O1群和O139群霍乱弧菌主要抗原研究进展

霍乱弧菌是引起人和动物烈性肠道传染病霍乱的病原体。在霍乱弧菌的200多个血清群中,只有O1群和O139群霍乱弧菌能引起霍乱。快速准确检测O1群和O139群霍乱弧菌是霍乱防治的关键。表面抗原在O1群和O139群霍乱弧菌检测中发挥着重要作用。简要综述了O1群和O139群霍乱弧菌的脂多糖、霍乱肠毒素、外膜蛋白W、毒素共调菌毛和甘露糖敏感血凝素等5种主要抗原的研究进展。     

生物法合成肠炎沙门菌糖蛋白北大核心CSCD

肠炎沙门菌(Salmonella enteritidis)是一种重要的人兽共患病原菌,在对该菌感染的预防与控制上一直存在困难,而糖蛋白疫苗的出现为其预防提供了新的思路。对于糖蛋白的合成,一般采用传统的化学交联方法,该法制备流程烦琐、生产成本高。因此,探索经济且稳定的生物合成方法非常必要。为了实现生物法合成肠炎沙门菌糖蛋白,本研究利用CRISPR/Cas9方法构建肠炎沙门菌waa L基因缺失株SEΔwaa L,使用银染的方法检测细菌外膜脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)的合成情况。使用环形PCR方法构建了表达寡糖转移酶PglL、重组铜绿假单胞菌的外毒素(recombinant Pseudomonas aeruginosa exotoxin A,r EPA)和霍乱毒素B亚单位(cholera toxin B subunit,CTB)的表达质粒,并分别在rEPA的N端和CTB的C端加入了PilE;糖基化位点序列。将重组质粒转化到SE ΔwaaL中,诱导表达后通过Western blotting方法对糖蛋白的合成进行验证,并通过镍柱(Ni-NTA)对糖蛋白进行纯化。结果表明,waaL基因的缺失阻断了肠炎沙门菌LPS正常合成,在该缺失株中rEPA和CTB蛋白均可成功表达。此外,在表达寡糖转移酶PglL的情况下,rEPA和CTB发生了明显的糖基化,其糖基化部分为肠炎沙门菌O抗原多糖。本研究结果证明肠炎沙门菌缺失waaL基因后,在寡糖转移酶PglL的作用下可以将自身O抗原多糖链共价连接到载体蛋白rEPA和CTB上,形成糖蛋白,为生物法合成肠炎沙门菌糖蛋白的研究奠定了基础。     

rBS-WC(O139)霍乱疫苗的小鼠免疫试验

1992年起在印度和孟加拉国相继发生的O139霍乱,目前已迅速传播到其周边国家,对我国亦已构成严重威胁。当前全世界预防霍乱的工作更加复杂,除了要针对O1群霍乱弧菌研制保护期长、保护效率高的疫苗外,还要对这一新发现的时隐时现的烈性腹泻病原菌快速作出反应,及时分析其保护性抗原,构建有效疫苗,以控制疫情发展。 O139霍乱弧菌与O1群霍乱弧菌有很大不同,特别在菌体抗原方面存在显著差异。O1群菌感染的患者康复后对同群菌的冉感染有免疫保护作用,而对O139群菌的感染则无此保护作     

生物法合成伤寒O-糖蛋白结合疫苗及其免疫原性评估

伤寒由伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhi)引发,至今在发展中国家仍是备受关注的重要公共卫生问题。文章通过敲除伤寒菌脂多糖合成途径中O-抗原连接酶基因,转入含脑膜炎奈瑟球菌(Neisseria meningitidis)蛋白糖基化途径中糖基转移酶的表达载体,以及改构的重组铜绿假单胞菌(Pseudomonas Aeruginosa)外毒素A(rEPA_N29)的表达载体,使细胞内能够诱导合成以伤寒O特异性多糖(O-specific polysaccharides, OPS)为目标抗原、以rEPA_N29为载体蛋白的伤寒OPS-rEPA_N29糖蛋白复合物,并对纯化所得复合物进行了免疫原性评价。ELISA测定血清抗体滴度表明,rEPA_N29作为载体蛋白能有效增加糖链的免疫原性,糖蛋白比单独的多糖能诱导产生更好的免疫应答;3次免疫、间隔3周比间隔2周IgG滴度稍有提高;而免疫过量的糖蛋白,抗O-多糖的血清抗体效价并无提升。文章为生物法制备多糖-蛋白结合疫苗提供了新思路,理论上也适用于其他革兰氏阴性菌的疫苗研发。     

霍乱弧菌O139多糖抗原的提取方法及优化

目的:研究霍乱弧菌O139多糖抗原的提取方法,以获得高纯度的多糖抗原。方法:采用热酚水法提取霍乱弧菌O139的脂多糖(LPS),并增加了DNaseⅠ、RNase消化步骤,以去除DNA及RNA的污染;进一步采用酸水解法获得脱毒的O特异性多糖(O-SP)。结果:经生化方法检测,证实提纯的LPS和O-SP纯度较高,能满足进行霍乱免疫研究的要求。结论:该方法简便可行,值得推广。     

多重PCR方法检测霍乱弧菌的研究

霍乱弧菌是霍乱的病原体,可以分为O1群、O139群和非O1/非O139群。O1群和O139群霍乱弧菌产生的霍乱肠毒素(也称霍乱毒素)是产生霍乱的主要原因,也只有O1群和O139群霍乱弧菌可引起霍乱。其他群的霍乱弧菌毒性不高,但在食品中也不允许被检出。实验以霍乱胶原酶基因和霍乱毒素基因为目的基因,试图建立一种PCR方法对霍乱弧菌进行检测研究,结果表明此方法可以用于食品中的霍乱弧菌检测。     

O139霍乱弧菌质粒基因组文库的建立及O抗原基因的筛选

合成O-抗原的基因是串联在一起的一个基因簇,提取O139霍乱弧菌基因组DNA,限制性内切酶EcoRⅠ酶切,电泳回收4～20kb的DNA片段,构建质粒基因组文库.随机筛选重组克隆,获得一株可与O139霍乱弧菌抗血清发生凝集反应的重组克隆,命名为大肠杆菌DH5a(pMG320).经鉴定分析重组克隆所表达的O-抗原具有良好的免疫原性及反应原性.酶切分析质粒pMG320,推知其O-抗原基因大小约4.6kb.这为今后O139霍乱疫苗的研制及O139霍乱弧菌O-抗原基因的结构和功能研究提供了条件.     

O2血清型肺炎克雷伯氏菌多糖结合疫苗的生物合成

本研究旨在利用微生物体内合成肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiella pneumoniae,Kp) 多糖结合疫苗并研究其保护效果。通过敲除Kp O抗原连接酶基因waaL阻断其LPS合成,再向缺失株中导入糖基工程载体,使细菌能够在体内合成糖蛋白,并将该糖蛋白免疫小鼠后评价其保护效果。结果表明,在构建的 Kp waaL缺失株中导入糖基工程载体后,底物蛋白重组霍乱毒素B亚单位rCTB (Recombinant cholera toxin B subunit) 能够被O糖化,从而得到糖蛋白;动物实验结果显示该疫苗能刺激小鼠产生较高的抗体效价,试验组小鼠攻毒后一周存活率可达75%。这种生物合成方法制备的多糖结合疫苗有望成为针对肺炎克雷伯氏菌的新型候选疫苗。     

O139霍乱弧菌质粒基因组文库的建立及O抗原基因的筛选

合成O抗原的基因是串联在一起的一个基因簇,提取O139霍乱弧菌基因组DNA,限制性内切酶EcoRⅠ酶切,电泳回收4～20kb的DNA片段,构建质粒基因组文库。随机筛选重组克隆,获得一株可与O.139霍乱弧菌抗血清发生凝集反应的重组克隆,命名为大肠杆菌DH5α(pMG320)。经鉴定分析重组克隆所表达的O抗原具有良好的免疫原性及反应原性。酶切分析质粒pMG320,推知其O抗原基因大小约4.6kb。这为今后O.139霍乱疫苗的研制及O.139霍乱弧菌O抗原基因的结构和功能研究提供了条件。     

利用转基因技术生产可预防霍乱的可食性番茄疫苗

TrangenicResearch 2 0 0 2年 1 0月 1 1卷 5期 4 47～ 4 5 4页报道 :霍乱是一种由霍乱弧菌 (Vibriocholerae)引起的烈性传染病。霍乱弧菌所分泌的毒素可导致严重腹泻。霍乱毒素由 1个A单位和 5个B单位组成。五聚B部分是有效的免疫辅剂。目前正在研制霍乱疫苗。已研制成功了由霍乱毒素亚单位B(CTB)与灭活的霍乱弧菌细胞混合而成的口服疫苗 ,可预防霍乱 (Sanchez等 ,1 993)。但由于CTB的造价太高 ,故不适于发展中国家生产疫苗使用。为此 ,近年来已开始利用转基因植物生产用于防治疾病的蛋白 (例如Fischer等 ,2 0 0 0 )。由于将抗原表达…     

单纯疱疹病毒I型糖蛋白D胞外区的真核表达及生物学活性分析

单纯疱疹病毒 (Herpes simplex virus,HSV) 包膜糖蛋白D (glycoprotein D,gD) 是HSV的结构蛋白之一,具有重要抗原表位,是目前疫苗研究的热点。为了分离纯化HSV gD1糖蛋白胞外区片段并对其生物学活性进行分析,本研究将化学合成的gD1胞外区基因片段克隆至真核表达载体pCEP4,重组质粒转染HEK293细胞进行瞬时表达,产物经Western blotting检测后用亲和层析法进行分离纯化,ELISA检测其抗原性。以纯化的重组蛋白作为抗原免疫小鼠,ELISA测血清特异性抗体效价以评价其免疫原性。构建的重组质粒经测序显示基因序列完全正确。表达产物的Western blotting分析发现,在相对分子量约46 kDa处有外源蛋白表达,与预期蛋白带一致。用Ni柱得到了纯化的重组gD1蛋白,ELISA检测显示其具有良好的抗原性,免疫小鼠7周后血清中抗体效价达到5×103。重组gD1蛋白的抗原性及免疫原性分析为HSV检测试剂和基因重组亚单位疫苗的研制提供了实验依据。     

病原菌多糖基因簇在大肠杆菌中的克隆

目的:构建稳定的外源病原菌多糖基因簇克隆载体,为在糖基工程大肠杆菌中利用外源性多糖O-糖基化修饰靶标蛋白奠定基础。方法:PCR扩增大肠杆菌O157、甲型副伤寒沙门菌CMCC50973和铜绿假单胞杆菌CMCC10110的O-多糖合成基因簇,将多糖基因簇与细菌人工染色体p CC1BAC连接后,分别转化O-多糖合成缺陷的大肠杆菌W3110,并用相应多糖抗血清ELISA检测重组大肠杆菌是否利用外源O-多糖生成脂多糖(LPS),从而验证外源多糖基因簇克隆载体在大肠杆菌内是否能够生成相应的O-多糖;在此基础上,将构建的3种外源多糖基因簇克隆载体分别转化表达O-寡糖转移酶和蛋白底物菌毛蛋白Pil E的糖基工程大肠杆菌,用相应的抗血清进行Western印迹检测,以验证克隆的O-多糖能否修饰蛋白底物Pil E。结果:与阴性对照菌相比,带有大肠杆菌O157的O-多糖合成基因簇克隆载体和带有甲型副伤寒沙门菌CMCC50973的O-多糖合成基因簇克隆载体的重组菌ELISA呈阳性,提示大肠杆菌O157和甲型副伤寒沙门菌CMCC50973的O-多糖合成基因簇在大肠杆菌中被利用生成了相应的LPS;而带有铜绿假单胞杆菌CMCC10110的O-多糖合成基因簇克隆载体的重组菌W3110/BAC-10110则ELISA呈阴性。West-ern印迹结果显示,只有带有O157型大肠杆菌O-多糖合成基因簇克隆载体的糖基工程大肠杆菌CLM24/p MMB66EH-pil E-his/p ETtac28-pgl L/BAC-O157在相对分子质量40×103~58×103处出现了特异条带,表明菌毛蛋白Pil E被大肠杆菌O157型O-多糖O-糖基化修饰。结论:建立了大肠杆菌O157、甲型副伤寒沙门菌CMCC50973的O-多糖合成基因簇大片段的克隆载体,克隆的O157型O-多糖合成基因簇可实现O157型多糖对菌毛蛋白Pil E的修饰,从而为在大肠杆菌中建立稳定的利用外源病原菌多糖修饰靶标蛋白的糖基工程大肠杆菌提供了技术基础。     

甲型H1N1流感病毒血凝素HA1在糖基工程毕赤酵母中的表达

目的:建立用糖基工程酵母制备流感血凝素的方法 ,研究其免疫原性,为酵母表达流感疫苗提供基础。方法:通过PCR的方法扩增编码H1N1流感病毒血凝素HA1(1～330 aa)的基因片段,将HA1基因克隆到表达载体pPIC9质粒上,电转化到糖基工程酵母中,甲醇诱导表达并用镍亲和层析柱纯化重组蛋白,N-糖苷酶F(PNGF)酶切分析N-糖链,Western印迹验证纯化蛋白,免疫小鼠并测定HA1诱导抗体的滴度。结果:获得HA1基因的酵母重组表达菌株,SDS-PAGE分析可见野生型GS115表达的重组HA1相对分子质量约为100×103,而糖基工程酵母GJK01表达的HA1约为60×103,PNGF酶切后相对分子质量均降至45×103左右;经Western印迹检测,这些条带均为目的蛋白条带,野生型和糖基工程酵母表达的HA1分子大小不同是由于不同的N-糖基化修饰引起的。重组HA1免疫小鼠可产生抗HA1抗体,随着抗原剂量的增加,其产生的抗体滴度相应增加;3次免疫后,4μg HA1诱导小鼠产生的抗体滴度最高。结论:利用糖基工程酵母表达制备了低糖化的流感病毒血凝素HA1,该重组蛋白可以诱导小鼠产生HA1抗体,且产生的抗体滴度具有HA1剂量依赖性。     

霍乱毒素B亚单位与谷氨酸脱羧酶抗原表位肽融合蛋白的表达及鉴定

目的:在大肠杆菌中表达霍乱毒素B单位(CTB)与谷氨酸脱羧酶(GAD)抗原表位肽段(531～545)的融合蛋白。方法:通过PCR技术将CTB基因与GAD基因融合在一起,插入pET22b载体,转化大肠杆菌BL21(DE3)后经诱导获得融合基因的表达;对表达产物进行包涵体复性后,纯化得到融合蛋白分子;对该融合蛋白分子进行了Western印迹和GM1-ELISA分析。结果:表达的融合蛋白的相对分子质量约为14000,Western印迹表明该融合蛋白具有霍乱毒素抗原性;GM1-ELISA实验表明该融合蛋白能够特异性地结合神经节苷酯GM1,表明该蛋白具有与CTB相似的五聚体结构。结论:融合蛋白CTB-GAD的成功表达,为后续动物实验提供了充足的抗原。     

O1或O139霍乱疫苗对异群霍乱缺乏交叉保护

O1和O139霍乱弧菌是引起急性腹泻的病原微生物,用这两群菌的灭活全菌体与重组霍乱毒素B亚单位构建的亚单位／菌体型疫苗免疫队CA小鼠,对本群菌的攻击可提供良好免疫保护,而对异群霍乱菌则缺乏交叉保护作用。     

链霉菌胞外多糖139A生物合成中引导糖基转移酶基因的克隆和鉴定

链霉菌139能够产生一种新的胞外多糖139A,该多糖具有抗类风湿性关节炎的活性。为研究多糖139A的生物合成基因簇,首要策略是克隆到在多糖139A的生物合成中起关键作用的引导糖基转移酶基因。根据其他几个种属的糖基转移酶氨基酸序列的两个保守区域设计简并引物,通过PCR方法扩增出相应的DNA片段作为探针,从链霉菌139基因组文库中分离到引导糖基转移酶基因ste5,并定位于约32kb的基因簇上。序列分析发现其蛋白序列与引导糖基转移酶具有较高的同源性,其C-端含有A,B和C3个保守区,N-端具有5个跨膜区。引导糖基转移酶基因阻断突变株不能够产生多糖139A表明其参与多糖139A的生物合成。     

大肠杆菌和志贺氏菌O-抗原糖基转移酶与聚合酶的生物信息学研究

利用生物信息学手段对大肠杆菌和志贺氏菌的 1 1 0个O 抗原糖基转移酶与 39个O 抗原聚合酶的序列进行分析 ,探讨这两种酶的序列和结构特点。统计了其序列一致性 ,密码子使用和 (G C) %含量的特点 ;讨论了O 抗原糖基转移酶和聚合酶对底物的特异性 ;推测了 6组糖基转移酶的功能 ;通过对蛋白拓扑结构的预测 ,发现O 抗原聚合酶中广泛存在一个位于细胞周质中的亲水环 (Loop) ,是可能的功能区域 ;通过对蛋白高级结构的预测 ,发现O 抗原糖基转移酶属于两个不同的蛋白超家族。     

植物阿拉伯半乳聚糖蛋白AG糖链的合成

阿拉伯半乳聚糖蛋白(arabinogalactan-proteins,AGPs)是一类高度糖基化的富含羟脯氨酸(hydroxyproline,Hyp)的糖蛋白,广泛分布于植物的细胞壁、质膜和胞外分泌物中,在植物生长和发育的多个过程中发挥重要作用。主要进行两种翻译后修饰,首先通过脯氨酸羟化酶催化的脯氨酸羟基化,随后在一些羟脯氨酸的羟基上添加阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan,AG),以AG为主的多糖可占到AGP分子量的90%,这意味着多糖链主要决定着AGP与其他分子间的相互作用进而影响其功能。从2010年2个能特异糖基化AGP的糖基转移酶At FUT4和At FUT6被鉴定以来,越来越多参与AGP多糖合成的糖基转移酶被鉴定。本文综述了近10年来参与AGP多糖链合成的糖基转移酶的研究进展,并结合棉纤维中AGP研究,讨论了多糖合成的机制及亟待解决的问题,展望了其发展趋势。     

常见致病菌糖基转移酶的结构与功能

糖基转移酶(glycosyltransferases,GTs)将糖基从活化的供体转移到糖、脂、蛋白质和核酸等受体,其参与的蛋白质糖基化是最重要的翻译后修饰(post-translational modifications,PTMs)之一。近年来越来越多的研究证明,糖基转移酶与致病菌毒力密切相关,在致病菌的黏附、免疫逃逸和定殖等生物学过程中发挥关键作用。目前,已鉴定的糖基转移酶根据其蛋白质三维结构特征分为3种类型GT-A、GT-B和GT-C,其中常见的是GT-A和GT-B型。在致病菌中发挥黏附功能的糖基转移酶,在结构上属于GT-B或GT-C型,对致病菌表面蛋白质(黏附蛋白、自转运蛋白等)进行糖基化修饰,在致病菌黏附、生物被膜的形成和毒力机制发挥具有重要作用。糖基转移酶不仅参与致病菌黏附这一感染初始过程,其中属于GT-A型的一类致病菌糖基转移酶会进入宿主细胞,通过糖基化宿主蛋白质影响宿主信号传导、蛋白翻译和免疫应答等生物学功能。本文就常见致病菌糖基转移酶的结构及其糖基化在致病机制中的作用进行综述,着重介绍了特异性糖基化高分子量(high-molecular-weight,HMW)黏附蛋白的糖基转移酶、针对富丝氨酸重复蛋白(serine-rich repeat proteins,SRRP)糖基化修饰的糖基转移酶、细菌自转运蛋白庚糖基转移酶(bacterial autotransporter heptosyltransferase,BAHT)家族、N-糖基化蛋白质系统和进入宿主细胞发挥毒力作用的大型梭菌细胞毒素、军团菌(Legionella)葡萄糖基转移酶以及肠杆菌科的效应子NleB。为揭示致病菌中糖基转移酶致病机制的系统性研究提供参考,为未来致病菌的诊断、药物设计研发以及疫苗开发等提供科学依据和思路。     

O139霍乱弧菌O-抗原基因的克隆及表达

霍乱弧菌脂多糖已经被公认为是一种保护性抗原。它是由三部分组成:O-抗原、核心多糖和磷脂A。其O-抗原具有特异的免疫原性及抗原性,霍乱弧菌的抗血清与脂多糖的抗原抗体反应是针对其O-抗原部分。因此,克隆表达O-抗原基因更便于我们进行基因的操作和构建多价疫苗,它比克隆脂多糖基因更具有实际应用价值。 本研究在建立O139霍乱弧菌质粒基因组文库的基础上,利用抗原抗体的凝集反应从基因组文库中初步筛选出可能表达O-抗原的阳