人冠状病毒NL63受体结合区蛋白的原核表达纯化与鉴定

人冠状病毒NL63受体结合区蛋白是其免疫学诊断和疫苗研究的主要靶点,在受体吸附、病毒进入细胞及膜融合中起关键作用。本研究在E.coli系统中进行人冠状病毒NL63受体结合区(RBD)大、小蛋白的表达纯化,并对其进行免疫学鉴定。首先密码子优化设计合成了HCoV-NL63的RBD大片段(RL:232-684aa)与小片段(RS:476-616aa)的编码基因,并将其克隆进硫氧还蛋白表达载体pM48,构建了人冠状病毒NL63的受体结合区蛋白(RBD)大(RL)、小(RS)片段与硫氧还蛋白的融合表达质粒;转化E.coli BL21pLys S,利用IPTG进行诱导表达,用镍亲和层析对蛋白进行纯化,并以表达HCoV-NL63RL与RS蛋白的重组痘苗病毒免疫小鼠血清对重组蛋白进行免疫印迹鉴定。结果表明在37℃,0.8mM IPTG诱导4h时,蛋白表达量达到最高,融合蛋白主要以包涵体形式表达,纯化后纯度可达95%以上。Western blot显示,两个融合蛋白均与痘苗病毒(天坛株)表达的HCoV-NL63RL与RS蛋白免疫的小鼠血清发生特异性反应。本研究首次在国内用原核系统表达纯化并鉴定了人冠状病毒NL63受体结合区大小蛋白(RL和RS),为人冠状病毒NL63感染的免疫学检测与疫苗研究提供了基础。     

五株人冠状病毒NL63的基因型鉴定及S1domain基因特征分析

为阐明我国部分地区人冠状病毒(Human coronavirus,HCoV)NL63基因特征,本研究对2013年陕西省、2018年河南省和湖南省送检的5株HCoV-NL63核酸检测阳性的呼吸道样本进行HCoV-NL63基因型别鉴定及S1 do-main基因特征分析。通过对HCoV-NL63棘突蛋白(Spike glycoprotein,S)基因的S1 domain区域进行基因扩增和序列测定,同时结合GenBank数据库下载的1983～2018年其他国家74条HCoV-NL63代表株序列和2007～2010年中国流行的12条HCoV-NL63代表株序列,构建基因亲缘性关系树,并对S蛋白的S1 domain区域进行核苷酸序列比对分析。结果提示全球HCoV-NL63流行株可划分为A和B两个基因型;A基因型可进一步划分为A0,A1,A2和A3四个基因亚型,其中本研究将GenBank中2008年中国流行的2株HCoV-NL63毒株划分为新基因亚型(A3);B基因型可进一步划分为B0,B1和B2三个基因亚型。A和B基因型的HCoV-NL63代表株序列在地域分布上无明显差异,但A基因型不同基因亚型的HCoV-NL63序列在年代分布上呈现出一定的时间进化趋势。在我国A和B基因型HCoV-NL63均已被检测到,但主要以A基因型流行为主,且主要集中在A1和A2基因亚型。不同基因型HCoV-NL63序列在S1 domain区域核苷酸和氨基酸序列上存在特征性差异。本研究通过对五株HCoV-NL63基因型鉴定及S1 domain基因特征分析,初步阐明了我国部分地区流行的HCoV-NL63基因型/基因亚型分布情况及基因特征,丰富了我国本土流行的HCoV-NL63基因数据库,为我国HCoV-NL63分子流行病学研究及分子检测和监测技术的改进和验证提供了基础基因数据。     

SARS冠状病毒E、M基因序列比较及B细胞抗原表位预测

为了比较SARS冠状病毒分离株E、M基因序列及氨基酸序列之间的差异,分析E、M蛋白的可能B细胞抗原表位。利用Lasergene软件包中的Editseq将E、M基因从SARS-CoV全基因序列中截取出,再翻译成氨基酸序列,用Clustal X软件分析它们之间的异同,然后利用Protean软件进行氨基酸序列分析,预测E、M蛋白的B细胞抗原表位。结果证明SAPS-CoV的E、M基因序列相当保守,变异甚少,并分别预测出E、M蛋白有2段和7段可能为B细胞抗原表位。     

中国西藏小反刍兽疫病毒China/Tib/Gei/07-30磷蛋白基因的分子特征及其编码蛋白特性分析

对我国西藏小反刍兽疫病毒野生株China/Tib/Gej/07-30进行磷蛋白基因序列测定,并进行分子生物学特征分析。首先应用逆转录聚合酶链式反应扩增出病毒磷蛋白基因片段,对聚合酶链式反应产物进行直接测序,然后对测定的核苷酸和推测的氨基酸序列进行比较分析。小反刍兽疫病毒China/Tib/Gej/07-30磷蛋白基因由1 655个核苷酸组成,编码2个相互交叠的开放阅读框(ORF)。第一个ORF长度为1 530个核苷酸,编码的P蛋白长度为509个氨基酸。第二个ORF长度为534个核苷酸,编码的C蛋白长度为177个氨基酸。第一个ORF通过基因编辑在751位插入1个G核苷酸,转录生成第二个mRNA,长度为897个核苷酸,编码的V蛋白长度为298个氨基酸。小反刍兽疫病毒China/Tib/Gej/07-30的P蛋白与其他分离株氨基酸序列同源性为86.1%～97.3%,C蛋白氨基酸序列相似性为84.3%～94.9%,V蛋白为82.9%～96.3%。China/Tib/Gej/07-30的P蛋白第315～387位氨基酸是一段高度保守的七肽重复序列。     

人冠状病毒NL63核壳蛋白和棘突蛋白的表达及其在血清学检测中的初步应用

目的:重组表达人冠状病毒NL63(HCoV-NL63)的核壳蛋白(N蛋白)及棘突蛋白(S蛋白),用于检测血清中的相应抗体。方法:用原核表达系统表达HCoV-NL63的N蛋白,建立检测N抗体的Werstern印迹法;用真核表达系统表达HCoV-NL63的S蛋白,建立检测S抗体的间接免疫荧光(IFA)法。结果:经Werstern印迹检测,重组S蛋白和N蛋白表达正确;初步建立了N蛋白纯化方法。利用建立的检测方法,检测了100份正常成人血清,总阳性率为81%。其中S抗体阳性率为66%,N抗体阳性率为38%,S抗体和N抗体均为阳性的占总数的22%,双抗体均为阴性的占总数的19%;S抗体的检出率明显高于N抗体。结论:重组HCoV-NL63N蛋白及S蛋白表达成功;S抗体和N抗体共同检测可获得较好的检测结果,减少漏检。     

北京地区传播的SARS冠状病毒N区基因变异分析

SARS冠状病毒的N蛋白具有很强的免疫原性 ,是机体产生特异性体液反应主要针对的靶分子之一。收集并提取了我院收治的北京地区 1 2位确诊SARS患者的病毒RNA样本 ,用反转录巢式聚合酶链式反应分 3个片段扩增出N基因全序列 ,用pGEM T载体克隆后进行DNA序列分析。结果发现 ,在 1 2条病毒N基因序列中 ,与北京地区最早报告的BJ0 1株SARS冠状病毒N基因序列相比 ,有 3个核苷酸替换 ,分布于 2个序列位点 ,分别为 2 841 7G→C(aa1 0 6S→T)和 2 8433C→T(aa1 1 1F→F同义突变 ) ,均为新发现的变异位点。结果表明 ,北京地区传播的SARS冠状病毒N基因存在变异序列 ,但发生频率较低 ,提示N基因的结构稳定对病毒的生存较为重要。     

中国西藏小反刍兽疫病毒野生株China/Tib/Gej/07-30基质蛋白基因和融合蛋白基因的分子特征分析

对我国西藏小反刍兽疫病毒野生株China/Tib/Gej/07-30进行基质蛋白(M)和融合蛋白(F)基因序列测定,并进行分子生物学特征分析。首先应用逆转录聚合酶链式反应扩增出M和F基因片段,对聚合酶链式反应产物进行直接测序,然后对测定的核苷酸和推测的氨基酸序列进行比较分析。China/Tib/Gej/07-30的M基因由1483个核苷酸组成,编码335个氨基酸,与其他分离株核苷酸和氨基酸序列同源性分别为92.4%～97.7%和97.0%～98.2%。F基因由2411个核苷酸组成,编码546个氨基酸,与其他分离株核苷酸和氨基酸序列同源性分别为85.5%～96.1%和94.3%～98.2%。China/Tib/Gej/07-30的F蛋白含有信号肽序列和跨膜结构域,序列高度变异。F蛋白第104～108位和第109～133位氨基酸位点分别是高度保守的裂解位点和融合肽结构域。F蛋白还含有序列高度保守的三个七肽重复区。China/Tib/Gej/07-30的M基因3′端的非编码区(UTR)长度为443个核苷酸,GC含量高达68.4%,与其他PPRV毒株的同源性为82.4%～93.5%。China/Tib/Gej/07-30的F基因5′UTR区长度为634个核苷酸,GC含量高达70.0%,与其他PPRV毒株序列相似性为76.2%～91.7%。     

HCoV-NL63N蛋白不同片段的表达纯化及血清学检测应用分析

将HCoV-NL63核衣壳蛋白N端(Np1~154aa)、C端(Cp141~306aa)基因片段克隆到原核表达载体pET30a(+)上进行原核表达,制备相应的纯化蛋白Np、Cp蛋白,利用Np、Cp蛋白建立基于Western-Blot条带印迹的HCoV-NL63抗体检测法,并与基于全长N蛋白(Nf)的HCoV-NL63抗体检测法相平行筛查了50份成年体检血清。结果显示:50份成年体检血清中,采用Nf、Np、Cp分别检出25、27、36份HCoV-NL63抗体阳性血清,检出率分别为50%、54%、72%。不同N蛋白与血清反应抗体阳性谱存在差异,其中Np与Nf检出一致率为64%,Cp与Nf检出一致率为54%,而Np与Cp检出一致率为54%。本研究表明人冠状病毒NL63在我国人群中感染常见,N蛋白C端(Cp)检出率比全长N(Nf)及N端(Np)要高,Nf、Np、Cp在抗体检测上存在不一致性。这为HCoV-NL63血清学试剂研发及免疫学研究提供了依据与实验基础。     

2007―2008年肠道病毒71型北京地区分离株的VP4基因序列分析

为了解2007 ― 2008 年北京地区流行的肠道病毒71 型( EV71) 是否存在基因序列变异及其与病毒毒力的关系, 我们选择2007 年分离的3 株EV71( 其中1 株分离自重症手足口病患儿的咽拭子标本, 其余2 株分离自普通手足口病患儿咽拭子标本) 和2008 年分离的5 株EV71( 其中3 株分离自重症手足口病患儿的咽拭子或鼻拭子标本, 2 株分离自普通手足口病患儿的疱疹液标本) , 提取基因组RNA, 经反转录-聚合酶链反应( RT-PCR) 扩增得到VP4 基因片段, 并进行核苷酸序列测定, 使用生物信息软件与GenBank 中的EV71 VP4 基因进行序列及病毒型别分析。结果表明, 所测得的8 株EV71 VP4 基因全长均为207 bp, 编码69 个氨基酸, 理论相对分子质量( Mr) 为7 ×10³。8 株EV71 病毒VP4 基因的核苷酸同源性在94% ～100% , 与GenBank 中其他EV71 病毒株VP4 的核苷酸同源性为82% ～100% , 与阜阳、深圳和台湾等地区流行的EV71 VP4 的核苷酸同源性比其他地区高。除了与印度报道的VP4 编码的氨基酸在第7 和54 位不同外( 印度株: 7 位蛋氨酸, 54位苏氨酸; 其余株7 位苏氨酸,54 位丙氨酸) , 这8 株EV71 VP4 编码的氨基酸序列之间以及与其他EV71 VP4编码的氨基酸同源性均为100%。8 株EV71 病毒VP4 与文献报道的3 株重症感染病毒株VP4 ( BrCr、MS 和NCKU9822) 核苷酸有较大差别, 而8 株病毒株中从重症感染( BJ97、BJ110B、BJ110Y 和BJ4243) 与轻症感染( BJ25、BJ47、BJ65 和BJ67) 分离到的毒株之间VP4 基因序列未见明显改变, 只有几个核苷酸存在差别。VP4 核苷酸序列的进化树分析表明, 这8 株EV71 均属于C4 亚型, 显示2007 ― 2008 年北京地区流行的EV71的VP4 基因相当保守, 分离自伴有神经系统感染的重症手足口病和普通手足口病患儿的EV71 的VP4 基因之间在核苷酸水平未出现同样的变异。结果提示, 近2 年来北京地区所流行的EV71 属C4 亚型。     

我国四株狂犬病毒M和P基因序列分析和所编码蛋白的分析

为了解我国狂犬病毒M、P基因序列和结构特点,用RT-PCR方法获得目的基因片段,测定核苷酸序列后,计算机分析核苷酸和氨基酸序列及其功能区位点结构。结果显示四株病毒M基因核苷酸和氨基酸序列同源性分别为83.9%～99.5%和93.1%～99%,四株狂犬病毒M蛋白上调节病毒RNA转录和复制功能的第58位氨基酸残基均为谷氨酰胺残基(E),与特异性细胞蛋白WW区域作用的PPxY结构序列均为PPEY保守序列;四株病毒P基因核苷酸和氨基酸序列同源性分别为83.6%～99.8%和87.2%～99%,P蛋白与胞浆动力蛋白轻链LC8相互作用的序列位于143～148位氨基酸残基,均为DKSTQT,四株病毒P基因与L蛋白、N蛋白作用位点序列显示未发生影响其生物学功能的变异。研究结果证实了这两种蛋白结构在病毒致病性中起重要作用的推论。     

黑曲霉N25植酸酶phyA基因的克隆及序列分析

通过对黑曲霉N2 5植酸酶phyA基因PCR扩增 ,获得了一条长约 1 6kb的特异性PCR产物 ,并进行了酶切鉴定。然后在pUC1 8质粒中构建了含有目的基因片段的克隆质粒pFNP 1。DNA序列测定表明 ,目的基因片段含有植酸酶phyA基因的完整序列 ,phyA基因全长1 50 6bp,其中包含一段长 1 0 2bp的内含子 ,编码 467个氨基酸 ,5’端有一段编码 1 9个氨基酸的信号肽序列。黑曲霉N2 5与产植酸酶酶活最高的天然黑曲霉标准菌株NRRL31 35的植酸酶phyA基因 (GenBankAccession :M94550 )相比较 ,其同源性为 96 746% ,编码的氨基酸序列同源性为 97 64%。将黑曲霉N2 5植酸酶phyA基因序列及其相应的氨基酸序列在国际基因库中注册 (注册号分别为 :AF2 1 881 3,AAF2 5481 1 ) ,此基因是目前中国在国际基因库中注册的第一个植酸酶phyA基因。     

Mosaic structure of human coronavirus NL63, one thousand years of evolution

Before the SARS outbreak only two human coronaviruses (HCoV) were known: HCoV-OC43 and HCoV-229E. With the discovery of SARS-CoV in 2003, a third family member was identified. Soon thereafter, we described the fourth human coronavirus (HCoV-NL63), a virus that has spread worldwide and is associated with croup in children. We report here the complete genome sequence of two HCoV-NL63 clinical isolates, designated Amsterdam 57 and Amsterdam 496. The genomes are 27,538 and 27,550 nucleotides long, respectively, and share the same genome organization. We identified two variable regions, one within the 1a and one within the S gene, whereas the 1b and N genes were most conserved. Phylogenetic analysis revealed that HCoV-NL63 genomes have a mosaic structure with multiple recombination sites. Additionally, employing three different algorithms, we assessed the evolutionary rate for the S gene of group Ib coronaviruses to be approximately 3 x 10(-4) substitutions per site per year. Using this evolutionary rate we determined that HCoV-NL63 diverged in the 11th century from its closest relative HCoV-229E.     

北京地区人呼吸道合胞病毒核蛋白基因的序列分析及原核表达

为了解北京地区流行的人呼吸道合胞病毒(HRSV)N蛋白基因的特征,并用大肠杆菌表达获得N蛋白,从2006年1月至3月收集的首都儿科研究所附属儿童医院急性呼吸道感染患儿标本中分离到7株HRSV毒株(3株A亚型,4株B亚型),分别经RT-PCR扩增得到HRSV N蛋白全基因,克隆至pUCm-T载体中并进行测序和分析;从重组质粒pUCm-N9968中经PCR扩增获得N基因,亚克隆入原核表达载体pET30a( )中,得到重组表达质粒pET30a-N9968,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导培养;SDS-PAGE和Western blot检测目的蛋白的表达和抗原性。经扩增并测序,7株HRSV N蛋白基因全长均为1 176 bp,编码一个含391个氨基酸的蛋白;北京地区7株RSV分离株的N蛋白基因之间的核苷酸和推导的氨基酸同源性分别在85.4%~99.7%之间和95.4%~100%之间,进一步证明N蛋白基因的高度保守性。经诱导培养产生大量带6个组氨酸标记的重组N蛋白,主要以包涵体形式存在。N蛋白粗提物经Ni2 亲和层析获得较理想纯化。Western blot结果显示,所表达的蛋白能与特异性单克隆抗体和人血清反应。说明本研究构建的重组pET30a-N9968原核表达质粒使N蛋白获得了高效表达,并且具有特异的抗原活性,为今后进一步研究奠定了基础。     

狐源犬瘟热病毒核衣壳蛋白基因的克隆与序列分析

根据GenBank上发表的犬瘟热病毒(CDV)N基因核酸序列,设计一对CDVN基因特异性引物,采用RT-PCR扩增狐源CDV泰安分离株(CDV-FOX-TA)的N基因,将PCR产物克隆入pMD18-T载体,进行测序分析.结果表明,CDV-FOX-TA N基因含有1个ORF,全长1572 bp,共编码523个氨基酸.CDV-FOX-TAN基因与CDV疫苗株Onderstepoort、Convac的N基因的同源性分别为96.0%和95.9%,与CDV野毒株N基因的同源性在98.4%～98.9%之间.CDV-FOX-TA N蛋白含有Tyr-Pro-Ala-Leu-Gly-Leu-His-Glu-Phe九肽序列,是T细胞表位,可致敏靶细胞,在CDVN蛋白中高度保守.对CDV N基因进行系统发生分析,结果发现CDV-FOX-TA与CDV强毒株的亲缘关系较为密切.     

甘薯贮藏蛋白(sporam in)A基因编码区克隆及序列同源性分析

采用 PCR技术 ,从我国广泛栽培甘薯品种南薯 88基因组中扩增和克隆到甘薯贮藏蛋白 A基因编码区段 ,并测定了其全部核苷酸序列 .该编码区长 65 7bp,编码一个长 2 1 9个氨基酸残基的蛋白质 ,其中信号肽长 37个氨基酸残基 ,成熟蛋白质长 1 82个氨基酸残基 ,其分子量为 2 0 k D.将该片段的核苷酸序列与已登录在 Gen Bank中的另外 6个甘薯贮藏蛋白 A基因编码区序列进行比较 ,发现其同源性高达 90 % ,说明甘薯贮藏蛋白 A基因编码区序列具有高度保守性 .虽然 7个基因编码区的核苷酸总变异为 1 0 % ,但在每两个基因之间的比较则表明其核苷酸的变异范围小于 7% .     

单核细胞增多性李氏杆菌野毒株InlB的分子特征及其表达和纯化研究

采用PCR技术扩增单核细胞增多性李氏杆菌TA野毒株内化素B(InlB)基因,进行编码分子的序列和结构分析,并克隆入大肠杆菌表达载体pET28a中诱导表达。该基因全长1893bp,编码630个氨基酸,其中前35个氨基酸残基构成信号肽序列。在推导的InlB蛋白氨基酸序列中,从N端到C端分别包括1个α-螺旋的Cap结构域、6个富含亮氨酸的重复基序(LRR)、1个免疫球蛋白样结构域(IR)、1段B重复序列和3个串联的GW结构域,同时还存在5个潜在的N-联糖基化位点,Leu占所有氨基酸残基的10.2%。与GenBank已经报道的18个不同流行株InlB基因相比,核苷酸和推导的氨基酸序列的同源性分别在91.1%~99.6%和92.3%~99.8%之间。重组菌菌体裂解物经SDS-PAGE和Western blot分析证实该基因已经正确表达。用Ni2 亲和层析柱纯化了InlB重组蛋白。     

Characterization, cloning and expression of the ferritin gene from the Korean polychaete, Periserrula leucophryna

Ferritin is a major eukaryotic protein and in humans is the protein of iron storage. A partial gene fragment of ferritin (255 bp) taken from the total RNA of Periserrula leucophryna, was amplified by RT-PCR using oligonucleotide primers designed from the conserved metal binding domain of eukaryotic ferritin and confirmed by DNA sequencing. Using the 32P-labeled partial ferritin cDNA fragment, 28 different clones were obtained by the screening of the P. leucophryna cDNA library prepared in the Uni-ZAP XR vector, sequenced and characterized. The longest clone was named the PLF (Periserrula leucophryna ferritin) gene and the nucleotide and amino acid sequences of this novel gene were deposited in the GenBank databases with accession numbers DQ207752 and ABA55730, respectively. The entire cDNA of PLF clone was 1109 bp (CDS: 129-653), including a coding nucleotide sequence of 525 bp, a 5'-untranslated region of 128 bp, and a 3'-noncoding region of 456 bp. The 5'-UTR contains a putative iron responsive element (IRE) sequence. Ferritin has an open reading frame encoding a polypeptide of 174 amino acids including a hydrophobic signal peptide of 17 amino acids. The predicted molecular weights of the immature and mature ferritin were calculated to be 20.3 kDa and 18.2 kDa, respectively. The region encoding the mature ferritin was subcloned into the pT7-7 expression vector after PCR amplification using the designed primers and included the initiation and termination codons; the recombinant clones were expressed in E. coli BL21(DE3) or E. coli BL21(DE3)pLysE. SDS-PAGE and western blot analysis showed that a ferritin of approximately 18 kDa (mature form) was produced and that by iron staining in native PAGE, it is likely that the recombinant ferritin is correctly folded and assembled into a homopolymer composed of a single subunit.     

棉铃虫幼虫中肠非糖基磷酯酰肌醇锚着氨肽酶N基因的克隆和测序

通过对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫中肠氨肽酶N的克隆和测序,鉴定了1个氨肽酶N基因APN1,其cDNA序列具有3 220个核苷酸,具有3 042 bp的开放阅读框,编码产生1 014个氨基酸的蛋白质。其推定的氨基酸序列具有氨肽酶N所共有的锌结合模体HEXXHX₁₈E和N末端20个氨基酸的疏水性信号序列,但C末端没有糖基磷酯酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol,GPI）锚添加信号序列。该氨肽酶N的cDNA序列已提交GenBank,登录号为AY358034。     

Bacillus subtilis WHNB02植酸酶phyC基因的克隆及序列分析

采用PCR法获得产植酸酶芽孢杆菌(Bacillus subtilis)WHNB02株植酸酶的全长phyc基因,并将其克隆到pUC18-T载体。序列分析表明该基因全长1152bp,编码一个383个氨基酸的多肽,信号肽切割位点位于第26个氨基酸残基之后。系统进化树表明,来源于7株芽孢杆菌的植酸酶在遗传上分为两大类。将Bacillus subtilis WHNB02植酸酶phyC基因序列及其氨基酸序列在GenBank中登录,登录号分别为AF220075和AA043434．1。     

狐源犬瘟热病毒核衣壳蛋白基因的克隆与序列分析

根据GenBank上发表的犬瘟热病毒(CDV)N基因核酸序列, 设计一对CDV N基因特异性引物, 采用RT-PCR扩增狐源CDV泰安分离株(CDV-FOX-TA)的N基因, 将PCR产物克隆入pMD18-T载体, 进行测序分析。结果表明, CDV-FOX-TA N基因含有1个ORF, 全长1572 bp, 共编码523个氨基酸。CDV-FOX-TA N基因与CDV疫苗株Onderstepoort、Convac的N基因的同源性分别为96.0%和95.9%, 与CDV野毒株N基因的同源性在98.4%~98.9%之间。CDV-FOX-TA N蛋白含有Tyr -Pro-Ala-Leu-Gly-Leu-His-Glu-Phe九肽序列, 是T细胞表位, 可致敏靶细胞, 在CDV N蛋白中高度保守。对CDV N基因进行系统发生分析, 结果发现CDV-FOX-TA与CDV强毒株的亲缘关系较为密切。