尘螨变应原Der f1全序列的原核表达及生物信息学分析

目的 构建尘螨变应原Der f1原核表达体系,并了解其分子特征.方法 提取粉尘螨总RNA,用RT-PCR合成Der f1编码基因,将其克隆至pMD19-T载体,亚克隆至表达载体pET-28a( ),转化至大肠杆菌并用IPTG诱导表达.用生物信息学软件对测序结果进行分析并预测其空间结构.结果 从粉尘螨总RNA中扩增获得Der f1 cDNA片段,成功构建了表达质粒pET-28a( )-Der f1,Western blotting显示原核表达获得成功.测序结果提交GenBank,登陆号为EU095368,该基因长966 bp,与参考序列同源性达99.9%,推测其编码氨基酸321个,属疏水蛋白,位于细胞外,信号肽位于1～18氨基酸处.同源性分析提示Der f1和Eur m1相似率为88%,而Der f1和Der p1的相似率为77%,分子进化树中粉尘螨和梅氏嗜霉螨聚成一簇.Der f1的二级结构由α-螺旋(109 aa,33.96%)、延伸链(55 aa,17.13%)、β-转角(18 aa,5.61%) 和随机卷曲(139 aa,43.30%)组成.结论 尘螨变应原Der f1原核表达获得成功,为进一步生产重组变应原奠定了基础.生物信息学分析表明粉尘螨和梅氏嗜霉螨的亲缘关系可能更近,而与屋尘螨关系稍远,此与现行的形态学分类系统并不符合.     

抑菌蛋白Reg3A的表达纯化与功能

利用原核表达系统表达人源抑菌蛋白Reg3A,经包涵体的复性和纯化获得有体外抑菌功能的活性抑菌蛋白,并对其体外抑菌功能进行初步研究。构建Reg3A原核表达载体PET-32a-Reg3A转化补充稀缺tRNA基因的表达菌株大肠杆菌BL21-Codonplus,阳性重组子采用诱导培养基诱导5h后,采用超声破碎的方法提取包涵体蛋白,经包涵体蛋白的纯化和透析复性后通过Ni-NTA亲和层析交换柱,获得纯度达95%的蛋白质。Western blot鉴定显示在15 kD处有特异性条带。使用纯化后的蛋白进一步进行抑菌圈实验和抑菌活性实验,对获得蛋白的体外抑菌活性进行评估,从而为进一步进行Reg3A蛋白功能的评估及应用奠定基础。     

尘螨变应原Der f1 真核表达载体的构建及转染CHO 细胞

目的:构建尘螨变应原Der f1真核表达载体,转染真核细胞并进行蛋白表达.方法:根据Genebank中Der f1基因的核酸序列(AB034946),设计引物,采用PCR法,从保存的JM109工程菌中扩增Der f1编码基因,克隆到真核表达质粒pcDNA3.1/myc-hisA上,以脂质体法转染CHO细胞,经G418筛选,进行稳定表达细胞株的筛选和鉴定.结果:将目的基因Der f1成功连接到pcDNA3.1/myc-hisA-Derf1并转染CHO细胞,获得稳定表达的CHO细胞株.结论:成功构建了尘螨变应原Der f1真核表达载体,并转染CHO细胞表达蛋白质.     

深圳地区粉尘螨Ⅱ类变应原基因的多态性分析及其表达蛋白的变应原性鉴定

粉尘螨Ⅱ类变应原(Der fⅡ)是粉尘螨Dermatophagoides farinae主要变应原之一,可引发Ⅰ型变态反应。从深圳地区挑取活粉尘螨,经形态鉴定后纯培养,提取其总RNA,RT-PCR扩增出Der fⅡ 基因,克隆到pMD18-T载体后测序。通过计算机软件分析该基因的多态性。将该目的基因克隆到pET-His表达载体上得到重组质粒pET-Der fⅡ。工程菌经IPTG诱导培养,表达Der fⅡ目的蛋白,该蛋白主要以包涵体形式存在。重组Der fⅡ蛋白通过6His-tag蛋白纯化系统进行分离、纯化,并进行Western blot检测该重组蛋白与对粉尘螨过敏患者血清中IgE的反应性。结果表明,克隆的5株深圳地区的Der fⅡ 基因与GenBank公布的Der fⅡ(AB195580.1)核苷酸序列同源性为96.8%～99.3%,推导的氨基酸序列同源性为93.8%～98.6%。表达纯化的5种重组Der fⅡ蛋白经Western blot检测,表明都具有良好的变应原性。     

重组扁豆过敏原Len c 1表达纯化及免疫活性鉴定

目的:纯化重组扁豆过敏原Len c 1(rLen c 1)并进行免疫活性鉴定。方法:通过原核表达的方式生产rLen c 1,然后采用亲和层析的方法纯化带有Strep II标签的目的蛋白。将BALB/c小鼠随机分为对照组(注射生理盐水)和过敏原致敏组(注射rLen c 1),通过腹腔注射方式免疫小鼠,建立BALB/c小鼠扁豆致敏模型,利用间接ELISA法检测血清总IgE和过敏原特异性IgE,鉴定重组扁豆过敏原的免疫活性。结果:IPTG成功诱导Len c 1蛋白表达,rLen c 1蛋白主要以包涵体形式表达,通过透析复性和亲和层析获得纯化的复性扁豆过敏原蛋白rLen c 1,成功建立小鼠致敏模型。和对照组相比,致敏组小鼠TIgE及过敏原特异性IgE水平均明显增高,结论:获得纯化的具有免疫活性的rLen c 1过敏原蛋白,为扁豆过敏机制研究、单克隆抗体的制备、以及临床诊断和免疫治疗奠定基础。     

Cbl-b蛋白的重组表达、纯化和活性检测方法的建立

Cbl-b是一种重要的泛素连接酶E3酶,负责与多种底物蛋白的特异识别,并因此介导特定蛋白的降解。研究表明,Cbl-b缺失可激活自然杀伤细胞,从而阻止肿瘤的扩散转移,因此Cbl-b被认为是一种肿瘤免疫治疗的新靶点。但目前针对Cbl-b蛋白的生化性质以及体外活力测定方法研究较少。本研究构建了Cbl-b不同结构域的重组表达载体。通过对其表达和纯化条件进行优化,确定了Cbl-b的底物结合功能域的最优表达条件,即使用感受态BL21(DE3),在IPTG浓度为0.5 mmol/L、温度25℃下诱导10 h。利用亲和柱和分子筛层析联用纯化方法,提纯得到大小为65 kD的GST-Cbl-b(39~368)重组蛋白,其纯度可达95%。进一步,通过药物设计方法,设计并合成带有荧光素标记的Cbl-b底物Cblin-FAM,并利用配体结合实验验证了Cbl-b(39~368)结合底物的活力。本研究得到了具有活力的Cbl-b底物结合功能域并建立了其体外表达纯化方法,为后续发展基于Cbl-b纯酶的体外泛素化检测方法,以及发展新型、特异靶向Cbl-bE3酶的调控物提供了物质基础。     

大肠杆菌表达Trx-rPA融合蛋白的复性纯化

大肠杆菌高密度发酵以包涵体形式表达融合蛋白Trx-rPA,表达量22%。包涵体蛋白洗涤后经金属螯合层析纯化,纯度达80%以上。经胱氨酸衍生,以脉冲加样形式复性,复性率可高达30%。经ETI-Sepharose纯化,复性的融合蛋白生物活性可达3.5×105IU/mgPr.。融合蛋白可被rEK酶切释放rPA,酶切效率达85%以上。酶切液经IDA-Sepharose和SP-Sepharose层析纯化,rPA纯度达98%以上,生物活性50万IU/mgPr.。1L发酵液经分离、复性及纯化后,可得高纯度rPA300mg以上。     

骨形成蛋白10成熟肽在大肠杆菌中的表达纯化及活性分析

目的:以生物制备骨形成蛋白10(BMP10)为目标,研究BMP10成熟肽在大肠杆菌中的表达及活性。方法:以人源BMP10成熟肽基因为模板,PCR获得N端带有组氨酸标签(6×His)的融合基因6×His-m BMP10,构建p ET28a/m BMP10表达载体;热击转染大肠杆菌BL21(DE3)菌株,卡那霉素抗性筛选获得重组表达菌株BL21/p ET28a-6×His-m BMP10,IPTG诱导表达后利用SDS-PAGE电泳、Western印迹对蛋白进行分析;超声波破碎菌体,收集包涵体,镍柱亲和层析纯化获得电泳纯目的蛋白;透析复性后,非还原SDS-PAGE检验目标蛋白的二聚体形成;通过体外细胞实验检测蛋白活性。结果:纯化得到纯度90%以上的m BMP10,复性后二聚体得率约为40%;活性实验测得P19细胞的Smad6蛋白表达上调3倍左右。结论:通过大肠杆菌表达体系获得具有生物活性的BMP10,为后续作用机理研究奠定了实验基础。     

小鼠卵ZP3蛋白的可溶性表达、纯化及免疫活性鉴定

哺乳动物卵透明带3(Zona pellucida 3,ZP3)在诱导获能精子发生顶体反应中发挥着重要作用,其在大肠杆菌中主要以包涵体形式表达。本研究在大肠杆菌中诱导表达可溶性的mZP3融合蛋白,并鉴定该蛋白的免疫活性。将小鼠卵透明带3克隆至pMAL-p2x质粒,转化至大肠杆菌BL21表达菌中。用不同温度、不同IPTG浓度、不同诱导时间及不同浓度的添加剂诱导目的蛋白表达,以筛选出mZP3融合蛋白可溶性表达的最佳条件。大量表达纯化后以Western blotting和ELISA检测蛋白的免疫活性。酶切鉴定及DNA测序表明mZP3已克隆入pMAL-p2x质粒。经优化诱导表达条件,筛选出mZP3融合蛋白可溶性表达的最佳条件为:当A600为0.6时添加0.02 mol/L葡萄糖,以0.6 mmol/L IPTG于25oC条件下诱导表达4 h。ELISA及Western blotting检测结果表明诱导表达的蛋白具有免疫活性。在大肠杆菌中表达并纯化获得可溶性mZP3蛋白,为mZP3免疫不育疫苗研制及其免疫效果检测提供了可溶性抗原。     

PUMA-BH3结构域短肽的原核表达、纯化及促凋亡活性鉴定

Bcl-2家族蛋白质在线粒体途径凋亡的调控机制中起着重要的作用,p53正向细胞凋亡调控因子（p53 up-regulated modulator of apoptosis protein,PUMA)是该家族的一种只含有BH3同源区域的促凋亡蛋白。为得到PUMA的BH3结构域短肽并检测其生物学活性,将人工合成的编码PUMA-BH3肽的DNA片段克隆到质粒pTYB2上,构建出表达PUMA-BH3-内含肽-几丁质结合域融合蛋白的原核表达载体pTYB2-PUMA-BH3,转化大肠杆菌BL-21(DE3)中IPTG诱导表达。表达的融合蛋白经几丁质亲和层析、二硫苏糖醇（DTT）的柱内还原,直接获得可溶性PUMA-BH3肽。通过研究重组PUMA-BH3肽在体外条件下对线粒体活力、线粒体肿胀度以及细胞色素c释放的影响来鉴定其生物学活性。结果表明,获得的可溶性PUMA-BH3肽能作用于离体线粒体,引起线粒体活力降低,线粒体肿胀并能诱导细胞色素c释放。环孢菌素A对此有一定的抑制作用,提示PUMA-BH3肽对线粒体的上述作用是通过促进通透性转运孔( PTP)开放实现的。经原核表达及纯化,获得了具有促凋亡活性的PUMA-BH3肽,为进一步研制控制凋亡过程的药物奠定了基础。     

尘螨变应原Der f 1核酸序列测定及其分子进化分析

目的：对尘螨主要变应原Der f 1进行核酸序列测定,探讨其系统进化信息。方法：根据Genbank公布的Der f 1基因序列设计引物,巢式PCR扩增Der f 1的cDNA,纯化、回收、克隆至pMD19-T simple后进行序列测定,序列比对后用Clustal W1.83构建分子进化树。结果：成功扩增出Der f 1的cDNA片段,测序表明该基因含ORF1个,长度966bp,与参考序列同源性达99．9％。该变应原具半胱氨酸蛋白酶活性,与果蝇进化关系最远,与梅氏嗜霉螨进化关系最近。结论：成功获得了尘螨变应原Der f 1基因片段．根据其编码的氨基酸序列构建出的系统进化树与形态学分类不一致。     

Crystal Structure of Der f 7, a Dust Mite Allergen from Dermatophagoides farinae

Background

Der f 7 is the group 7 allergen from the dust mite Dermatophagoides farinae, homologous to the major allergen Der p 7 from D. pteronyssinus. Monoclonal antibody that bind to residues Leu48 and Phe50 was found to inhibit IgE binding to residue Asp159, which is important for the cross-reactivity between Der f 7 and Der p 7.

Methodology/Principal Findings

Here, we report the crystal structure of Der f 7 that shows an elongated and curved molecule consisting of two anti-parallel β-sheets – one 4-stranded and the other 5-stranded – that wrap around a long C-terminal helix. The overall fold of Der f 7 is similar to Der p 7 but key difference was found in the β1–β2 loop region. In Der f 7, Leu48 and Phe50 are in close proximity to Asp159, explaining why monoclonal antibody binding to Leu48 and Phe50 can inhibit IgE binding to Asp159. Both Der f 7 and Der p 7 bind weakly to polymyxin B via a similar binding site that is formed by the N-terminal helix, the 4-stranded β-sheet and the C-terminal helix. The thermal stability of Der f 7 is significantly lower than that of Der p 7, and the stabilities of both allergens are highly depend on pH.

Conclusion/Significance

Der f 7 is homologous to Der p 7 in terms of the amino acid sequence and overall 3D structure but with significant differences in the region proximal to the IgE epitope and in thermal stability. The crystal structure of Der f 7 provides a basis for studying the function and allergenicity of this group of allergens.     

尘螨变应原Der f 9、Der p 9和Blo t 9结构与功能的比较研究

使用多种生物信息学工具来预测、比较尘螨变应原Der f 9、Der p 9和Blo t 9的一级、二级、三级结构及抗原表位,找出3种蛋白结构及功能的异同。Der f 9、Der p 9和Blo t 9氨基酸序列一致性为82.07%,都含有3个胰蛋白酶活性位点氨基酸及2个功能结构区特异性序列;二级和三级结构中都由α-螺旋、β-折叠和无规卷曲组成;活性位点氨基酸在三级结构中完全重合,并相互靠近构成蛋白酶的活性中心;主要潜在抗原表位区域都为5个,并在第47-49aa和200-203aa区域出现了重合,但表位重合区的氨基酸种类不完全相同。应用生物信息方法预测和比较了Der f 9、Der p 9和Blo t 9结构与抗原方面的信息,为进一步研究变应原第9组分的生物学功能、疫苗研制奠定了基础。     

尘螨变应原Der f1植物表达产物诱导哮喘小鼠免疫耐受的研究

目的:采用尘螨变应原组分Der f1植物表达产物免疫治疗哮喘小鼠,了解其诱导哮喘小鼠免疫耐受的效果及机制.方法:将BALB/c小鼠分为正常组、哮喘组和治疗组,治疗组在致敏后分别给予尘螨变应原Der f1原核表达产物(rDE)和烟草叶片中的表达产物(rDP)免疫治疗,处死小鼠,取支气管肺泡灌洗液(BALF)、血清和肺组织,分别进行细胞学、螨特异性抗体、细胞因子和组织病理学检查,观察这些指标的变化.结果:哮喘组和治疗组BALF中细胞总数明显增多,中性和嗜酸性粒细胞超过50%;rDE和rDP治疗后,小鼠BALF中细胞总数和嗜酸性粒细胞减少;哮喘组和治疗组小鼠螨特异性IgE、IgG和IL-4水平升高,IFN-γ水平下降(P<0.01);rDE和rDP治疗后,IgE、IgG和IL-4水平下降,IFN-γ水平上升(P<0.01-0.05),以rDP疗效更好;哮喘组小鼠支气管、细支气管和小血管周围可见明显炎性细胞浸润,rDE和rDP治疗后,炎症减轻,以rDP改变更为明显.结论:尘螨变应原Der f1植物表述产物较原核表达产物能更有效地减轻螨性哮喘小鼠的气道炎症,诱导免疫耐受形成.     

尘螨变应原Derf1核酸序列测定及其分子进化分析

目的:对尘螨主要变应原Der f1进行核酸序列测定,探讨其系统进化信息。方法:根据Genbank公布的Der f1基因序列设计引物,巢式PCR扩增Der f1的cDNA,纯化、回收、克隆至pMD19-T simple后进行序列测定,序列比对后用Clustal W 1.83构建分子进化树。结果:成功扩增出Der f1的cDNA片段,测序表明该基因含ORF1个,长度966bp,与参考序列同源性达99.9%。该变应原具半胱氨酸蛋白酶活性,与果蝇进化关系最远,与梅氏嗜霉螨进化关系最近。结论:成功获得了尘螨变应原Der f1基因片段,根据其编码的氨基酸序列构建出的系统进化树与形态学分类不一致。     

尘螨变应原Der p1浓度与哮喘患者血清螨特异性抗体的季节消长

目的:探讨哮喘患者血清抗体及患者室内尘螨抗原浓度的季节变化规律。方法:2005年9月、2005年12月、2006年3月、2006年6月用ELISA法检测哮喘患者卧室尘样中Der P 1浓度,同步检测患者外周血总IgE、s-IgE、s-IgG1、s-IgG2和s-IgG4。结果:哮喘患者血清总IgE、s-IgE、s-IgG1、s-IgG2和s-IgG4均高于正常对照组,差异均具显著性(P<0.01);比较患者血清总IgE、s-IgE及s-IgG1、s-IgG2、s-IgG4四次检测值,差异均具显著性(P<0.01),患者血清总IgE、s-IgE在12月份检测值最高、6月份检测值最低,s-IgG1以6月份最高、3月份最低,s-IgG4在3月份最高、6月份最低。统计表明,患者卧室Der P1浓度四次检测值差异具有显著性(P<0.01),以2006年3月和2005年12月为高。结论:哮喘患者血清总IgE、s-IgE、s-IgC1、s-IgG2和s-IgG4和卧室尘螨抗原浓度呈季节变化,IgG1的变化与尘螨抗原浓度的变化趋势相反,IgG4的变化与尘螨抗原浓度的变化趋势一致。     

Recombinant Der p 1 and Der f 1 exhibit cysteine protease activity but no serine protease activity

Although mite major group 1 allergens, Der p 1 and Der f 1, were first isolated as cysteine proteases, some studies reported that natural Der p 1 exhibits mixed cysteine and serine protease activity. Clarifying whether the serine protease activity originates from Der p 1 or is due to contamination is important for distinguishing between the pathogenic proteolytic activities of group 1 allergens and mite-derived serine proteases. Recombinant mite group 1 allergens would be useful tool for addressing this issue, because they are completely free from contamination by mite serine proteases. Recombinant Der p 1 and Der f 1, and highly purified natural forms exhibited only cysteine protease activity. However, commercially available natural forms exhibited both activities, but the two activities were eluted into different fractions in size-exclusion column chromatography. The substrate specificity associated with the serine protease activity was similar to that of Der f 3. These results indicate that the serine protease activity does not originate from group 1 allergens.     

House dust mite allergen Der f 1 induces IL-8 in human basophilic cells via ROS-ERK and p38 signal pathways

Der f 1, a major house dust mite allergen and member of the papain-like cysteine protease family, can provoke immune responses with its proteolytic activity. To understand the role of Der f 1 in inflammatory immune responses, we studied the mechanism of the regulation of interleukin (IL)-8 expressions in human basophilic cell KU812 by proteolytically active recombinant Der f 1. Not only production of IL-8 mRNA was induced but also the DNA binding activity of activator protein-1 (AP-1) and phosphorylation of NF-κB p65 were increased in Der f 1-treated KU812. Furthermore, Der f 1 induction of IL-8 expression was sensitive to pharmacological inhibition of ERK and p38 mitogen activated protein kinase (MAPK) pathways. Der f 1 also activated ERK and p38 MAPK phosphorylation and rapidly induced reactive oxygen species (ROS) production. The antioxidant N-acetyl-cysteine (NAC) inhibited phosphorylation of ERK, but not p38, suggesting that secretion of IL-8 in KU812 cells treated with Der f 1 is dependent on ROS, ERK MAPK and p38 MAPK. We describe the mechanism of Der f 1-induced IL-8 secretion from human basophilic cells, which are thought to be important for allergic inflammation independent of IgE antibodies. These findings improve our understanding of the inflammatory immune response in human basophils to protease allergens.     

MHC Class II-Restricted Presentation of the Major House Dust Mite Allergen Der p 1 Is GILT-Dependent: Implications for Allergic Asthma

Gamma-interferon-inducible lysosomal thiol reductase (GILT) is known to reduce disulfide bonds present in proteins internalized by antigen presenting cells, facilitating optimal processing and presentation of peptides on Major Histocompatibility Complex class II molecules, as well as the subsequent activation of CD4-positive T lymphocytes. Here, we show that GILT is required for class II-restricted processing and presentation of immunodominant epitopes from the major house dust mite allergen Der p 1. In the absence of GILT, CD4-positive T cell responses to Der p 1 are significantly reduced, resulting in mitigated allergic airway inflammation in response to Der p 1 and house dust mite extracts in a murine model of asthma.