2 mmol/L,诱导表达4 h,同时设含空白载体(pGEX6p1)大肠杆菌对照。表达产物用10%聚丙烯酰胺凝胶进行SDSPAGE电泳。
  1.8 Western blot分析 诱导表达的融合蛋白经10%聚丙烯酰胺凝胶SDSPAGE电泳分离后,电转印转移到NC膜上。转移后的NC膜在5%的脱脂乳中4 ℃封闭过夜,先用PBST洗涤2次后,PBS再洗涤1次,每次10 min;洗完后加入1∶200倍稀释的兔抗Pm阳性血清37 ℃孵育1 h后,弃去一抗,先用PBST洗涤2次,PBS再洗涤1次,再以HRP标记羊抗兔IgG为二抗,37 ℃孵育1 h,弃去二抗,先用PBST洗涤2次,PBS再洗涤1次,DAB显色15 min,用水洗涤反应终止。
  2 结果与分析
  2.1 ompA基因的扩增和克隆 利用引物PmAF、PmAR进行PCR扩增,成功扩增了ompA基因。扩增片段大小为1 062 bp;引物PmADF,PmADR扩增ompA去信号肽基因,扩增片段大小为999 bp,编码332个氨基酸(图1)。测序结果正确。
  注:M.2 000 bp DNA分子质量标准 ;1.ompA基因PCR产物 ;2.去信号肽ompA基因PCR产物。
  2.2 重组载体pGEXdompA双酶切鉴定 将引物PmADF、PmADR扩增的ompA去信号肽基因插入到pGEX6p1载体,构建成功的重组载体pGEXdompA,用BamH I,Xho I双酶切重组载体pGEXdompA,酶切产物经1%的琼脂糖凝胶电泳分离得到去信号肽ompA基因999 bp、pGEX6p1载体4 900 bp,鉴定结果见图2,将酶切鉴定符合的重组载体pGEXdompA送上海英潍捷基公司测序,测序结果与PmADF、PmADR扩增ompA去信号肽基因完全一致。
  注:M1.15 000 bp DNA分子质量标准 ;1.pGEX6p1空载体BamH I、Xho I双酶切产物;2.重组载体pGEXdompA BamH I、Xho I双酶切产物;M2.2 000 bp DNA分子质量标准。
  2.3 大肠杆菌导入BL21诱导表达ompA蛋白SDSPAGE和Western blot分析 将重组载体pGEXdompA导入BL21大肠杆菌后,挑取單菌落接种至AMPrLB培养基,37 ℃培养至对数生长期,加入IPTG至终浓度为0.2 mmol/L,诱导表达4 h后,经10%聚丙烯酰胺凝胶进行SDSPAGE电泳,结果出现63 ku的蛋白条带,与预期大小一致。Western blot分析结果显示,表达的重组蛋白与兔抗多杀性巴氏杆菌阳性血清在63 ku处出现免疫反应,而与兔抗多杀性巴氏杆菌阴性血清没有反应(图3)。
  3 结论与讨论
  该研究对兔源多杀性巴氏杆菌C51-17外膜蛋白ompA基因进行了扩增,开放阅读框包含1 062 bp碱基,翻译成蛋白包含353个氨基酸,分子量38 ku,用Signal PV2.0预测信号肽的裂解位点位于第21~22个氨基酸之间,在NCBI中Blast序列比对结果显示,与Pm70菌株核苷酸的同源性达96%,氨基酸的同源性达98%。在构建重组表达载体pGEXdompA时去掉前面63个编码信号肽核苷酸,避免大肠杆菌表达多杀性巴氏杆菌ompA时,重组蛋白融合到宿主菌的细胞膜蛋白SDSPAGE和Western blot分析中,干扰宿主细菌细胞膜的功能,影响重组蛋白的表达,去掉信号肽的重组多杀性巴氏杆菌外膜蛋白ompA得到高效表达,表达产物经免疫印迹试验证明具有较好的免疫原性。
  ompA蛋白具有较好的抗原性,能够诱导机体产生细胞免疫和体液免疫,重组的多杀性巴氏杆菌外膜蛋白ompA免疫小鼠后,能刺激机体产生强烈的Th2型免疫反应,产生高 IgG1抗体[7],表明体外表达的重组蛋白免疫动物同样刺激机体产生免疫反应,因此该研究表达的重组多杀性巴氏杆菌蛋白ompA可以作为诊断试剂盒和疫苗开发的蛋白使用。
  参考文献
  [1] EWERS C,LUBKE-BECKER A,BETHE A,et al.Virulence genotype of Pasteurella multocida strains isolated from different hosts with various disease status[J].Vet Microbiol,2006,114:304-317   [2] BASAGOUDANAVAR S H,SINGH D K,VARSHNEY B C,et al.Immunization with outer membrane proteins of Pasteurella multocida(6:B) provides protection in mice[J].J Vet Med A Physiol Pathol Clin Med,2006,53(10):524-530.
  [3] DABO S M,CONFER A W,QUIJANOBLAS R A,et al.Molecular and immunological characterization of Pasteurella multocida serotype A:3 OmpA:evidence of its role in P.multocida interaction with extracellular matrix molecules[J].Microb Pathog,2003,35(4):147-157.
  [4] SMITH S G,MAHON V,LAMBERT M A,et al.A molecular Swiss army knife:OmpA structure,function and expression[J].FEMS Microbiol Lett,2007,273(1):1-11.
  [5] CARPENTER T,KHALID S,SANSOM M S,et al.A multidomain outer membrane protein from Pasteurella multocida:Modelling and simulation studies of PmOmpA[J].Biochim Biophys Acta,2007,1768(11):2831-2840.
  [6] PRADO M E,DABO S M,CONFER A W,et al.Immunogenicity of ironregulated outer membrane proteins of Pasteurella multocida A:3 in cattle:Molecular characterization of the immunodominant heme acquisition system receptor(HasR) protein[J].Vet Microbiol,2005,105(3/4):269-280.
  [7] DABO S M,CONFER A,MONTELONGO M,et al.Vaccination with Pasteurella multocida recombinant OmpA induces strong but nonprotective and deleterious Th2type immune response in mice [J].Vaccine,2008,26:4345-4351.安徽農业科学,Journal of Anhui Agri. Sci.2015,43(35):238-240
其他文献
摘要 [目的] 探讨不同温度下病死猪的生物降解效果。[方法] 将2头病死猪进行粉碎处理后随机分为3组:试验Ⅰ组(60~70 ℃发酵)、试验Ⅱ组(75-85 ℃发酵)、对照组(常规自然发酵),测定各处理组细菌、病毒、重金属及主要营养成分含量。[结果] 发酵第3天试验Ⅰ组和Ⅱ组大肠杆菌数分别比对照组减少30.37%和43.24%, 第8天试验Ⅰ组和Ⅱ组大肠杆菌数分别比对照组减少54.08%和76.13
期刊
摘要 [目的]掌握南海口岸周边范围内的昆虫情况。[方法]于2014、2015年對南海口岸货场害虫进行初步调查与监测,并结合南海口岸实际情况提出防治措施。[结果]在南海口岸共发现昆虫10目48科69种,其中外来入侵昆虫有2种;提出了加强对口岸本底害虫的监测和调查、在口岸建立完善外来有害生物监测体系、定期喷洒杀虫剂等防治措施。[结论]试验结果为开展边境口岸有害生物风险分析工作、制订有害生物入侵的检疫与
期刊
摘要 [目的] 实现高效生产细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)。 [方法]以解淀粉芽孢杆菌ZF7(Bacillus amyloliquefaciens ZF7)为菌源,通过单因素试验和中心组合试验原理设计响应面法(CCRD)对其发酵生产BC的发酵条件进行优化。[结果]利用单因素试验确定了最适碳源与氮源分别为D葡萄糖和酵母膏,并确定了D葡萄糖、酵母膏及无水乙醇添加量对BC产量
期刊
摘要 [目的]根据育种的目标和市场要求,筛选大花蕙兰杂交育种优质新品种。[方法]以大花蕙兰杂交果荚为原材料,经组培非共生萌发后获得杂交苗,通过层次分析法与灰色关联度法综合评价,筛选出11株优良株系,并对筛选出的变异优良株系以其亲本品种为对照进行植物学性状鉴定。[结果]11份株系在形态特征上与其对应亲本都有较为明显的差异。 [结论]♀浪漫×♂黄金薄荷(1611)具有一定的观赏价值,♀马州立卡×♂红颜
期刊
摘要  分析了我国转基因作物研发现状及安全管理,对我国转基因作物的研发和安全管理提出了相应的思考建议。  关键词转基因生物技术;转基因作物;安全管理;建议  中图分类号S-9文献标识码A文章编号0517-6611(2015)25-333-04  Abstract Based on the analysis of the R&D status and safety management system
期刊
摘要为了获得近15年抚仙湖水面面积变化情况及影响因素,基于2000~2015年长时间序列Landsat ETM+和OLI共5景遥感影像,利用缨帽变换及密度分割技术快速准确地提取了云南省抚仙湖水体信息,自动绘制矢量边界,并结合研究区年平均气温及降水量资料,分析了抚仙湖水面变化的影响因素。通过ETM+和OLI传感器参数、各波段灰度直方图对比研究以及实际运用发现,缨帽变换图像处理技术应用于OLI影像具有
期刊
摘要 [目的] 建立高效的西洋参胚性愈伤组织诱导体系。[方法] 以裂口的西洋参种子为试材,研究不同激素对西洋参种胚脱分化启动与愈伤组织诱导的影响,并分析其体胚发生过程。[结果] 不同激素对西洋参胚性愈伤组织诱导效果存在明显差异,当培养条件为MS+2,4D 0.5 mg/L+6BA 1.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L+IBA 0.5 mg/L时,愈伤组织诱导率最高为96.4%;在解剖显微镜下
期刊
摘要 利用“十二五”期间每年上、下半年开县环境监测站对全县40个镇(乡、街道)40余个乡镇集中式饮用水源地的水质监测数据,研究探讨水质变化规律,为政府改善城乡居民饮水安全,全面提升水质达标率提供技术支撑和决策参考。结果表明,“十二五”期间开县乡镇集中式饮用水源地水质总体呈逐年改善趋势,水质主要超标对象为水库,主要超标指标为化学需氧量、总磷、高锰酸盐指数、总氮等,主要污染来源为氮、磷和有机类的生活污
期刊
摘要 [目的]筛选适合相对高温环境生产出菇的菌种。[方法]通过比较11个野生灰树花菌株的菌丝生长速率、生长势、拮抗性,并以栽培周期、子实体品质及前期生物学转化率等为指标进行工厂化栽培考察。[结果]菌株“ZDSJ08”在24~32 ℃生长温度层架式栽培方式下,71 d 2次出菇累计基质生物转化率为88.6%;同时在颜色、风味、叶片厚度、口感及朵形等方面表现优秀。[结论]菌株“ZDSJ08”适合灰树花
期刊
摘要 [目的] 建立水产品中孔雀石绿、隐色孔雀石绿、结晶紫、隐色结晶紫、亮绿的快速检测方法。[方法] 采用氯化钠溶液与二氯甲烷液液萃取净化,建立快速检测水产品中孔雀石绿、隐色孔雀石绿、结晶紫、隐色结晶紫、亮绿的超高液相色谱-串联质谱方法。[結果]孔雀石绿、隐色孔雀石绿、结晶紫、隐色结晶紫、亮绿5种化合物的标准曲线相关系数均大于0.992,信噪比均在10以上,加标回收率为80.40%~119.70%
期刊