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鸭甲型肝炎病毒1型3C基因的原核表达与多抗的制备

2015-09-10王安平朱善元王永娟

江苏农业科学 2015年8期
关键词:甲型肝炎尿囊肝炎

王安平 朱善元 王永娟

摘要: 以血清1型鸭甲型肝炎病毒(DHAV-1) SH株 3C 基因为序列设计1对特异性引物,RT-PCR方法进行扩增,克隆入原核表达载体pET-32a,转化大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG诱导下重组蛋白并获得成功表达,该重组蛋白分子量约为38 ku,能与多聚组氨酸标签单抗发生特异性反应。将目的蛋白切胶免疫ICR小鼠,制备重组蛋白的多抗血清,经Western-blot分析证明,制备的抗血清能够与DHAV-1感染的SPF鸡胚尿囊液总蛋白发生特异反应。 3C 基因在大肠杆菌中可获得成功表达,制备的多抗血清可用于3C蛋白的检测。

关键词: 鸭甲型肝炎病毒; 3C 基因;原核表达;多抗

中图分类号: S858 32 文献标志码: A

文章编号:1002-1302(2015)08-0205-02

鸭病毒性肝炎(DHV)是一种急性、高度致死性病毒传染病,可引起21日龄以下的雏鸭发生急性肝炎,病死率高达100%,是严重危害养鸭业的疫病之一。鸭病毒性肝炎较早认为有3个血清型,即Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,国内外主要发生和流行的是Ⅰ型鸭肝炎病毒(DHV-Ⅰ) [1-2]。2005年7月,国际病毒分类委员会发表最新病毒分类第八次报告,认为DHV-Ⅱ和DHV-Ⅲ应归属于星状病毒科;而2008年后,将引起鸭甲型病毒性肝炎的病毒归属于小RNA病毒科的禽肝炎病毒属鸭甲型肝炎病毒种,并称之为鸭甲型肝炎病毒(DHAV),包括经典型(我国原Ⅰ型鸭肝炎病毒)、台湾新型、韩国新型3种亚型,分别为DHAV-1、DHAV-2和DHAV-3 [3-5],其中,DHAV-1呈世界性分布,是中国DHAV流行的主要血清型。

DHAV粒子呈二十面体对称,直径为20~40 nm,无囊膜,核心为单股正链的RNA,整个基因组约有7 690个核苷酸组成,不含5′帽子结构,3′端有poly(A)尾巴,只有1个较大的开放读码框,病毒RNA 指导合成1条完整的多聚蛋白。多聚蛋白在翻译过程中不断被自身编码的蛋白酶水解,分解成VP0、VP3、VP1 3个结构蛋白和2A1、2A2、2A3、2B、2C、3A、3B、3C、3D 9个非结构蛋白等。3C蛋白是具有水解多聚蛋白活性的蛋白水解酶,在多聚蛋白水解、病毒复制和形成过程中发挥重要的作用 [6-7]。目前,关于DHV主要集中于基因组序列测定与分型、结构蛋白表达及诊断制剂的研究,对于3C蛋白功能的研究还未见报道 [8-11]。本研究利用大肠杆菌转化系统表达DHAV-1 SH株的 3C 基因,制备其多抗血清,为3C蛋白的进一步研究奠定基础。

1 材料与方法

1 1 毒株、菌株和载体

DHAV-1 SH毒株,由中国上海兽医研究所惠赠;10日龄SPF鸡胚,购于江苏农牧科技职业技术学院国家水禽基因库;pET-32a载体、大肠杆菌BL21(DE3)和DH5α,均为江苏省兽用生物制药高技术研究重点实验室保存。

1 2 酶和相关试剂

Trizol试剂盒,购自TaKaRa公司;M-MLV反转录酶,购自Invitrogen公司;T4 DNA连接酶、BamHⅠ和SacⅠ,购于Fermentas 公司;His标签单抗、HRP-羊抗鼠IgG、质粒小提试 剂盒、DAB显色试剂盒,购于北京康为世纪生物科技有限公司;DNA胶回收试剂盒,购于爱思进生物技术(杭州)有限公司。

1 3 引物设计与合成

根据GenBank中发表的DHAV-1 SH株病毒基因组序列,设计 3C 基因序列的1对引物,引物序列为:F:5′-TTAGGATCCAGCGGGCGGGTGAATTTCA-3′(下划线为BamHⅠ酶切位点)、R:5′-GACGAGCTCTTGGTTAAAAACTGGAAAA-ACC-3′(下划线为SacⅠ酶切位点),由上海英潍捷基生物技术有限公司合成。

1 4 DHAV-1的增殖与病毒RNA提取

取10倍稀释的原代病毒0 2 mL接种于10日龄SPF鸡胚尿囊腔,于37 ℃孵化箱孵化;选48~72 h死亡鸡胚,4 ℃ 过夜,收集尿囊液;参照说明书按Trizol法抽提尿囊液总RNA。

1 5 DHAV-1 3C 基因的扩增和测序

根据RT-PCR试剂盒说明书操作,反应程序:25 ℃ 10 min; 42 ℃ 90 min;70 ℃,10 min。 PCR反应条件:95 ℃预变性3 min;95 ℃ 30 s,52 ℃ 30 s,72 ℃ 1 min,30个循环;72 ℃ 延伸10 min。PCR产物进行0 8%琼脂糖凝胶电泳分析。

1 6 重组质粒载体pET-3C的构建

PCR 产物经0 8%琼脂糖凝胶电泳分离回收纯化,经BamHⅠ、SacⅠ酶切,与经同样酶切的pET-32a连接,转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,在含100 μg/mL 氨苄青霉素(Amp)的LB琼脂平板上37 ℃培养过夜;挑取单菌落,提取质粒电泳筛选,进行酶切鉴定,并送由上海英潍捷基生物技术有限公司测序,正确的克隆命名为pET-3C。

1 7 重组菌的诱导表达

将重组质粒pET-3C转化至BL21(DE3),挑取单菌落接种于5 mL含Amp抗性的 LB 液体培养基中,37 ℃ 振荡培养过夜;按 1% 接种量转接至含Amp的5 mL LB液体培养基中,37 ℃、200 r/min 振荡培养,菌液D600 nm值达 0 4~1 0时,加入0 2~1 0 mmol/L IPTG,37 ℃诱导3~5 h;离心收集菌体,溶于适量PBS中,超声波裂解菌体,离心后分别收集上清及沉淀, -20 ℃ 保存备用。相同条件下诱导含表达质粒 pET-32a 的空载体及未加诱导剂的受体菌作为空白和阴性对照。

1 8 表达产物的检测

取200 μL经诱导的菌液,与50 μL 5×SDS上样缓冲液混匀,沸水煮沸3 min,SDS-PAGE凝胶电泳分析。将诱导样品和非诱导样品进行SDS-PAGE电泳,转印至PVDF膜上,5%脱脂奶粉4 ℃封闭过夜,以鼠抗His单抗作为一抗,辣根过氧化物酶(HRP)标记的羊抗鼠为二抗,DAB显色试剂盒进行显色。

1 9 重组蛋白抗血清的制备

将重组蛋白经SDS-PAGE电泳,切出回收目的条带,加入少量PBS研磨匀浆化;皮下两点注射法免疫6周龄ICR小鼠,每隔2周免疫1次;4次免疫后第14天采血,分离血清,-80 ℃ 保存备用。

1 10 多抗血清的Western blot 鉴定

将DHAV-Ⅰ SH毒株鸡胚尿囊液进行SDS-PAGE电泳,转印至PVDF膜,5%脱脂奶粉4 ℃封闭过夜,以制备的鼠多抗血清作为一抗,辣根过氧化物酶(HRP)标记的羊抗鼠为二抗,DAB显色试剂盒进行显色。以未接种DHAV-1的鸡胚尿囊液作为阴性对照。

2 结果与分析

2 1 3C 基因的克隆

以提取的尿囊液总RNA为模板,RT-PCR扩增出约 550 bp 的目的条带。经BamHⅠ、SacⅠ双酶切获得约550、5 900 bp 2个条带(图1);经进一步测序,克隆的 3C 基因序列及阅读框完全正确。

2 2 重组蛋白的诱导表达与检测

由图2可见,IPTG浓度为1 0 mmol/L,37 ℃诱导4~5 h,重组蛋白可得到较高水平表达,并都以包涵体形式存在,重组蛋白相对分子量约为38 ku。由图3可见,以抗His标签单抗对重组蛋白进行鉴定,在目的位置出现1条特异条带。

2 3 多抗血清的Western blot 鉴定

结果表明,获得的3C蛋白多抗血清不仅能与pET-3C重组菌诱导,发生重组蛋白反应,而且能与DHAV-Ⅰ SH毒株鸡胚尿囊液反应,形成3C蛋白大小约为20 ku的条带(图4)。

3 讨论

鸭甲型肝炎病毒归属于小RNA 病毒科的禽肝炎病毒属鸭甲型肝炎病毒种,与其他小核糖核酸病毒一样,病毒基因组只编码一个大的开放阅读框,翻译形成一多聚蛋白,需进一步剪切加工形成结构蛋白及病毒复制必须的功能蛋白。在鸭肝炎病毒蛋白加工过程中,3C蛋白是唯一起蛋白酶作用的蛋白,它可以将多聚蛋白加工成单个具有独立功能的病毒蛋白,在病毒复制及衣壳装配过程中起重要作用。

pET表达系统是目前使用较为广泛的一种原核表达系统,在诱导状态下,外源基因可以获得高效表达,表达量一般可以达到菌体总蛋白的30%以上。表达的融合蛋白带有组氨酸标签,方便目的蛋白的纯化,其肠激酶酶切位点可切除融合部分,有利于对目的蛋白的研究。本试验用pET-32a表达系统成功表达了DHAV-1 3C蛋白,采用RT-PCR技术扩增出完整的 3C 基因,经分析该基因长为543 bp,与DHAV-1 SH株序列同源性达100%,SDS-PAGE电泳证明表达的融合蛋白分子量约为38 ku。

尽管pET原核系统表达的外源蛋白缺少翻译加工功能,但表达产物依旧保持了良好的免疫原性。本试验利用表达的融合蛋白免 疫小鼠制备了针对重组蛋白的多抗血清,Western- blot分析说明制备的多抗血清可与DHAV-1尿囊液中的3C

蛋白发生特异性反应,制备的多抗血清具有很好的特异性,可作为检测用抗体进一步用于DHAV-1 3C抗原的检测及功能研究。

[HS2 3][HT8 5H]参考文献:

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