致病性猪链球菌2型溶血素基因的克隆与表达

目的：克隆溶血素基因,为评价溶血素的毒力与抗原活性,构建猪链球菌疫苗提供依据。方法：从致病性猪链球菌II型四川资阳分离株基因组中分离溶血素基因,经中间T载体,将其克隆至改造的pGEX-6p1中,最后通过蛋白质电泳和溶血实验检验溶血素的表达及活性。结果：SDS-PAGE结果表明,重组溶血素在5h表达水平最高,10h次之,15h最弱;溶血实验重组菌周围形成明显的透明溶血环。结论：溶血素为分泌性早期表达,具有正常的β溶血活性。     

猪链球菌2型溶血素基因的表达及其免疫原性

【背景】猪链球菌(Streptococcus suis,SS)是一种重要的人兽共患病原菌,有35种血清型,其中以猪链球菌2型(SS2)危害最为严重。研究发现,各种血清型SS分泌的溶血素(Suilysin,SLY)可能具有较好的免疫保护作用,因此,SLY作为SS基因工程亚单位疫苗的成分具有较大优势。【目的】获得SS2安徽强毒株(AH10-8株)溶血素基因(sly)的表达产物,并对其免疫原性进行测定分析。【方法】根据GenBank数据库中登录号为DQ443533.1的全长sly序列,设计合成一对分别带有Bam HI、XhoI酶切位点的特异性引物,利用PCR从AH10-8株中扩增sly基因,构建pET-30a-sly原核表达重组质粒,将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)中,进行IPTG诱导表达和His-Tag镍柱纯化蛋白,SDS-PAGE检测SLY,Western blotting鉴定SLY的反应原性;利用昆明鼠和斑马鱼进行SLY免疫攻毒保护试验,间接ELISA方法检测昆明鼠血清IgG抗体效价,观察比较病理组织变化及其免疫保护率。【结果】重组质粒pET-30a-sly在大肠杆菌中实现高效表达,获得大小为60kD的目的蛋白,与预期大小的SLY分子质量一致,能与SS2阳性血清发生特异性反应。SLY和AH10-8株灭活全菌体3次免疫昆明鼠后的血清IgG抗体效价分别为1:6 400、1:204 800 (以AH10-8株全菌体的超声裂解物为包被抗原)和1:102 400、1:51 200 (以SLY为包被抗原);SLY和AH10-8株灭活全菌体对昆明鼠和斑马鱼的免疫保护率分别为40%、80%和84%、92%;病理组织变化与攻毒对照组之间差异明显。【结论】成功表达的SLY具有良好的反应原性和免疫原性,可诱导机体产生保护性免疫反应,有望成为研制SS2新型疫苗的候选成分。     

猪链球菌2型溶血素的化学修饰

用DTT、H2O2、DEPC、EDC、NAI、NBS、PCMB、2,3Diacetyl和SA 等9种化学修饰剂,处理猪链球菌2型江苏分离株提纯的溶血素,研究其分子中氨基酸侧链基团与其溶血活性的关系。结果表明,巯基、氨基、羧基和酪氨酸残基等与其溶血活性无关,而色氨酸、组氨酸和精氨酸的化学修饰引起溶血活性的大幅度下降,二硫键的化学修饰引起溶血活性的大幅度增强。显示色氨酸、组氨酸和精氨酸残基是该溶血素的活性必需基团,二硫键的断裂可引起其活性增强。     

2型猪链球菌磷酸甘油酸激酶基因的克隆表达及酶活性测定

目的:克隆表达2型猪链球菌中磷酸甘油酸激酶(PGK)并对其酶学特性进行测定。方法:采用PCR方法从05ZYH33基因组中扩增出pgk片段,构建重组表达质粒p ET28a:pgk,经双酶切及测序验证正确的质粒转化入E.coli BL21(DE3)中进行IPTG诱导表达,重组PGK蛋白经SDSPAGE和质谱鉴定并测定其酶学活性。结果:PGK在大肠杆菌中可溶性表达,纯化后得到约43k Da的重组PGK蛋白,其酶促反应最适温度为25℃,最适pH为7.5,2型猪链球菌PGK的酶活性为75U/ml,PGK相对于3-PGA的Km值为1.744mmol/L,Vmax为0.143mmol/(L·min),相对于ATP的Km值为2.266mmol/L,Vmax为0.318mmol/(L·min)。结论:利用原核表达系统成功地表达了2型猪链球菌中的PGK,并获得了活性较好的重组PGK,酶学检测发现纯化的PGK具有良好的体外活性,为进一步研究该病在2型猪链球菌致病及代谢机制奠定了基础。     

猪链球菌2型一种新的免疫原性蛋白的鉴定及特性分析

利用免疫蛋白组学方法,鉴定出链球菌2型(Streptococcus suis type2,SS2)江苏分离株HA9801具有免疫反应性的蛋白HM3。应用同源性比对、信号肽预测、跨膜区预测及亚定位预测等生物信息学方法对该蛋白进行分析,结果显示:同源性最高的蛋白为屎肠球菌胞外溶解物结合蛋白(41%);蛋白序列中含有信号肽结构;7-24位氨基酸为该蛋白的跨膜区;预测蛋白定位为除胞质外的未定位置。PCR扩增出该蛋白的一段基因定向克隆到表达载体pET-32a( )中并转化入BL21(DE3)宿主菌。重组菌经IPTG诱导后的SDS-PAGE图谱在46kDa处出现融合蛋白的条带。Westernblot表明,此融合蛋白可被SPF微型猪抗SS2血清所识别,提示该蛋白可作为该菌的亚单位疫苗的候选物。     

2型猪链球菌菌毛结构亚蛋白tSSU0473的原核表达与免疫学特性研究

目的：探究2型猪链球菌（S.suis2）强毒株05ZYH33的srtF基因簇编码的菌毛结构亚蛋白SSU0473的细菌定位及其免疫保护效能。方法：原核表达截短的SSU0473（tSSU0473）,并以亲和层析法纯化目的蛋白,Western印迹检测tSSU0473蛋白的免疫原性,ELISA法检测多抗血清的效价及IgG亚型,小鼠试验测试重组蛋白的免疫保护效能,免疫电镜观测tSSU0473蛋白的细菌定位。结果：在原核系统中表达了tSSU0473蛋白;ELISA结果显示重组蛋白能够刺激小鼠产生高效价的免疫抗体;动物试验表明tSSU0473蛋白免疫小鼠可抵御致死剂量病原体的攻击,显示出较好的免疫保护作用;免疫电镜检测显示tSSU0473蛋白定位于细菌表面。结论：菌毛亚蛋白tSSU0473是S.suis2膜表面蛋白,具有良好的免疫原性和免疫保护性,可作为S.suis2亚单位疫苗的候选分子。研究结果为系统揭示S.suis2的菌毛生物学结构与功能奠定了基础。     

猪链球菌2型mrp基因免疫功能片段的克隆、表达及动物试验

根据猪链球菌2型（Streptococcus suis type 2）国外分离株的溶菌酶释放蛋白（Muramidasereleased protein, MRP）的基因序列,设计并合成一对引物,利用PCR技术扩增了江苏分离株的开放阅读框298～827bp间529bp的基因片段,并定向克隆至pET32a(+)表达载体中。重组质粒经限制性酶切鉴定和测序,转化至大肠杆菌BL21,经IPTG诱导,可表达分子量约42kD的蛋白。经过镍亲和层析柱层析,获得纯化的重组蛋白。以重组蛋白免疫Balb/c小鼠,以5LD50猪链球菌强毒株攻击后小鼠的相对存活率达625%。证实所表达的MRP片段为重要的保护性抗原。     

猪链球菌2型强毒株sly基因敲除株构建及生物学特征分析北大核心

[目的]构建猪链球菌2型05ZYH33溶血素sly基因敲除突变株,比较突变株与野生株生物学特征。[方法]分别克隆sly上游序列L、下游序列R和壮观霉素抗性基因spcr,构建基因敲除质粒p UC18-LSR,并电转化入05ZYH33感受态细菌。用多重PCR、RT-PCR及Southern杂交对sly基因敲除突变株进行鉴定。比较突变株与野生株的生长速率和溶血现象。[结果]多重PCR和RT-PCR分别显示,野生株DNA和c DNA都能扩增出579 bp的sly内部片段,而突变株DNA和c DNA都未能扩增出此片段。Southern杂交显示,突变株中未见sly探针杂交条带。突变株生长速率较野毒株迟缓,溶血能力减弱,但依然存在。[结论]建立了高效稳定的电转化方法,成功构建出溶血能力减弱的双交换同源重组sly基因敲除突变株。     

猪链球菌2型srtBCD菌毛岛SSU2099基因的克隆表达与免疫学特性

通过同源性比较及生物信息学分析,发现猪链球菌2型srtBCD菌毛岛上菌毛辅助亚基编码基因SSU2099,PCR扩增目的片段,克隆入表达载体pET32a中原核表达,亲和层析法纯化重组蛋白。ELISA结果显示重组蛋白能够刺激小鼠产生高效价的免疫抗体,动物保护性实验表明该蛋白具有良好的免疫保护作用。提示菌毛亚基编码基因SSU2099是重要的疫苗候选分子,进一步研究该蛋白的定位和功能对于系统阐释srtBCD菌毛岛在猪链球菌2型致病机制中的作用有重要意义。     

2型猪链球菌srtBCD菌毛岛SSU2100基因的克隆表达与免疫学特性

【目的】研究2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2,S.suis 2)野毒株05ZYH33的srtBCD菌毛岛菌毛亚蛋白SSU2100的免疫保护性作用。【方法】通过PCR扩增出SSU2100基因片段,将目的基因克隆到表达载体pET28a上,转化入E.coli BL21感受态中表达,亲和层析法纯化目的蛋白;Western blot检测SSU2100蛋白的免疫原性,重组蛋白免疫BALB/c小鼠,ELISA法检测多抗血清的效价及IgG亚型,研究重组蛋白的免疫保护作用。【结果】在原核系统成功表达出了SSU2100蛋白;ELISA结果显示重组蛋白能够刺激小鼠产生高效价的免疫抗体;动物实验表明该蛋白具有良好的免疫保护作用。【结论】菌毛亚蛋白SSU2100可以作为S.suis 2亚单位疫苗的候选分子,为系统地阐释srtBCD菌毛岛在S.suis 2致病机制中的作用奠定基础。     

猪链球菌2型基因工程疫苗研究进展

猪链球菌2型引起的链球菌病是一种重要的人兽共患传染病。目前对于猪链球菌病的预防主要依靠灭活疫苗,而灭活疫苗对于同源菌的攻击保护率仅在70%左右,对异源菌的攻击保护率更低。目前对于猪链球菌2型基因工程疫苗的研究主要有两个方面,一是对某些毒力因子缺失的基因缺失疫苗的研究,由于尚未发现猪链球菌2型的标志性毒力因子,因此这方面的研究尚不太多;二是对基因重组亚单位疫苗的研究。随着分子生物学技术的发展,许多学者对猪链球菌2型的具有免疫原性的一些蛋白片段进行分析、重组、表达,以期制造出可以对猪链球2型进行有效预防的基因工程疫苗。由于猪链球菌2型的毒力因子复杂,对其毒力因子及其基因组成的研究尚不彻底,随着研究的深入,如在基因工程疫苗方面取得突破性进展,对于猪链球菌2型引起的链球菌病的预防与控制必将有着重要意义。     

2型猪链球菌中国强毒株05ZYH33 sao基因敲除突变株的构建及其生物学功能

构建2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2,S.suis 2)中国强毒株05ZYH33的sao基因敲除突变株。构建中间为壮观霉素抗性基因,两侧为sao编码基因上下游同源序列的基因敲除载体,同源重组筛选sao基因敲除突变株。PCR、RT-PCR、Western Blot对疑似突变株进行验证,实验结果均证实sao基因完全被spc抗性基因替代,成功构建了突变株05ZYH33-sao。对野生型菌株和突变株进行菌落溶血活性、生长特性、小鼠致病性比较,结果表明sao基因的敲除并未使野生型菌株在以上三方面产生明显的变化。筛选获得的05ZYH33 sao基因突变株为进一步研究sao基因在05ZYH33致病过程中的作用奠定了基础。     

2型猪链球菌gene0969基因敲除突变体的构建及毒力分析

目的:构建2型猪链球菌强毒株05ZYH33毒力岛89K上的Ⅳ型分泌系统组分gene0969敲除突变体,初步分析其活性,为进一步研究猪链球菌假想毒力因子在致病中的作用提供实验基础。方法:以05ZYH33基因组为模板,PCR扩增gene0969基因的上下游片段;以穿梭质粒pSET1为模板,PCR扩增氯霉素抗性基因Cm;采用重叠PCR方法搭建3个片段,并克隆到自杀载体pSET4s上,构建基因敲除载体,通过同源重组构建gene0969突变体,再用小鼠感染模型对突变株和野生株的毒力进行比较。结果:获得了gene0969基因敲除突变体,并发现其毒力与野生型相比有下降趋势。结论:2型猪链球菌假想毒力因子gene0969可能与毒力有关,其作用和机制值得进一步分析。     

猪链球菌2型菌毛骨架蛋白编码基因SSU2101敲除突变株的构建及其生物学功能

利用同源重组基因敲除方法构建猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype2,S.suis2)中国强毒株05ZYH33菌毛骨架蛋白(Backbone protein,BP)编码基因SSU2101敲除突变株。采用引物特异性PCR分析、Southern杂交及RT-PCR等方法鉴定,证实成功构建了BP基因缺失突变株。生物学特性显示,突变株的菌落形态、溶血活性以及染色特性方面与野生株之间均无明显差异。小鼠致病性试验结果显示,突变株的毒力比野生株显著减弱。研究结果提示菌毛在S.suis2感染致病过程中起重要作用,为系统研究S.suis2菌毛分子装配机制及其生物学功能奠定了基础。     

猪链球菌2型菌毛样结构蛋白SSU2101原核表达及其免疫保护性

为了研究猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2,S.suis 2)05ZYH33株预测的菌毛样结构蛋白(Pili-like protein,PLP)SSU2101的免疫保护性作用,本试验通过PCR扩增出plp基因片段,进一步将目的基因克隆到表达载体pET32a中,IPTG诱导重组蛋白表达,亲和层析法纯化目的蛋白.Western blot分析表明该重组蛋白具有良好的免疫原性,动物试验结果证实PLP蛋白对S.suis 2强致病株感染小鼠具有显著的免疫保护作用,提示菌毛样结构蛋白SSU2101是理想的猪链球菌 2型亚单位疫苗的候选分子.     

猪链球菌2型次黄嘌呤核苷酸脱氢酶基因的克隆与鉴定

根据GenBank猪链球菌2型(SS2)报道序列,对江苏分离株SS2-H部分测序,发现位于已知毒力基因orf2与mrp之间存在两个新的开放阅读框序列。选取可能含有抗原决定簇肽段对应的核酸序列,该阅读框(2738~3694)编码319个氨基酸残基,分子量为33.5kDa,与已知任何基因无同源性。通过InterPro、PHD、DNAstar分析阅读框,并定向克隆至pET-32α( )载体中,转化至大肠杆菌BL21,表达出分子量为48kDa的融合蛋白,蛋白免疫转印可被SS2的抗血清识别,具有免疫原性;并且含有IMP dehydrogenase结构域,催化IMP生成XMP;流式细胞仪检测该蛋白可明显影响HEp-2细胞周期。     

2型猪链球菌MocR家族转录调控因子SSU0562基因敲除突变体的构建及毒力分析

目的:构建2型猪链球菌强毒株05ZYH33中MocR家族转录调控因子SSU0562基因敲除的突变株,探索SSU0562基因缺失对细菌基本生物学特性和毒力的影响。方法:构建左右两侧为SSU0562基因上下游的同源序列,中间部分为壮观霉素抗性基因(Spcr)的基因敲除质粒,通过同源重组的方法筛选SSU0562基因敲除突变株Δ0562。对突变株与野生株的基本生物学特性进行系统的比较分析,并且将小鼠作为动物感染的模型来研究突变株的毒力。结果:组合PCR的分析及基因测序结果均表明Spcr完全取代了S.suis2中SSU0562基因位点,表明基因敲除突变体Δ0562构建成功,反转录PCR(RT-PCR)证实了突变株Δ0562中SSU0562基因在转录水平的缺失;在溶血活性、生长速率及对小鼠的致病力方面,突变株Δ0562与野生株05ZYH33相比均无显著差别,然而革兰染色实验显示突变株Δ0562的成链能力明显减弱。结论:猪链球菌强毒株05ZYH33的毒力并未因SSU0562基因的缺失而发生显著性改变,表明SSU0562基因并非猪链球菌的毒力决定因子,但很有可能参与猪链球菌成链能力的调控。     

Proteome analysis of Streptococcus suis serotype 2

Outbreaks in humans, caused by Streptococcus suis serotype 2 (SS2), were reported in 1998 and 2005 in China. However, the mechanism of SS2-associated infection remains unclear. For the first time, a 2-D gel approach combined with MS was used to establish a comprehensive 2-D reference map for aiding our understanding of the pathogenicity of SS2. The identification of 694 out of 834 processed spots revealed 373 proteins. Most of the identified proteins were located in the cytoplasm and were involved in energy metabolism, protein synthesis, and cellular processes. Proteins that were abundant in the 2-DE gels could be linked mainly to housekeeping functions in carbohydrate metabolism, protein quality control and translation. 2-DE of secretory proteins was performed using IPG strips of pH 4-7. Among the 102 protein spots processed, 87 spots representing 77 proteins were successfully identified. Some virulence-associated proteins of SS2 were found, including arginine deiminase, ornithine carbamoyl-transferase, carbamate kinase, muramidase-released protein precursor, extracellular factor, and suilysin. Enolase and endopeptidase have been proposed as putative virulence-associated factors in this study. The 2-D reference map might provide a powerful tool for analyzing the virulence factor and the regulatory network involved in the pathogenicity of this microorganism.