外源性蛋白酶对肉毒毒素的作用初探

将B型肉毒毒素在毒素粗提阶段用胰蛋白酶处理,再经浓缩、柱层析和结晶得到纯化的B型肉毒毒素复合物。结果表明:B型肉毒神经毒素经胰蛋白酶处理后单链裂解为双链,在非还原条件下SDS-PAGE显示神经毒素条带,在还原条件下SDS-PAGE只显示轻(L)、重(H)二链条带,而不显示神经毒素条带;纯化后毒素复合物的比活性提高了5.9倍,达到1.60×108LD50/mgPr;HPLC显示活性成分峰面积所占比例增加了9.83%。     

重组肉毒神经毒素A轻链(BoNT/A LC)突变体的构建、表达与活性分析

A型肉毒神经毒素的轻链(BoNT/A LC)是一种锌依赖性的金属内肽酶.通过X射线分析其结构并结合一些文献报道表明,轻链上的Arg362和Tyr365直接参与了酶的催化作用,而Glu350则处于其活性位点的中心位置.采用定点突变技术,对编码这3个关键性的氨基酸位点的碱基进行突变(Arg362Ala、Tyr365Phe、Glu350Ala),获得了BoNT/A LC突变体.突变体蛋白与BoNT/A的底物蛋白SNAP-25进行切割反应,结果表明,未经突变的BoNT/A轻链蛋白能够特异性地识别SNAP-25蛋白上的Q197-R198位点,而突变体蛋白则完全无法识别该位点,不具有金属内肽酶活性,成功地去除了肉毒神经毒素的毒力,为下一步的全长肉毒神经毒素重组疫苗的研究打下了基础.     

A型肉毒毒素轻链基因的克隆及其结构分析

以献报道的A型肉毒毒素基因全序列为标准,设计并合成一对引物,自肉毒梭菌基因组中扩增出肉毒毒素轻链基因片段,并将扩增产物与pGEM—T载体在体外连接,构建测序重组质粒,进行测序和基因结构分析。PCR扩增获得了产物为1 364bp的DNA片段,测序结果与DNA数据库对照检索分析证明,此基因片段与GenBank中的A型肉毒毒素LC基因的一致性达99．9％以上,可以认为克隆的基因为A型肉毒毒素LC基因。     

不同pH和温度对A型肉毒毒素结构及活性的作用

目的研究p H和温度对A型肉毒毒素结构及活性的影响。方法将A型肉毒毒素溶解于p H6.6和p H7.8的磷酸盐缓冲液(PB)中,分别采用4℃和35℃两种温度保存30天,在不同时间采用高压液相色谱(HPLC)及小鼠试验研究其结构及生物学活性的变化。结果样品1(p H6.6,4℃)的HPLC图谱30天内只呈现Ⅰ峰(复合物),毒力未见明显下降;样品2(p H7.8,4℃)则在溶解的最初便有Ⅱ峰(神经毒素)解离出来,并且随着时间的增加Ⅱ峰所占比例逐渐增大,毒力在30天内未见明显下降;样品3(p H6.6,35℃)最初只呈现Ⅰ峰,在第7天便有Ⅱ峰解离出来,第21天开始Ⅲ峰(轻链)出现并伴随着毒力的大幅下降(最初毒力的50%),30天降低至最初毒力的约40%;样品4(p H7.8,35℃)在第1天便有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ峰出现,伴随着毒力的大幅下降(最初毒力的50%),30天降低至最初毒力的约25%。结论采用酸性条件有利于维持A型肉毒毒素复合体的结构,碱性会破坏复合体各组分间的非共价键。不论用酸性还是碱性条件,高温度会加速复合体的解离与神经毒素二硫键的断裂,二硫键的断裂导致活性的下降。     

抗A型肉毒神经毒素中和抗体间接ELISA的建立

目的建立间接ELISA,检测血清中抗A型肉毒神经毒素(botulinum neurotoxin type A, BoNT-A)中和抗体。方法以纯化的BoNT-A作为包被抗原,抗BoNT-A兔血清作为一抗,辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase, HRP)标记的金黄色葡萄球菌蛋白A(Staphylococal Protein A, SPA)作为二抗,结合实验设计,建立检测血清中抗BoNT-A中和抗体的间接ELISA,验证该方法的特异性、灵敏度和重复性,并与经典动物中和试验法检测抗BoNT-A中和抗体的结果进行比较。结果①间接ELISA条件的建立与优化,使用2.50μg/mL纯化的BoNT-A抗原包被,4℃过夜;1%明胶作为封闭剂,37℃封闭2 h;确定一抗优化条件:反应条件为1∶5 000稀释,37℃孵育90 min;二抗优化条件:反应条件为1∶10 000稀释,37℃孵育90 min;加入底物37℃显色10 min,加终止液终止后,用酶标仪测定A_(450 nm)值;②经过验证该方法特异性好,所包被抗原与抗伤寒杆菌兔血清、抗破伤风毒素兔血清、抗B型肉毒毒素兔血清、抗E型肉毒毒素兔血清、抗F型肉毒毒素兔血清均无交叉反应;灵敏度高,当抗BoNT-A兔血清按照1∶320 000稀释时,检测结果依然呈阳性;重复性良好,批内重复性验证CV分别为2.62%、1.40%、2.14%,变异系数均小于3%,批间差异无统计学意义(P=0.103,P>0.05);该方法检测抗BoNT-A中和抗体检出限为抗-0.03 LD_(50)/mL,大约是经典动物中和试验法的1/30,显著地提高了检测灵敏度。结论建立了一种可用于检测血清中抗BoNT-A中和抗体的间接ELISA。     

治疗用A型肉毒毒素的制备及其质量控制

我国治疗用Ａ型肉毒毒素采用酸等电点沉淀,磷酸盐提取,核糖核酸酶处理,ＤＥＡＥ Ａ５０离子交换层析,硫酸铵浓缩及自然结晶等程序从Ａ型肉毒梭菌培养物中提取,并经稀释、冻干而成。它毒力强、纯度高、性能稳定,宜于长期保存。经生化、免疫学测定,毒素系神经毒素和血凝素的复合体,纯度为２５～３．０×１０７ＬＤ５０（小鼠,下同）／ｍｇｐｒ,ＯＤ２６０／ＯＤ２８０≤０．５５不仅达到了美国ＦＤＡ对注射用Ａ型肉毒毒素的质量要求,而且在冻干损失,稳定性方面还优于美国制品。     

重组抗A型肉毒毒素人鼠嵌合单克隆抗体的瞬时表达及中和活性研究

为了制备重组抗A型肉毒毒素(botulinum neurotoxin A,BoNT/A)人鼠嵌合单克隆抗体并分析中和活性,以BoNT/A作为抗原筛选鼠源抗BoNT/A噬菌体单链抗体库,将筛选得到的鼠源抗BoNT/A特异性单链抗体的重链和轻链可变区分别克隆到pGP5KCγ和pGP5KCκ载体构建表达质粒。表达质粒共转染HEK-293EBNA1细胞,瞬时表达抗BoNT/A人鼠嵌合单克隆抗体(monoclonal antibody,mAb)。蛋白A亲和纯化mAb,分子排阻高效液相色谱(size exclusion high performance liquid chromatography,SEC-HPLC)分析mAb纯度,小鼠中和试验评价mAb中和活性。结果显示,经过筛选得到4个序列正确且各不相同的抗BoNT/A单链抗体。4个抗BoNT/A人鼠嵌合mAb表达质粒均构建成功并转染HEK-293EBNA1细胞,根据转染效率指示绿色荧光蛋白的表达推测,50%～62. 5%的细胞表达抗BoNT/A抗体。表达上清经过蛋白A亲和纯化,浓度均200μg/mL,单体纯度均90%。小鼠中和试验显示mA1、mA2、mA3和mA4单株抗体均不能完全中和4 LD_(50)的A型肉毒毒素,但从延迟小鼠生存时间可以得出4个抗体的中和活性为mA3mA2mA1mA4。mA1、mA2、mA4中任何一个抗体与mA3连用中和活性为80 LD_(50)/mg。本研究制备了4个具有不同程度中和活性的抗BoNT/A人鼠嵌合mAb,为A型肉毒神经毒素鸡尾酒疗法奠定了基础。     

A型肉毒神经毒素(BoNT/A)基因序列分析及其B细胞表位预测

比较GenBank中4个不同毒株的A型肉毒神经毒素（BoNT／A）的基因组序列,发现其基因序列的一致性高迭92．2％-99．9％。基于保守性高的BoNT／A氨基酸序列,根据BioSun和LaserGene软件包中的表住分析相关参数,辅以对BoNT／A蛋白的二级结构的分析,综合预测BoNT／A的B细胞表位。结果表明,BoNT／A轻链的142-150、284-292区段,轻链的284-292,重链的440-450、465-480、538-549、699-710、751-760、1087-1095、1224-1231、1263-1270区段是B细胞表位优势区的可能性较大。多参数方案井结合不同软件综合预测BoNT／A蛋白的B细胞表位,为进一步实验鉴定BoNT／A的B细胞表位及其多表位疫苗设计和研究奠定了基础。     

A型肉毒毒素轻链胞内持留模型的建立

[目的] 建立A型肉毒毒素轻链胞内持留模型来模拟A型肉毒毒素引起的长期中毒。[方法] 设计构建pcDNA3.1-ALC-GFP重组质粒,提取质粒进行PCR验证,并将其转染进Nureo-2a细胞中表达,利用Western Blot与细胞免疫荧光分析验证ALC-GFP的表达情况及其在细胞内的长时间持留,建立A型肉毒毒素轻链的胞内持留模型,并将该模型用于抗肉毒药物的筛选。[结果] 成功构建pcDNA3.1-ALC-GFP重组质粒并将其转染进Nureo-2a细胞中,验证了ALC-GFP在细胞内具有长时间持留性,成功建立了A型肉毒毒素轻链胞内持留模型,并利用该模型筛选出潜在抗肉毒药物CB3。[结论] 成功建立了A型肉毒毒素轻链胞内持留模型,并初步应用于CS1,CE2和CB3药物筛选,为A型肉毒毒素长期中毒的解毒研究奠定了基础。     

IEF纯化重组A型肉毒毒素保护性抗原

在大肠杆菌中高效表达的重组A型肉毒毒素保护性抗原（rBoNTaH468),是以包涵体形式存在,将表达菌株发酵后,裂解菌体,制备包涵体,溶解后的包涵体溶液经样品处理,通过等地电聚焦制备型电泳纯化,纯化的重组A型肉毒毒素保护性抗原（rBoNTaH468)纯度高于90%,产量及回收率高,纯化的重组表达产物酶联检测具有结合活性,这为下一步A型肉毒毒素抗毒素的研制打下基础。