猪β-干扰素的原核表达及其对猪流行性腹泻病毒的抑制作用研究

本研究通过PCR技术克隆了猪β干扰素全基因,设计引物亚克隆猪β干扰素成熟蛋白编码基因并对,5'端1个稀有密码子进行了大肠杆菌偏嗜性改造.构建了猪IFN-β原核单纯表达载体pRLC-poIFNβ,实现了poIFN-β在大肠杆菌中的表达,表达产物约占菌体总蛋白的17.3%.表达产物以包涵体形式存在,用含6mol/L盐酸胍的变性液溶解及含GSH-GSSG复性液复性处理,复性后的表达产物经凝胶层析纯化后,MDBK细胞-VSV病变抑制法测定结果表明,重组猪β干扰素具有良好的抗病毒活性,约为5.6x105U/mg.用重组猪β干扰素处理猪肾传代细胞PK-15后,细胞病变抑制法(CPE50)测定结果表明重组猪β干扰素可显著抑制猪流行性腹泻病毒(PEDV)的感染.     

猪α-干扰素的原核表达及活性测定

目的：表达并纯化出具有生物学活性的重组猪α-干扰素。方法：根据前期合成的猪α-干扰素基因序列设计引物,用PCR方法扩增出猪α-干扰素基因,并将其定向克隆入原核表达载体pET28中,酶切及测序鉴定正确后,转化大肠杆菌BL21进行诱导表达,对表达产物通过镍琼脂糖凝胶柱亲和层析纯化、透析法复性后,采用微量细胞病变抑制法测定重组猪α-干扰素的活性。结果：测序结果表明构建了猪α-干扰素原核表达载体pET28-poIFN-α;诱导表达后经SDS-PAGE分析,在相对分子质量约21×10^3的位置出现明显的诱导蛋白条带,与目的蛋白大小相近;经分析表达产物主要以包涵体形式存在,约占菌体总蛋白的36%,纯化后的目的蛋白纯度约为90%;采用微量细胞病变抑制法测定其活性约为1.67×10^6U/mg。结论：获得了纯度较高并具有较高活性的重组猪α-干扰素,为下一步研究猪α-干扰素药物价值及其生物制剂的生产、应用奠定了基础。     

猪α1-干扰素的基因改造与高效原核表达

poIFNα1基因中含有大量的大肠杆菌稀有密码子,为了获得高表达,使用了大肠杆菌的偏爱密码子,人工合成了poIFN|α1成熟蛋白编码基因。在保留编码蛋白序列的同时,使其5′端A+T的含量增加到最大限度,并将其终止密码子改为TAA。将合成的poIFNα1成熟蛋白编码基因插入原核单纯表达载体pRLC中,转化大肠杆菌DH5α。实现了poIFNα1在大肠杆菌中的高效表达,表达产物以包涵体形式存在。纯化的包涵体经含DTT的6 mol/L盐酸胍的变性液溶解及含GSHGSSG的复性液复性处理,复性后的表达产物浓缩后经凝胶层析纯化,细胞病变抑制法测定表明,重组poIFNα1具有较高的抗病毒活性,约为6.4x10⁶u/mg。      

猪I型与II型干扰素的克隆、表达及抗病毒活性比较

干扰素(IFN)是由多种细胞受病毒感染或其他生物诱导剂刺激而产生的天然蛋白质,主要功能为抗病毒增殖、调节免疫反应和激活免疫细胞等。本研究克隆并测序了猪干扰素(PoIFN)α、γ、αγ及ω基因。构建原核表达载体pET-His/PoIFN-α、pET-His/PoIFN-γ、pET-His/PoIFN-αγ和pET-His/PoIFN-ω,转化大肠杆菌Rosetta(DE3)进行表达,经纯化、复性得到具有生物学活性的蛋白。用细胞病变抑制法在Marc-145/PRRSV、Marc-145/VSV、PK-15/VSV、Vero/VSV、MDBK/VSV系统上进行抗病毒活性测定,结果表明猪α和αγ融合干扰素有较为显著的抗病毒活性,抗PRRSV活性高达108U/mg;猪γ干扰素活性效价约为α干扰素的1/2到1/3;猪ω干扰素几乎未检测到抗病毒活性,需进一步验证。本研究对干扰素在抗病毒、提高机体免疫方面的应用提供了理论依据。     

奶牛γ干扰素基因的高效表达及活性测定

经刀豆素(conA)刺激诱导奶牛外周血淋巴细胞,应用RT-PCR方法从其总RNA中对奶牛γ干扰素基因cDNA进行扩增,然后将特异性片段连接到pMD18-T载体,测序结果表明,与已知序列同源性为100%。然后将特异性片段连在pRLC载体上进行表达,经SDS-PAGE分析,原核表达产物为16kDa的重组蛋白,占菌体总蛋白的42%,表达产物以包涵体形式存在。经7mol/L盐酸胍的变性液溶解及0.5mol/L盐酸胍复性液处理,表达产物进行脱盐、凝胶层析纯化,细胞病变抑制法结果表明,重组牛IFN-γ具有较高的干扰素活性,约为6.0×105U/mg。     

猪γ干扰素基因的克隆、表达及其纯化

以RT-PCR方法,从经丝裂原诱导的猪外周血淋巴细胞总RNA中扩增出编码猪IFNγ的基因。经测序证实后插入载体pJLA503,并实现在大肠杆菌中的高表达。表达产物以包涵体形式存在,经7mol/L盐酸胍变性及精氨酸存在的情况下复性。再经DEAE-Sepharose离子交换柱、Sephdex-200凝胶过滤柱分离获得电泳单一纯猪IFN-γ蛋白,细胞病变抑制实验检测纯化产物有干扰素活性。     

携带猪γ干扰素基因逆转录病毒载体的构建及其在猪肾细胞(PK-15)中的表达

将梅山猪γ干扰素基因定向插入逆转录病毒载体pLXSN(neor),构建逆转录病毒重组质粒,利用脂质体介导法将重组质粒转染逆转录病毒包装细胞系PA317,转染细胞经含G418(400μg/mL)培养基筛选一周后获得稳定产毒的PA317细胞系。从细胞培养上清中提取RNA,进行RT-PCR检测,扩增到目的片段;将上清感染猪肾细胞(PK-15),经含G418(400μg/mL、600μg/mL和800μg/mL)的DMEM筛选一周,间接免疫荧光表明表达的猪γ干扰素主要锚定于细胞膜。收取PK-15细胞上清,在牛肾细胞(MDBK)上进行干扰素抗病毒活性检测,结果显示重组病毒表达的猪γ干扰素抗水泡性口炎病毒(VSV)的活性为1200IU/106cells.48h。以表达的干扰素处理PK-15细胞后,经细胞病变抑制法测定,重组猪γ干扰素可以抵抗口蹄疫病毒(FMDV)感染。试验结果表明猪γ干扰素基因已成功插入逆转录病毒基因组并在PK-15细胞中表达,表达的重组猪γ干扰素具有较强的抗病毒生物活性。     

奶牛γ干扰素基因的高效表达及活性测定

经刀豆素(conA)刺激诱导奶牛外周血淋巴细胞,应用RT-PCR方法从其总RNA中对奶牛γ干扰素基因cDNA进行扩增,然后将特异性片段连接到pMD18-T载体,测序结果表明,与已知序列同源性为100%.然后将特异性片段连在pRLC载体上进行表达,经SDS-PAGE分析,原核表达产物为16kDa的重组蛋白,占菌体总蛋白的42%,表达产物以包涵体形式存在.经7mol/L盐酸胍的变性液溶解及0.5mol/L盐酸胍复性液处理,表达产物进行脱盐、凝胶层析纯化,细胞病变抑制法结果表明,重组牛IFN-γ具有较高的干扰素活性,约为6.0×105U/mg.     

猪β干扰素在毕赤酵母中的分泌表达及其对伪狂犬病毒的抑制作用

为了研制高活性的重组猪β干扰素,对PoIFN-β成熟蛋白第3、7和164位的3个氨基酸密码子进行毕赤酵母偏嗜性改造并构建了酵母表达载体pPICZαA-PIB。pPICZαA-PIB经SacⅠ酶切线性化后电转化导入毕赤酵母菌株X-33。多株PCR鉴定为阳性的酵母转化子经甲醇诱导发酵分泌表达了PoIFN-β,其中B1株酵母的PoIFN-β产量最高,约为2.5×105U/mL,其表达量约为60μg/mL,比活为4.17×106U/mg。将发酵上清液用PEG20000浓缩后进行SDS-PAGE和Western blot检测,结果表明表达产物是分子量约为28kDa和25kDa蛋白的混合物,两者均可与PoIFN-β阳性抗血清发生特异反应。表达产物比PoIFN-β理论推导分子量(约20.8kDa)大,推测可能是表达产物发生了不同程度的糖基化。重组PoIFN-β对伪狂犬病毒在细胞中增殖可呈现抑制作用,并且rPoIFN-β对伪狂犬病毒在MDBK细胞上早期增殖的抑制效果最为明显。     

重组猪a干扰素基因定点突变及在大肠杆菌中的表达

用巨引物PCR法介导的定点突变把猪α干扰素(PoIFN-α)第86位Cys(TGC)突变为Tyr(TAC),同时将其成熟蛋白N端第一个密码子TGT同义突变大肠杆菌偏爱的密码子TGC,构建了大肠杆菌融合基因表达载体pGEX-IFN,表达产物占菌体总蛋白的20%.将以包涵体形式表达的目的蛋白经变、复性处理,并以FPLC进一步纯化,得到了具有较高生物活性的产物(5200IU/mg).     

重组猪α干扰素基因定点突变及在大肠杆菌中的表达

用巨引物PCR法介导的定点突变把猪α干扰素（PoIFNα）第86位Cys（TGC）突变为Tyr（TAC）,同时将其成熟蛋白N端第一个密码子TGT同义突变大肠杆菌偏爱的密码子TGC,构建了大肠杆菌融合基因表达载体pGEXIFN,表达产物占菌体总蛋白的20%。将以包涵体形式表达的目的蛋白经变、复性处理,并以FPLC进一步纯化,得到了具有较高生物活性的产物(5200IU/mg)。     

新型猫源干扰素FeIFN-w与干扰素FeIFN-a的表达及抗病毒活性比较

w型干扰素(IFN-w)与a型干扰素(IFN-a)同属于Ⅰ型干扰素, 都具有抗病毒, 抗增殖和免疫调节的功能, 但它们之间的活性却存在较大差异。通过PCR扩增猫w型干扰素基因(feIFN-w), 根据GenBank公布的猫a型干扰素基因序列,合成猫a型干扰素基因(feIFN-a)。分别构建原核表达载体pET-His/feIFN-a和pET-His/feIFN-w, 转化大肠杆菌Rosetta(DE3)进行表达。表达产物经Ni-NTA 亲和层析纯化, 复性后蛋白用细胞病变抑制法进行抗病毒活性测定。结果显示, 重组猫w型干扰素(feIFN-w)抗病毒活性明显高于重组猫a型干扰素(feIFN-a), 尤其对H9N2亚型禽流感病毒(AIV), feIFN-w的活性是feIFN-a的160倍, 对犬瘟热病毒(CDV), feIFN-w的活性是feIFN-a的4倍, 而日本同类产品Intercat?对CDV和AIV均未表现活性。以上研究为以w型干扰素为基础的抗病毒药物应用奠定了重要的理论基础。     

新型猫源干扰素FeIFN-ω与干扰素FeIFN-α的表达及抗病毒活性比较

ω型干扰素(IFN-ω)与α型干扰素(IFN-α)同属于Ⅰ型干扰素,都具有抗病毒,抗增殖和免疫调节的功能,但它们之间的活性却存在较大差异.通过PCR扩增猫ω型干扰素基因(FeIFN-ω),根据GenBank公布的猫α型干扰素基因序列,合成猫α型干扰素基因(FeIFN-α).分别构建原核表达载体pET-His/FeIFN-α和pET-His/FeIFN-ω,转化大肠杆菌Rosetta(DE3)进行表达.表达产物经Ni-NTA亲和层析纯化,复性后蛋白用细胞病变抑制法进行抗病毒活性测定.结果显示,重组猫ω型干扰素(FeIFN-ω)抗病毒活性明显高于重组猫α型干扰素(FeIFN-α),尤其对H9N2亚型禽流感病毒(AIV),FeIFN-ω的活性是FeIFN-α的160倍,对犬瘟热病毒(CDV),FeIFN-ω的活性是FeIFN-α的4倍,而日本同类产品Intercat 对CDV和AIV均未表现活性.以上研究为以ω型干扰素为基础的抗病毒药物应用奠定了重要的理论基础.     

犬α干扰素基因的高效表达及其活性测定

以伴刀豆球蛋白A(ConA)诱导的犬外周血淋巴细胞中提取的总RNA为模板,通过RT-PCR的方法克隆扩增出犬α干扰素基因,将所扩增基因克隆于原核表达载体pBV220并进行测序,结果显示该基因与GenBank上所公布的犬α干扰素基因同源性为100%.将重组表达载体转入宿主菌进行温敏诱导表达,表达产物经SDS-PAGE分析,证明目的蛋白以包涵体的形式存在,大小约为19kDa.将表达产物变性、复性、透析、纯化处理后加入犬肾细胞上,用水泡性口炎病毒攻毒,测出重组的CaIFN-α具有较高的抗病毒作用,生物活性达到5.11×10 6∪/㎎,重组蛋白质的含量约为13㎎/L.     

犬α干扰素基因的高效表达及其活性测定

以伴刀豆球蛋白A(ConA)诱导的犬外周血淋巴细胞中提取的总RNA为模板,通过RT PCR的方法克隆扩增出犬α干扰素基因,将所扩增基因克隆于原核表达载体pBV220 并进行测序,结果显示该基因与GenBank上所公布的犬α干扰素基因同源性为100%。将重组表达载体转入宿主菌进行温敏诱导表达,表达产物经SDS PAGE分析,证明目的蛋白以包涵体的形式存在,大小约为19kDa。将表达产物变性、复性、透析、纯化处理后加入犬肾细胞上,用水泡性口炎病毒攻毒,测出重组的CaIFN α具有较高的抗病毒作用,生物活性达到5.11×106 ∪/ ,重组蛋白质的含量约为13 /L。     

猪γ干扰素在家蚕中的表达和抗病毒活性检测

干扰素在畜牧养殖业中可以用于病毒性传染病的治疗和疫苗免疫效力的提高,用杆状病毒表达系统在家蚕中表达了猪γ干扰素。根据已发表的序列对猪γ干扰素基因的密码子进行优化并合成,将其克隆到杆状病毒转移载体p VL1393上,与Bm Bacmid病毒基因组DNA共转染Bm N细胞系,获得重组病毒,猪γ干扰素基因位于重组Bm NPV病毒的多角体基因启动子下游。用该重组病毒感染家蚕获得含有猪γ干扰素的表达产物。Western blotting检测到表达产物中的猪γ干扰素,用微量细胞病变法利用干扰素抑制VSV-GFP感染VERO细胞的方法来测定干扰素活性,结果显示干扰素效价可以达到6×105 IU/m L以上。在家蚕幼虫体内成功表达并获得了有活性的猪γ干扰素。     

干扰素-tau的原核表达、纯化和活性测定

干扰素-tau (IFN-tau)是一种新发现的I型干扰素,为了更清楚的研究它的生物学功能,在已克隆IFN-tau cDNA的基础上,PCR扩增出IFN-tau ORF,与原核表达载体pBV220重组后,成功的构建了IFN-tau的原核表达质粒pBV220/IFN-tau。重组质粒转化大肠杆菌BL21,该菌经过诱导,用凝胶过滤色谱层析的方法获得了纯化的目的蛋白,该蛋白经过氨基酸序列分析证实是IFN-tau ;用细胞病变抑制法测定IFN-tau经过透析复性后的活性为2.09×106IU/ml,比活性为2.35×106IU/mg。     

猪β防御素2与猪γ干扰素在毕赤酵母中的融合表达及生物学活性比较

为了研究猪β防御素2(PBD-2)与猪γ干扰素(PoIFNγ),采用重叠延伸PCR法合成嵌合编码序列PBD-2-PoIFNγ,在此序列的基础上扩增PoIFNγ基因,并分别克隆入毕赤酵母表达载体pPICZαA,构建重组表达质粒pPICZαA-PBD-2-PoIFNγ与pPICZαA-PoIFNγ。经SacI线性化,电击转化巴斯德毕赤酵母X33,筛选阳性重组子,在含0.5%甲醇的BMMY培养基中诱导72h。SDS-PAGE及Western blotting结果表明,所获得的重组子能够分别分泌表达PBD-2-PoIFNγ融合蛋白与PoIFNγ。琼脂扩散法和细胞病变抑制法未检测到融合蛋白的抑菌和抗病毒活性,而PoIFNγ具有明显的抗病毒活性。圆二色谱分析显示PoIFNγ与PBD-2-PoIFNγ的螺旋和无规则卷曲含量差别较大,推测是融合蛋白未能正确折叠影响了PBD-2-PoIFNγ的活性。     

人干扰素ω(huIFN-ω)的高效表达、纯化及生物学活性

为了获得人干扰素-ω(huIFN-ω)在大肠杆菌中的高效表达,根据大肠杆菌的偏爱密码子,人工设计并合成了huIFN-ω高表达基因,并克隆到原核表达载体pBV220,在大肠杆菌DH5α中实现了高效表达,目的蛋白占细胞总蛋白的15%左右,以包涵体形式存在.表达产物经变性、复性及阳离子和分子筛层析纯化,纯度达90%以上,产物的抗病毒活性约为1.0×108IU/mg,并具有体外促NK杀伤活性.此结果为进一步研究和开发重组huIFN-ω奠定了基础.     

携带猪β干扰素基因的鸡输卵管生物反应器逆转录病毒载体的构建

为构建携带猪β干扰素基因的鸡输卵管生物反应器逆转录病毒载体,用PCR技术扩增了猪β干扰素基因和卵清蛋白5调控序列,然后将其重组到切除了P70启动子的逆转录病毒载体pLNHX中。用酶切和PCR等方法对重组质粒进行鉴定,结果表明,卵清蛋白5‘调控序列和猪β干扰素基因已正确克隆至逆转录病毒载体pLNHX中。为进一步制备高滴度,高感染性的逆转录病毒,从而制作鸡的输卵管生物反应器奠定实验基础。