幼畜腹泻双价基因工程疫苗(K88、K99)抗原蛋白的生产工艺

本文报道了在幼畜腹泻双价基因工程菌(K88、K99)的高密度发酵和抗原蛋白基因过量表达的研究基础上生产抗原蛋白疫苗的工艺。高密度发酵的工程菌(K88、K99)发酵液经65℃保温处理、离心除去菌体,清液部分含发酵液中抗原量的80％,加聚乙二醇(至最终浓度为7％)沉淀可回收全部抗原蛋白,加消毒的生理盐水溶解及稀释后分装冻干制成抗原蛋白疫苗。疫苗的组成份主要有分子量为52、36、22、18kd的蛋白。此法制备的双价疫苗不经甲醛处理,保持了抗原蛋白的天然空间结构,因此用其免疫怀孕的母猪、分娩后母猪乳汁中含有较高效价的抗体、能中和肠毒素大肠杆苗,有效地保护了仔猪黄痢的危害。     

带有K88与K99两种伞毛抗原基因的重组质粒的构建

产肠毒素大肠杆菌能引起仔猪、犊牛、羔羊等新生幼畜发生急性腹泻,K88与K99是这类产肠毒素大肠杆菌所产生的两种在免疫性质上不同的伞毛抗原。质粒pTK8899—6和pTK8899—8是由来自K99质粒DNA的4．5×10⁶道尔顿大小的BamHI片段与带有K88伞毛抗原基因的质粒pTK90DNA重组而构建成的;带有pTK889g一6或pTK8899—8的大肠杆菌c600菌株均能同时产生K88与K99两种伞毛抗原。限制性酶切图谱的研究表明,pTK88g9—6与pTK8899—8 DNA的分子量均为11．85×10⁶道尔顿,但这两种重组DNA中所带Kg9伞毛抗原基因的片段连接在载体DNA上的方向彼此相反,带有pTK8899—6或pTK8899—8的大肠杆菌c600菌株在产生K88或K99伞毛抗原的能力上没有明显的差别。带有K88与K99两种伞毛抗原基因重组质粒的大肠杆菌菌株有可能用作预防仔猪,犊牛和羔羊急性腹泻的菌苗。     

表达ST1-LTB-α-β融合蛋白基因工程菌株的构建及其免疫原性分析

采用分子生物学技术构建了含有ST1-LTB-α-β融合基因的重组菌株BL21（DE3）（pETST3LTBαβ）,SDS-PAGE和Western blotting分析表明ST1-LTB-α-β融合基因在大肠杆菌中得到了高效表达,融合蛋白分子量约为110kD;20L发酵罐培养得到的最佳诱导条件为：重组菌株以1％接种量、5L／min通气量培养3h后加终浓度为0．03mol／L的乳糖诱导,通气量升至12．5L／min继续培养6h,表达量占菌体总蛋白的38．53％;表达的ST1-LTB-α-β融合蛋白无毒性但具有免疫原性。可以抵抗大肠杆菌和产气荚膜梭菌的感染;构建的重组菌株BL21（DE3）（pETST3LTBαβ）有望作为预防仔猪腹泻基因工程疫苗的候选生产菌株。     

佐剂的研究进展

佐剂是一类与抗原合用并能增强和调节抗原免疫应答的物质。随着基因工程技术在疫苗研究中的应用,产生了新一代基因工程疫苗。迄今为止,用重组DNA技术生产的疫苗只有乙肝疫苗、伪狂犬病毒苗和幼畜腹泻苗。要使更多的基因工程疫苗应用于临床,需     

基因工程菌生产重组人组织因子的发酵研究

根据表达重组人组织因子基因工程菌的自身特点,在30L发酵罐上,通过控制发酵pH、葡萄糖浓度、诱导物磷酸浓度、搅拌速度及采用分批补料等方法,对重组人组织因子基因工程菌高密度发酵和高效表达的条件进行了研究。实验结果表明:诱导物终浓度低于0.1mmol/L,菌体密度OD60014,发酵周期10.5h,基因工程菌批发酵平均产量为37.41g/L,重组人组织因子表达量为6.56 mg/L。关键词:基因工程菌;高密度发酵;组织因子     

克隆毒素源性大肠杆菌K88ac抗原基因

E.coli79-l454(08：K88ac K31：H^-)是北京生物制品检定所从上海郊区腹泻的仔猪分离到的野生型毒素源性大肠杆菌,该菌产生K88ac抗原,产生热敏感毒素(LT)和热稳定毒素(sT)。发酵棉子糖,抗四环素,含有50Md的大质粒。用碱变性法提取,以线性cscl-EB密度梯度离心法纯化大质粒,用HindⅢ酶消化,回收6.5Md的片段,与载体pBR322连接,转化到E.coliRRl,选出Ap¹Tc²的转化子,用玻片凝集,琼艚扩散。K88ac抗血清致敏的绵羊红细胞反向间接血凝,被动溶血,ELISA等方法检测K88ac抗原均为阳性的重组体,其中一株命名为E.coliRR1(pMM031),酶切图谱表明除含pBR322 DNA的片段外,还台有约为6．5Md的片段,此片段是HindⅢ酶消化大质粒DNA产生的第二条片段,含有为K88ac抗原基因编码的遗传决定子。用LT基因探针菌落原位杂交,Y—l肾细胞试验等方法检测结果表明重组体不产生LT;用乳鼠试验及STb基因探针杂交均是阴性,说明重组体不产生ST。由此可见重组体产生K88ac抗原,但无毒性,有可能用作疫苗栋,也可以与其他因子配伍构建成更好的活疫苗株。     

毒素源性大肠杆菌K88ac抗原基因的次级克隆和重组质粒的限制图

从我国引起仔猪腹泻的野生株E. coli 79-1454克隆了K88ac抗原基因,获得了重组体E. coli RR1(pNZ8801),分子量为10 Md。为了得到分子量更小的重组体,用E．coRI消化重组质粒,除去中间约3.2 Md的片段,得到次级克隆株E. coli RR1(pNZ8802),质粒分子量为6.8 Md。测定其K 88ac抗原为阳性,而且其产生的K88at抗原量略高于初级克隆株。电镜照片表明重组体表面长有菌毛。萤光抗体染色和猪刷状缘细胞粘附试验亦表明有良好的粘附生物活性。此重组体可以与本人克隆的K99抗原基因构建成复合重组体。本文还作了重组体的限制性酶切图。     

表达ST1-LTB-a-b融合蛋白基因工程菌株的构建及其免疫原性分析

采用分子生物学技术构建了含有ST1-LTB-a-b融合基因的重组菌株BL21(DE3)(pETST3LTBab), SDS-PAGE和 Western blotting分析表明ST1-LTB-a-b融合基因在大肠杆菌中得到了高效表达, 融合蛋白分子量约为110 kD; 20 L发酵罐培养得到的最佳诱导条件为: 重组菌株以1%接种量、5 L/min通气量培养3 h后加终浓度为0.03 mol/L的乳糖诱导, 通气量升至12.5 L/min继续培养6 h, 表达量占菌体总蛋白的38.53%; 表达的ST1-LTB-a-b融合蛋白无毒性但具有免疫原性, 可以抵抗大肠杆菌和产气荚膜梭菌的感染; 构建的重组菌株BL21(DE3)(pETST3LTBab)有望作为预防仔猪腹泻基因工程疫苗的候选生产菌株。     

乳杆菌对致病性大肠杆菌K88和O138体外存活抑制的动力学研究

研究了一株分离自断奶仔猪小肠黏膜的肠乳杆菌L1（Lactobacillus intestinalis）体外发酵特性,及其代谢产物对病原性大肠杆菌Escherichia coli K88和O138存活的影响。体外发酵结果表明：发酵12h后,L,菌液pH值迅速降至3．90,并产生大量乳酸,为104．08mmol／L。L1菌株代谢产物对K88和O138体外生长抑制的动力学研究表明：L1菌株代谢产物对K88和O138存活具有很强的抑制作用;L1菌株发酵液与含相同浓度乳酸的自制培养液比较结果表明：乳酸在L1菌株代谢物对K88和O138存活抑制中发挥了主要作用：K88和O138对pH4．5的MRS培养液具有一定的耐受能力。     

用遗传工程技术构建含E．Coil K88ac和 LT(A-B+)两种抗原基因的菌株

用我室克隆的含大肠杆菌K88ac抗原基因的pMM031质粒和含肠毒素LT(A^-B⁺)抗原基因的质粒pPMc4,使用限制性内切酶BamHI酶解,取得了K88ac抗原基因的片段,再经和BamH I消化的质粒pPmc4连接重组,构建了同时具有这两种抗原基因的质粒pMM085羟琼脂糖凝胶电泳分析,pMM085质粒的分子量约为14．6Md,在宿主菌E．CoilC600,经过ELISA和反向间接血凝等几种试验测定K88ac抗原,结果都说明其抗原产量与亲本菌株基本相同。重组菌的抗甘露糖豚鼠红细胞凝集反应也是阳性。对肠毒素抗原用被动溶血试验测定,结果说明其LT-B的产量和亲本菌的产量也基本相同。重组的工程菌株经兔肠结扎试验表明没有毒性反应,因此重组菌株可以作为预防仔猪腹泻的活菌疫苗候选株。     

K_(99)—F_(41)双纤毛菌的构建

产肠毒素大肠杆菌能引起仔猪、犊牛、羔羊等新生幼畜发生急性腹泻、K_(99)和F_(41)是这类产肠毒素大肠杆菌所产生的两种在免疫性质上不同的纤毛抗原。 提取K_(99)质粒,用HindⅢ酶消化,再用低熔点琼脂糖电泳回收分子量约为11Md的K_(99)的HindⅢ片段,并将该片段与经过碱性磷酸酶处理的PBR322载体重组,转化大肠杆菌C_(600)。用ELISA筛选K_(99)抗原阳性克隆。 E.coli83919F_(41)~+是非致病的产生F_(41)纤毛抗原的野生菌株。且F_(41)抗原基因是由染色体编码的。采用转化的方法将K99人工重组质粒转化到E.coli83919F_(41)~+中构建成K_(99)—F_(41)双纤毛基因工程菌。双纤毛菌中K_(99)抗原表达达到给体菌的水平,而F_(41)抗原的表达未受到明显的干扰。     

人纤溶酶原K1-3基因的克隆、表达和产物的纯化及抗癌活性分析

纤溶酶原K1－3功能区是近年发现的血管生成抑制因子,具有抑制肿瘤生长和转移的活性。以人血管生成抑制素cDNA为模板用PCR技术扩增了K1－3功能区的基因,DNA序列分析后克隆至质粒pPIC9上获得重组质粒pPIC9K13转化毕节酵母GS115,用PCR和G418法筛选高拷贝转化子,进行摇瓶发酵。SDS－PAGE和Western blot分析结果证实K1－3基因已在GS115分泌表达,并具有免疫活性。选用30L和80L罐进行高密度发酵,甲醇诱导48h细胞密度达到OD250－300,比摇瓶提高5－6倍,表达量150－200mg/L,发酵上清液经Streamline SP离子交换及Phenyl-Sephorose疏水层析纯化,在SDS－PAGE上显示一条带,纯度96％,动物实验证明纯化产物具有抗血管生成和抗肿瘤的活性。     

用原生质体转化技术构建含有大肠杆菌K88acLT-B和0149抗原基因的菌株

毒素源性大肠杆菌(ETEC）是可以引起幼畜腹泻 的致病菌,此类菌具有对宿主特异的起粘附定居作用 的菌毛,还有直接引起腹泻的肠毒素,目前已发现对热 敏感的肠毒素LT和对热稳定的肠毒素ST。在临床 中经常分离到的带有K88菌毛抗原的致病菌主要是 引起新生仔猪的急性腹泻,其发病、流行都比较快,是 新生仔猪死亡的一个重要原因,给畜牧业造成极大的 危害〔‘’。本实验室经过几年的研究,已经构建了具有 K88ac菌毛抗原和LT肠毒素B亚单位抗原的无毒菌 株,并已作为疫苗菌株应用于畜牧业中。但是考虑到 自然界野生型菌株生命力强,还具有多种不同的。抗 原,所以发展口服免疫的活菌苗有必要考虑上述因素。 这样当孕猪口服免疫活菌苗后,即可以产生更好的免 疫应答,刺激细胞和体液免疫系统,产生保护性伉体, 通过初乳给新生仔猪提供保护。本实验利用我们构建 的带有K88ac抗原和LT=B抗原基因的PMM085质 粒（待发表于生物工程学报,1987,和一株带有0149 抗原和K88ac抗原的野生型菌株,在用常规的Ca'十 处理受体菌转化未获成功后,又利用PEG诱导的原 生质体转化方法,把质粒PMM085转化到上述带有 014,抗原基因的野生型菌中,得到了带有K88ac,LT-B 和014,抗原基因的无毒菌株。可望此菌株能更好地 模仿自然感染致病菌株,在免疫中产生更好的预Vi作 用。     

加强表达6-磷酸果糖激酶提高Bacillus subtilis乙偶姻合成效率

乙偶姻是枯草芽孢杆菌的主要胞外产物,它是一种广泛使用的食用香精,同时也可作为重要的化学中间体,因此提高枯草芽孢杆菌乙偶姻的产量和生产效率有重要意义。本研究克隆了编码枯草芽孢杆菌6-磷酸果糖激酶(PFKA)和丙酮酸激酶(PK)的编码基因pfk A和py K,并分别将其在高产乙偶姻的枯草芽孢杆菌BM(敲除了2,3-丁二醇脱氢酶的编码基因bdh A)中过量表达。结果表明过量表达PFKA或者PK能有效提高糖酵解速率以及发酵过程的生物量,并且过量表达PFKA与过量表达PK相比更有利于乙偶姻的合成。在5 L发酵罐上对工程菌进行发酵实验发现,经底物流加发酵,乙偶姻产量达到66.8 g/L,生产效率达到0.74 g·(L·h)-1。本研究为利用枯草芽孢杆菌作为细胞工厂生产相关化合物有重要的借鉴意义。     

一类不具有K88和K99抗原的大肠杆菌对仔猪小肠上皮的粘着性和电镜形态观察

由北京市农业科学院畜牧兽医研究所提供的苇沟5、巨山1及大兴1三个仔猪黄痢病原性大肠杆菌菌株,都不具有K88和K99抗原,但它们对仔猪都有很强的致黄痢作用。它们的菌体O抗原部属O64,同时具有一个共同的K(L)抗原。这三个菌株均能强烈地粘着于仔猪迥肠和空肠的粘膜绒毛上皮上。电镜形态观察,可见菌体表面有多条菌毛样结构,在铬喷镀投影标本中,这种菌毛可长达4μm。这类不具有Kss和K99抗原的肠病原性大肠杆菌菌株同时具有另一种与菌毛有关的表面粘着素K抗原。     

抗幼畜腹泻病原菌E. coli表面抗原(K99)单克隆抗体细胞株的建立与抗体特性分析

本文概述了抗幼畜腹泻病原菌细胞表面抗原K 99蛋白的单克隆抗体杂交瘤细胞株的建立与抗体特性的鉴定。经过近半年的体外培养,大多细胞株仍能持续分泌较高滴度的单克隆抗体。腹水中抗体的ELIS．~反应滴度可达2 x 10’。通过EL[SA、免疫荧光、斑点试验、免疫扩散和玻板凝集等多种免疫学方法证明了该抗体是抗K 99蛋白的单克隆抗体。该抗体的特异性与稳定性分析,为使单克隆抗K 99抗体成为幼畜细菌性腹泻病的大规模诊断与防冶的标准免疫学试剂提供了基础。     

动物病原大肠杆菌K88的绿色荧光蛋白基因标记及其稳定性研究

成功地将gfp/luxAB双标记基因整合到K88染色体上,得到绿色荧光蛋白基因标记的大肠杆菌K88∶gfp/lux,其菌体和菌落形态与原始菌株K88完全一致,引入的新质粒不影响菌株的基本形态。从含gfp基因的质粒DNA和K88∶gfp/lux基因组DNA上均可扩增出大小约700 bp的gfp基因片段。大肠杆菌特异性基因检测结果表明,从大肠杆菌K88和K88∶gfp/lux基因组DNA上均扩增出大小约260 bp的大肠杆菌特异性基因片段,说明gfp基因标记后的菌株均为大肠杆菌。在相同的培养条件下,K88∶gfp/lux和K88的生长曲线的变化趋势基本相同。通过检测肠毒性基因(estA)发现,从大肠杆菌K88和K88∶gfp/lux基因组DNA上均扩增出大小约158 bp的肠毒性基因片段,说明gfp基因标记后的菌株在肠毒性方面未发生变化。在无选择压力条件下将K88∶gfp/lux菌株每隔12 h连续转接10次后,所有菌落均保持着均匀并且强烈的绿色荧光,说明标记基因在K88∶gfp/lux中的表达稳定性很高。K88∶gfp/lux和K88在中性偏酸性的环境中生长较好,当初始pH值偏碱性时,生长较差。     

基于密码子优化的蛋白酶K在毕赤酵母中的表达及分离纯化

【目的】提高蛋白酶K在毕赤酵母中的表达产量,建立分离纯化方法。【方法】首先对蛋白酶K密码子进行优化,将其导入毕赤酵母GS115中实现分泌表达。然后对甲醇浓度、发酵温度和p H等表达条件进行优化,再对硫酸铵沉淀、亲和层析等纯化工艺进行比对分析。【结果】蛋白酶K密码子优化后实现了在毕赤酵母中的高效表达。在甲醇量0.75%、温度25°C和p H 7.0条件下进行发酵罐培养,蛋白酶K表达量达到2.2 g/L。采用Ni-NTA亲和柱对发酵液进行纯化可以得到较好的纯化效果。【结论】密码子优化后的蛋白酶K在毕赤酵母中高效表达并可以利用Ni-NTA亲和柱进行有效分离纯化。     

基因工程大肠杆菌发酵的研究

基因工程菌的发酵工艺研究在生物高技术产业化的发展中具有重要的意义。研究结果表明,每１０Ｌ发酵液可得１～２ｋｇ湿菌体,发酵时间从一般的２４～３０ｈ缩短到６～８ｈ,５Ｌ、１５Ｌ、１５０Ｌ发酵罐都可得重复性的结果。这项发酵工艺研究不仅适用于Ｅ．Ｃｏｌｉ各种不同类型的表达启动子的工程菌,也适用于野生菌株疫苗等的生产,将对我国基因工程产业化起重要作用。     

K88大肠杆菌菌毛蛋白发酵工艺条件优化研究

分别采用LB培养基、牛肉膏蛋白胨培养基、强化营养培养基、玉米浆培养基对大肠杆菌K88进行发酵培养,选出最适于大肠杆菌K88生长的玉米浆培养基;采用正交实验对玉米浆培养基的C／N、K2HPO4／KH2PO4、Mg^2＋的配比进行优化,筛选最适于大肠杆菌K88生长的营养配比;研究生长曲线、接种量以及菌体和菌毛生产量的相关性,根据实验结果优化发酵培养条件,确定菌种的最佳发酵工艺,以收获最多的K88菌毛蛋白。研究表明,K88大肠杆菌在玉米浆培养基C／N、K2HP04／KH2PO4的配比分别为5／11、1／1,Mg^2＋为0．1g/mL,pH值为7．2,转速为200r／min,接种量为4．5％的条件下发酵26个小时,菌体和菌毛生产量均达到高峰,同时得出菌毛蛋白产生量和菌体量成正相关。