HIV-1 Gag多表位嵌合基因的构建及表达蛋白的抗体制备

旨在通过构建Gag的抗原多表位融合基因及在原核系统的高表达,为HIV诊断及可能的疫苗制备提供试验基础。选定HIV-1 Gag基因中3个片段包含较多抗原表位的区域,设计带有酶切位点的引物,用PCR的方法从HIV-1HXB2全基因扩增编码这3个片段的基因序列,通过质粒提取、酶切、测序方法鉴定基因片段的正确性,SDS-PAGE和Western blotting测定融合蛋白的表达,并免疫动物制备相应抗体。结果显示,构建的HIV-1 Gag多表位嵌合基因的原核表达质粒,酶切和测序结果表明基因序列正确,基因全长576bp。在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达的重组蛋白分子量为27kD,以包涵体的形式存在。纯化目的蛋白免疫家兔,制备多克隆抗体IgG。ELISA和免疫荧光方法检测显示制备的多克隆抗体能具有特异性反应。成功构建和高表达了HIV-1 Gag多表位融合蛋白,纯化蛋白制备的抗体与HIV-1Gag有特异性结合。为进一步研究HIV-1奠定了试验基础。     

HIV-1包膜蛋白gp41优势抗原的构建及可溶性表达

目的:筛选1型人免疫缺陷病毒(HIV-1)中国流行株中包膜蛋白gp41的优势抗原片段,构建具有区域流行代表性的HIV-1 gp41重组抗原,为改进现有HIV-1初筛试剂盒中使用的同类抗原奠定基础。方法:利用免疫斑点杂交和生物信息学方法,从收集自重庆、广州、上海的区域代表性150份HIV-1感染者血清标本中筛选gp41抗原性强的候选样本,利用RT-PCR及巢式PCR方法扩增包含重要抗原表位决定蔟的gp41基因片段,与原核表达载体pQE30连接,转化大肠杆菌M15构建gp41重组抗原表达菌株,表达后经亲和层析纯化、SDS-PAGE和Western印迹鉴定。结果:兔源HRP标记的gp41多抗能识别标本中gp41抗原性差异,得到候选样本,扩增包含gp41主要抗原表位片段;构建了包含gp41抗原表达簇的重组原核表达质粒,表达、纯化后经His标签抗体Western印迹鉴定为阳性。结论:高纯度的重组优势gp41抗原的构建和鉴定,为进一步改进现有HIV初筛诊断奠定了基础。     

表达HIV-1 CRF01＿AE亚型结构基因小鼠模型的建立和鉴定

目的:构建并鉴定表达HIV-1 CRF01_AE亚型结构基因的小鼠模型。方法:使用哺乳动物密码子优化的HIV-1 CRF01_AE gp160基因,通过慢病毒包装系统构建重组慢病毒LV-GFP-AE gp160,将上述重组慢病毒感染小鼠肺上皮细胞TC-1,经嘌呤霉素抗性筛选获得稳定表达gp160基因的TC-1细胞。采用RT-PCR、流式细胞术检测gp160基因在细胞内的表达稳定性,将稳定表达Gp160蛋白的TC-1-HIV AE gp160细胞接种小鼠,用免疫组化方法检测小鼠体内细胞团块中HIV Gp160蛋白的表达。结果:菌落PCR、酶切鉴定和测序表明重组质粒pLVX-AE gp160构建正确,RT-PCR、GFP荧光及流式细胞术结果均显示gp160基因能在细胞TC-1中稳定表达,免疫组化结果也表明小鼠体内接种的细胞可以稳定表达HIV Gp160蛋白。结论:建立了稳定表达HIV-1 CRF01_AE亚型Gp160蛋白的TC-1细胞及小鼠模型,为HIV-1 CRF01_AE亚型HIV疫苗的临床前研究提供了可靠的体外、体内免疫原性评价工具,为该疫苗的进一步开发奠定了坚实的实验基础。     

人类免疫缺陷病毒1型Tat蛋白N末端缺失突变体融合蛋白的表达及其免疫原性分析

本研究采用PCR方法从人类免疫缺陷病毒1型（Human immunodeficiency virus 1,HIV-1）HXB2株tat基因中扩增编码Tat蛋白N末端1-21位氨基酸缺失的突变体Tat22-101基因片段,构建其原核表达质粒pET32a-Tat22-101,经双酶切及测序验证后,转化大肠埃希菌BL21（DE3）,进行IPTG诱导表达及Ni²⁺-NTA柱亲和层析纯化。纯化后的突变体融合蛋白PET32a-Tat22-101经SDS-PAGE及Western blotting鉴定,其相对分子质量约为26.9kD。该融合蛋白免疫BALB/c小鼠,经ELISA检测结果表明,pET32a-Tat22-101融合蛋白不仅较好地保留其免疫原性,而且能诱导产生高滴度的针对Tat N末端区之外的Tat其他功能区表位的抗体,为进一步研究Tat生物学功能和研制新型HIV Tat疫苗奠定试验基础。     

HIV—1 P24截短体与gp41截短体的融合蛋白在大肠杆菌中的表达、纯化和鉴定

用基因重组技术将截短的HIV－1 p24基因和gp41基因连接成嵌合基因,插入质粒pGEX-4T3,构建成重组表达质粒pGEX-F。将pGEX-F转化大肠杆菌BL21。经IPTG诱导表达,pGEX-F在大肠杆菌BL21中获得了高效表达。融合蛋白P24－gp41经Glutathione-Sepharose4B亲和层析纯化后,用间接ELISA和免疫印迹检测HIV抗体阳性血清和正常人血清,P24－gp41只与HIV抗体阳性血清反应,证明获得的融合蛋白P24－gp41有很强的抗原特异性和免疫反应性,具有较高的应用价值。     

携带HIV-1抗原的单纯疱疹病毒载体疫苗的构建及鉴定

利用细菌人工染色体技术将串联的HIV-1 gp160、gag和protease基因以及表达元件插入1型单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus type 1,HSV-1)内部反向重复序列区,以获得携带HIV-1抗原的单纯疱疹病毒载体疫苗。首先将HIV-1 gp160(B型和C型)、gag和protease基因串联克隆入pc DNA3获得重组质粒pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp,重组质粒转染293FT细胞,Western blotting检测HIV抗原表达。继而将pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp中包括HIV-1抗原基因和表达元件的表达框克隆入p KO5/BN获得重组穿梭质粒p KO5/BN/g Bgp和p KO5/BN/g Cgp,穿梭质粒电转含BAC-HSV的大肠杆菌,筛选重组菌,提取重组DNA并转染Vero细胞,挑取病毒蚀斑纯化重组病毒,Southern blotting鉴定重组病毒DNA,Western blotting检测重组病毒感染细胞中HIV抗原表达,并分析病毒的增殖特性。结果表明,Western blotting在pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp转染的293FT细胞中检测到表达的gp160和gag蛋白。p KO5/BN/g Bgp和p KO5/BN/g Cgp分别电转获得重组菌,并从重组DNA转染的Vero细胞中纯化获得重组HSV,Southern blotting检测表明重组HSV基因组发生特异性重组,重组病毒感染细胞中检测到gp120和gp41,且重组HSV保留了在哺乳动物细胞中的复制能力。本研究获得携载HIV-1 gp160、gag和protease基因的重组HSV,并保留了在哺乳动物细胞中的复制能力,可作为HIV-1复制型病毒载体疫苗。     

HIV-1 C亚型密码子优化gp120基因重组腺病毒载体的构建及表达

目的构建含有HIV-1C亚型gp120基因重组腺病毒载体,并在293细胞中表达gp120蛋白。方法PCR扩增,获得HIV-1C亚型gp120片段,定向克隆人腺病毒转移载体pTrack-CMV,线性化后转化至含有腺病毒骨架载体pAd-easy-1的大肠埃希菌BJ5183,获得重组子prAd—gp120,PacI酶切纯化后转染293细胞,包装成复制缺陷型重组腺病毒vAd—gp120。结果经PCR、酶切及DNA测序,插入片段大小、方向正确,获得了具有感染力的vAd—gp120重组腺病毒;通过Western印迹检测,重组腺病毒在293细胞中表达出分子量为120kD的蛋白。结论成功构建了含有HIV-1C亚型gp120基因重组腺病毒载体,并获得该基因的表达。     

质粒介导的AmpC β-内酰胺酶共有抗原表位的预测及原核表达

目的 应用生物信息学方法预测质粒介导的AmpC β-内酰胺酶(pAmpCs)共有抗原表位,并实现pAmpCs共有抗原表位-Trx融合蛋白的原核表达、纯化和鉴定。 方法 运用多序列比较工具找出各型质粒介导的AmpC β-内酰胺酶的共有相对保守区域,并利用分子生物学软件Biosun预测各亚型pAmpCs的可及性、抗原性、抗原表位、柔性、亲水性等参数,通过综合分析后找出其共有的抗原表位区域pAmpCs1。根据大肠杆菌的密码子偏好性,把氨基酸序列pAmpCs1转变为核苷酸序列pampcs1,采用重叠延伸PCR合成pampcs1片断,并构建原核表达载体pET32a(+)/pampcs1。通过测序验证,对含有该重组质粒的大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达,表达产物经SDS-PAGE电泳分析后,用Ni-NTA亲和层析法纯化pAmpCs1-Trx融合蛋白,利用western blotting方法鉴定融合蛋白的抗原性。 结果 根据预测结果找到了一段各型pAmpCs共有的抗原表位区域pAmpCs1,成功构建了原核表达载体pET32a(+)/pampcs1,经IPTG诱导后得到了分子量约为23KD的融合蛋白,经Ni-NTA亲和层析柱纯化后,通过western blotting鉴定该蛋白能被抗AmpC β-lactamases多抗识别。 结论 成功构建了pAmpCs1-Trx融合蛋白原核表达载体,并获得了高纯度的pAmpCs1-Trx融合蛋白,初步证明它的抗原性,为制备特异性抗体及建立快速检测方法打下了良好的基础。     

DC-SIGN蛋白在家蚕系统中的表达及生物活性研究

目的：构建人DC-SIGN基因片段的家蚕表达系统,进行目的产物表达、鉴定及生物活性分析。方法：从体外刺激分化的DC细胞中克隆出DC-SIGN cDNA,在家蚕表达载体pBacPAK8的BamHⅠ和EcoRⅠ位点构建成重组质粒pBacPAK8-DC-SIGN,与线性化的Bm-BacPAK6病毒基因组DNA共转染家蚕细胞,空斑筛选得到重组病毒Bm-BacPAK-DC-SIGN,重组病毒感染家蚕细胞BmN,Western blot检测表达产物;HIV-1包膜糖蛋白gp120与表达产物孵育检测其生物活性。结果：构建了稳定表达人DC-SIGN蛋白片段的家蚕杆状病毒表达系统;成功表达了DC-SIGN蛋白片段,且能特异性地与HIV-1包膜糖蛋白gp120结合。结论：成功地在家蚕杆状病毒表达系统中表达了人DC-SIGN蛋白片段,具有天然DC-SIGN蛋白样的生物活性,为其抗体制备及AIDS防治药物的研发奠定了基础。     

PTD-NPY融合基因的克隆及其在毕赤酵母中的分泌表达

应用重叠延伸PCR方法扩增HIV-1 TAT蛋白转导结构域(PTD)与鼠源神经肽Y(NPY)的融合基因,克隆目的片段并插入酵母表达载体pPICZαA,构建成重组表达质粒pPICZα-PTD-NPY.PCR和酶切鉴定及测序正确后,经限制性内切酶Sac Ⅰ线性化重组表达质粒并通过电转化整合到巴斯德毕赤酵母菌GS115的染色体基因组中.阳性重组酵母菌用含1%甲醇的培养基诱导其分泌表达.经过120 h的诱导,取上清浓缩除盐后进行SDS-PAGE电泳,表明该系统成功表达了PTD-NPY融合蛋白,Western blotting实验证实表达产物具有特异性.获得真核表达的PTD-NPY融合蛋白,为下一步的应用研究提供了物质基础.     

HIV-1跨膜蛋白gp41螺旋结构的原核表达及功能研究

HIV-1跨膜蛋白gp41是HIV-1包膜与靶细胞膜的融合过程中的关键蛋白,是理想的HIV-1融合抑制剂靶点。为开展以gp41为靶点的抑制剂筛选,以HIV-1 B亚型病毒基因为模板,通过PCR、酶切、连接等方法构建得到gp41 5-helix与6-helix重组质粒,转入大肠杆菌BL21（DE3）进行表达,经变性和复性后亲和层析纯化蛋白。经SDS-PAGE鉴定,纯化后蛋白纯度较高。本研究还通过非变性凝胶电泳证明gp41 5-helix与C-多肽衍生物T-20存在相互作用,为下一步药物筛选模型的建立奠定了基础。     

重组HIV表面抗原gp120的表达纯化及免疫学鉴定

为研制具有流行特点的HIV血清学诊断试剂,采用pET系统表达HIV－1表达糖蛋白gp120。研究发现,全长的gp120在E.coli中不能有效表达;N端半长的gp120可以表达,但表达量很低;仅保留N端1／3的gp120（包含gp120V1／V2抗决定簇）有效表达,表达蛋白占菌体总蛋白的18％;Western blot显示较好的反应原性;通过金属螯合层析,产物得到完全纯化。在这些结果的基础上,我们表达了流行株的gp120片段,为探索gp120在大肠杆菌的高效表达,建立针对中国人群的HIV血清学诊断系统奠定基础。     

重组HIV表面抗原gp120的表达纯化及免疫学鉴定

为研制具有流行特点的HIV血清学诊断试剂,采用pET系统表达HIV-1表面糖蛋白gp120。研究发现,全长的gp120在E.coli中不能有效表达;N端半长的gp120可以表达,但表达量很低;仅保留N端1/3的gp120(包含gp120V1/V2抗原决定簇)有效表达,表达蛋白占菌体总蛋白的18%;Westernblot显示较好的反应原性;通过金属螯合层析,产物得到完全纯化。在这些结果的基础上,我们表达了流行株的gp120片段,为探索gp120在大肠杆菌的高效表达,建立针对中国人群的HIV血清学诊断系统奠定基础。     

HIV-1 Vpu蛋白的原核表达、鉴定和纯化

目的：克隆、表达、纯化人免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV-1）Vpu蛋白,为其功能及免疫学研究奠定基础。方法：PCR扩增Vpu基因,纯化、酶切后克隆到原核表达载体pET32a中,转化大肠杆菌BL21（DE3）菌株获得表达工程菌株,IPTG诱导蛋白表达,免疫印迹鉴定目的蛋白,亲和层析纯化蛋白。结果：构建了HIV-1Vpu蛋白的原核表达载体Vpu-pET32a,并在大肠杆菌中高效表达,目的蛋白呈可溶性形式存在,免疫印迹检测显示为目的蛋白,经Ni—NTAAgarose纯化获得了高纯度的目的蛋白。结论：在原核表达系统中表达了可溶性HIV-1Vpu蛋白,为进一步进行HIV-1Vpu蛋白的免疫原性和功能研究奠定了基础。     

O型口蹄疫病毒VP1基因与大肠杆菌不耐热肠毒素LTB 基因的融合表达及表达产物的免疫原性分析

以质粒pMDTLT为模板、用PCR的方法扩增出LTB基因,然后将其插入到pETVP1质粒中VP1基因的上游,构建了含有融合基因LTBVP1的表达质粒pETLTBVP1。转化宿主菌BL21(DE3)LysS后进行诱导表达,诱导菌经SDS-PAGE显示重组蛋白以包涵体的形式表达,分子量约为39kD;Western blotting分析表明,重组蛋白能与FMDV阳性血清及兔抗霍乱毒素(CT)血清反应,说明融合蛋白保持了LTB和VP1各自的免疫学活性。小鼠免疫实验表明:该融合蛋白通过腹腔接种小鼠能诱导产生较强的免疫应答反应,免疫鼠产生的血清抗体水平高于试验中商品口蹄疫疫苗免疫组。     

HIV-1 CRF07 B/C亚型gp41的表达、纯化和初步结构分析

HIV-1跨膜蛋白gp41是HIV-1包膜与靶细胞膜融合过程中的关键蛋白,而且序列保守,是理想的HIV-1作用靶点。为获得HIV-1中国流行株CRF07 B/C gp41蛋白的晶体结构来指导疫苗设计及药物开发,采用CRF07 B/C gp160基因序列为模板,经PCR、酶切、连接,将gp41 helix-bundle区域克隆到pET30-his表达载体中,经表达、纯化和结晶筛选,获得了gp41 helix-bundle的晶体并解析了结构,为针对中国艾滋病病毒流行株疫苗的设计及药物开发提供了结构参考。     

Presentation of native epitopes in the V1/V2 and V3 regions of human immunodeficiency virus type 1 gp120 by fusion glycoproteins containing isolated gp120 domains.

The immune response to viral glycoproteins is often directed against conformation- and/or glycosylation-dependent structures; synthetic peptides and bacterially expressed proteins are inadequate probes for the mapping of such epitopes. This report describes a retroviral vector system that presents such native epitopes on chimeric glycoproteins in which protein fragments of interest are fused to the C terminus of the N-terminal domain of the murine leukemia virus surface protein, gp70. The system was used to express two disulfide-bonded domains from gp120, the surface protein of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1), that include potent neutralization epitopes. The resulting fusion glycoproteins were synthesized at high levels and were efficiently transported and secreted. A fusion protein containing the HXB2 V1/V2 domain was recognized by an HIVIIIB-infected patient serum as well as by 17 of 36 HIV-1 seropositive hemophiliac, homosexual male and intravenous drug user patient sera. Many of these HIV+ human sera reacted with V1/V2 domains from several HIV-1 clones expressed in fusion glycoproteins, indicating the presence of cross-reactive antibodies against epitopes in the V1/V2 domain. Recognition of gp(1-263):V1/V2HXB2 by the HIVIIIB-infected human patient serum was largely blocked by synthetic peptides matching V1 but not V2 sequences, while recognition of this construct by a broadly cross-reactive hemophiliac patient serum was not blocked by individual V1 or V2 peptides or by mixtures of these peptides. A construct containing the V3 domain of the IIIB strain of HIV-1, gp(1-263):V3HXB2, was recognized by sera from a human and a chimpanzee that had been infected by HIVIIIB but not by sera from hemophiliac patients who had been infected with HIV-1 of MN-like V3 serotype. The reactive sera had significantly higher titers when assayed against gp(1-263):V3HXB2 than when assayed against matching V3 peptides. Immunoprecipitation of this fusion glycoprotein by the human serum was only partially blocked by V3 peptide, indicating that this infected individual produced antibodies against epitopes in V3 that were expressed on the fusion glycoprotein but not by synthetic peptides. These data demonstrated that the chimeric glycoproteins described here effectively present native epitopes present in the V1/V2 and V3 domains of gp120 and provide efficient methods for detection of antibodies directed against native epitopes in these regions and for characterization of such epitopes.