搜索
您的当前位置:首页正文

间日疟原虫MSP1-19基因的克隆与表达

来源:意榕旅游网
蚌埠医学院学报2011年9月第36卷第9期 935 [文章编号]1000-2200(2011)09-0935-03 ・基础医学・ 间日疟原虫MSP1—19基因的克隆与表达 李光友 ,陈勇 ,夏惠 ,方强 ,刘丹 ,买月琴 ,贺文欣 [摘要]目的:构建间日疟原虫MSP1.19(Plasmodium vivax merozoite surface protein-1—19,Pv MSP1—19)基因克隆及表达的载体。 方法:将MSP1.19基因克隆入原核表达载体pET28a中,构建重组表达载体。以重组载体转化大肠埃希菌BL21,在IPTG诱导 下表达重组Pv MSP1—19蛋白。采用亲合层析纯化重组蛋白,应用SDS—PAG电泳和Western blot对表达产物进行鉴定和分析。 结果:成功构建了质粒pET28a/Pv MSP1—19,并在大肠埃希菌中诱导可溶性表达的目的蛋白。表达的蛋白能与间日疟患者血 清发生特异性结合反应。结论:成功地原核表达出Pv MSP1—19目的蛋白,为问日疟的疫苗研制提供了实验基础。 [关键词]问日疟;MSP1—19基因;原核表达;基因表达 [中国图书资料分类法分类号]R 531.31 [文献标识码】A Cloning and expression of Plasmodium vivax merozoite surface protein--1--19 gene LI Guang—you ,CHEN Yong ,XIA Hui ,FANG Qiang2,LIU Dan ,MAI Yue—qin ,HE Wen.xin ( .Department ofImmunology,2.Departemnt foMicrobiology and Parasitology,Bengbu Medical College,Bengbu Anhui 233030,China) [Abstract]0bjective:To construct a vector which clone and express Plsamodium vivax MSP1-19 Gene(Pv MSP1—19).Methods:The Pv MSP1—19 was cloned into the expression vector pET28a.The recombinant expression vector was transformed into E.coli.and the Pv MSP1—19 protein was expressed under IPTG induction.The recombinant protein was puriifed by afifnity chromatography and the fusion protein was characterized by SDS—PAGE and Western blot.Results:hTe MSP1—19 gene in plasmid pET28a was expressed in E.coli as a fusion protein.The fusion protein could be reacted speciifcally witll Plasmodium vivax patient serum.Conclusions:The Pv MSP1— 19 gene was expressed successfully in E.coli,which provides the necessary basis for preparing vaccine in human. [Key words]Plsamodium vivax;merozoite surface protein一1—19;gene prokaryotic expression;gene expression 疟疾是严重危害人类健康的寄生虫病,其中间 有效防治疟疾疫苗受到越来越多研究者的重视。由 31疟是流行最广泛的疟疾之一,危害性仅次于恶性 于在问日疟生活史中,唯有红内期原虫能使人体致 疟…。我国中部沿黄淮流域地区疫情回升势头虽 病甚至危及生命,所以研制针对红内期的疫苗对降 得以遏制,但疟疾发病仍处较高水平 ,因此研制 低问日疟的发病率和病死率具有重要意义。疟原虫 裂殖子主要蛋白1(merozoite surface protein一1, MSP1)是一种表达于裂殖子表面的蛋白,由于其位 [收稿日期]2010—124)1 [基金项目]卫生部寄生虫病预防与控制技术重点实验室开放课题 于裂殖子表面,所以认为它可能参与裂殖子的入侵, 资助项目(WK0084)4) 是重要疫苗候选分子之一_3 J。它含有保护性免疫 [作者单位]蚌埠医学院1.免疫学教研室,2.病原生物学教研室,安 功能域,可以产生特异性保护性抗体,这些抗体可以 徽蚌埠233030 [作者简介]李光友(1982一),男,硕士研究生. 阻止疟原虫入侵红细胞。本研究以间日疟原虫 [通讯作者]夏 惠,硕士研究生导师,教授.E—mail:xiahui912@ MSP1羧基端19 kDa片段(Pv MSP1—19)进行克隆与 hotmail.com. 表达,以期获得MSP1—19重组蛋白,制备抗原和为 lJi X.Li C.Inhibitor of growth 4 induces growth suppression and [6] 吴胤瑛,李恩孝.VEGF在恶性肿瘤中的研究进展[J].现代肿 apoptosis in glioma U87MG[J].Pathobiology,2009,76(4): 瘤医学,2005,13(5):18—20. l81—192. [7] Garkavtsev I,Kozin SV,Chernova L,et a1.The candidate tumour Colla S,Tagliaferri S,Morandi F,et al,The new tumor—suppressor suppressor protein ING4 regulates brain tumour growth and gene inhibitor of growth family member 4 regulates the production angiogenesis[J].Nature,2004,428(5):328—332. of proangiogenic molecules by myeloma cens and suppresses [8] Xie YF,zhang HF,Sheng WH,et al,Adenovims—mediated ING4 hypoxia—inducible factor-1 Mpha activity:involvement in myeloma— expression suppresses lung carcinoma cell growth via induction of induced angiogenesis[J].Blood,2007,110(13):4464—4475. cell cycle alteration and apoptosis and inhibition of tumor invasion 王金志,缪竞诚,盛伟华,等.ING4基因真核表达载体的构建 and angiogenesis[J].Cancer Letters,2008,271(1):105—1 16. 及其功能[J].解剖学杂志,2005,28(4):383—386. (本文编辑马启) 936 问日疟疫苗的研制提供基础。 1材料与方法 1.1材料IPTG、DNA Marker、Taq多聚酶和PCP 试剂均为宝生物公司(大连)产品。蛋白Marker购 自Fermentas公司。质粒小提试剂盒和凝胶回收试 剂盒为天根生化科技有限公司产品,引物由上海生 工生物工程技术服务有限公司合成。E.coli B21、 DH5a及pET一28a均为本实验室保存。NC膜购自 Millipore公司。Ni离子亲和柱购白GE公司。羊抗 人IgG—HRP购于Sigma公司,DAB底物显色系统购 于武汉博士德公司。问日疟患者血清及压积血为本 实验室保存。其余试剂均为国产分析纯。 1.2 方法 1.2.1 MSP1 19基因扩增根据Gene bank问13 疟MSPI.19基因序列设计引物。卜^游引物P1:5 一 CGG GAT CCA ATG TGC AAA CTC AGT TAT TAA C一3 ;下游引物P2:5 一CCG CTC GAG GCT GGA GGA GCT ACA GAA AAC一3 。以问日疟患者压积血获取 DNA为模板,以P1和P2为引物,扩增MSP1—19基 因片段。扩增参数:95℃5 min;95℃30 S,56 30 S,72℃2 min,共32个循环;再于72 延伸 7 min。取PCR扩增产物4 l进行琼脂糖凝胶电泳 鉴定。按照天根生化科技有限公司DNA回收试剂 盒说明书进行操作,自凝胶中回收MSP1—19片段。 1.2.2 MSP1—19重组表达载体构建及鉴定BamH I和Xho l双酶切pET28a载体和PCR扩增片段, T4 DNA连接酶连接两个片段并转化DH5a感受态 细胞,涂LB琼脂平板并挑单菌落进行PCR扩增和 双酶切鉴定,阳性克隆经测序验证后保持菌种。 1.2.3 MSPI一19重组蛋白的诱导表达将重组表 达质粒pET28a/MSP1—19转化大肠埃希菌表达宿主 BL21后,挑取阳性克隆于含10 mg/L卡那霉素的 LB培养基中,37 cI=过夜培养,次日按1:100稀释扩 种,至A600约为0.6时,在菌液中加入IVFG至终 浓度为0.5 mmol/L,在30℃诱导表达6 h。分别于 诱导后1、2、3、4、5和6 h各取样1 ml收集并裂解菌 体,加入1×SDS样品缓冲液进行SDS—PAGE电泳分 析表达货白。 1.2.4表达产物的纯化离心收集菌体,用1/10 培养基体积的贮存液(50 mmo ̄I Tris—Hcl,pH 8.0, 2 mmoVL EDTA)重悬,加入溶菌酶至终浓度 100 g/ml,再加1/10体积1%的Triton X一100, J Bengbu Med Coll,September 2011,Vo1.36,No.9 30℃温育30 rain,置冰浴中超声处理,超声破罅 离心,留取上清。参照Ni离子亲和层析柱说明,将 收集的上清以l5~20 ml/h流速过柱,再分别J{j禽 咪唑80、500 mmol/L溶液洗柱并收集洗脱液。 1.2.5 Western blot检测表达产物将重组蛋h MSPI一19样品经SDS—PAGE分离后,再电转移 硝 酸纤维素膜上。以50 g/L脱脂奶粉封闭2 h,依次 与1:100稀释的问日疟患者血清(室温2 h、PBS洗 3次)以及1:1 000稀释的羊抗人IgG—HRP(窄湍反 应1 h、PBS洗涤3次)进行反应,最后加底物DAB 显色并拍照。 2 结果 2.1 MSP1—19基因扩增PCR扩增状得约 400 bp条带,同预计的MSPI 19毖因片段的大小牛I{ 符(见图1)。 2.2 MSPI一19重组表达载体的鉴定 MSP1—19 PCR产物与pET一28a载体分别经BamH I币1I Xho J 双酶切后连接,转化DH5o ̄。挑选 落进仃舣牌 切鉴定,得到约为400 bp酶切产物( 网2) . 2.3 MSPI 19的诱导及表达在蛋门Marker约为 19 000处出现1条新生的蛋白带(见 3),¨颅期 的MSPI一19蛋白相符合。 2.4 Western blot分析MSPI一19表达将纯化 的 重组蛋白进行Western blot分析显尔,在 … 条带 上出现一条与羊抗人IgG—HRP血清起反 的条带 (见图4)。 3讨论 问日疟原虫寄生于人体红细胞内,典裂殖了川 期性大量增殖导致红细胞破裂,引起机体发病。 此,只要能够抑制裂殖子入侵红细胞,就町以钉效的 降低疟疾的临床发病。DNA疫苗能够较为全面的 诱导体液和细胞免疫应答,儿具有操作简 和造价 低廉等特点 。研制DNA重组疫苗 成为抗 疾疫苗的重要途径之一。 MSPI足疟原虫在裂体增殖的过 fl合成的, 是一种被覆于裂殖子表面的糖蛋白 『HJ…l 原虫的 MSP1基因没有内含子,编码1 726个氨基酸,十}】埘 分子质量约200 000,MSPI在裂体增殖的后期,分 为小的蛋白多肽片段¨ “ ,其巾相x,I- ̄Y子质 为 19 000的羧基端片段,被携带进入红细胞1人J。研 究 表明,在猴和鼠疟疾模型中,1)),MSP1—19和 蚌埠医学院学报2011年9月第 鲞箜 l 2 1 bp 2 937 bp kDa 1O0 l 2 3 2 000 2 000 60 l 000 750 500 40 1 000 750 500 250 100 250 25 100 l7 1:DNA Marker;2:MSPI一19基因PCR产物 1:DNA Marker;2: I和XhoIX2酶产物 1:Marker;2:正常对照;3:间日疟 图4 MSP1—19表达的Western blot分析 图1 MSP1—19基因PCR扩增产物的琼脂糖 凝胶电泳鉴定 8 7 6 5 4 3 图2重组载体pET一28a—MSP1—19的酶切鉴定 2 1 kDa 97 66 43 31 malaira endemic area of afirca[J].Immunol,2004,173(1): 666—672. g RS,Long CA.Malaria vaccines:muhipletargets[J]. [4] NudeenzweiScience,1994,265(5177):1381—1385. [5] Marcle UF,Weber LR,Angela PT,et a1.Sequence diversity and 2O l4 evolution of the nllariaa vaccine candidate merozoite snrface protein一1(MSPI)of plasmodium flciaparum[J].Gene,2003,30 (4):65—75. 1:Protein Marker;2:B121空菌: 3~8分别为IPTG诱导1,2、3、4、5、6 h的表达 图3 MSP1 19基因表达的SDS—PAGE分析 [6] Rainczuk A,Smooker PM,Kedzierski L,et a1.The protective efficacy of MSP4/5 against lethal plasmodium chabaadi adami challenge is dependent on the type of DNA vaccine vector and MSP1_42免疫分别诱导出对攻击感染的保护作用。 然而MSP1.19更加引人注目,因为其在不同疟原虫 vaccination protocol[J].Vaccine,2003,21(21):3030—3042. [7] Zakeri S,Djadid ND,Zeinali S.Sequence heterogeneity of the merozoite surface protein一1 gene(MSP1)of Plasmodium vivax 株中高度保守。因此MSP1—19抗原为疟疾防治的 重要疫苗候选分子之一。 wild isolated in southeastem Iran[J].Acta Tropica,2003,88 (1):91—97. 体外蛋白表达一般分为原核和真核两大类,真 核表达具有天然构象和活性等优点,但其表达水平 较低,培养条件严格,操作复杂,成本高,不利于大规 模生产。与其相比,原核表达量高,条件简单,成本 低¨ 。我们选用大肠埃希菌作为宿主菌,成功的表 达出可溶性的pET一28a/MSP1—19重组蛋白,然后经 [8] Vargas—Serrato E,Corredor V,Galinski MR.Phylogenetic analysis of CSP and MSP-9 gene sequences demonstrates the close relationship of Plasnmdium coatneyi to Plasmodium knowlesi[J]. Infect Gen Evolution,2003,3(1):67—73. [9] Severini C,Menegon M,Gradoni L,et a1.Use of the Pl ̄modium vivax merozoite surface protein 1 gene sequence analysis in the Ni离子层析柱纯化,经SDS—PAGE电泳表明,pET一 28a/MSP1—19重组蛋白大小约为19 kDa,与理论大 [1O] investigation of an introduced malaria case in Itly[J].Actaa Tropica,2002,84(2):151—157. Del Portillo HA,Longacre S,Khouri E,et a1.Primary structure of the merozoite surface antigen 1 of Plasmodium vivax reveals 小基本相符。Western blot印迹分析显示,表达的重 组蛋白能够被问日疟患者血清所识别,而与正常人 血清不反应,表明所表达的重组蛋白具有一定的免 sequences conserved between different plasmodium species[J]. Proc Natl Acad Sei,1991,88(9):4030—4034. Del Portillo HA,Gysin J,Mattei DM,et a1.Plasmodium vivax: 疫活性,为进一步的疟原虫疫苗的研究提供必要的 基础。 [ 参 考 文 献 ] [1]Mueller I,Galinski MR,Baird JK,et a1.Key gaps in knowledge of plasmodium vivax,a neglected human malaria parasite[J1.Lancet Infect Dis,2009,9(9):555—566. cloning and expression of a major blood—stage surface antigen[J]. Exp Parasitol,1988,67(2):346—363. [12] Tian JH,Kumar S,Kaslow DC,et a1.Comparison of protection induced by immunization with recombinant proteins from different regions of merozoite surface protein 1 of plasmodjumy0elii[J]. Infec Immunt,1997,65(8):3032—3036. [2]周水森,王漪,汤林华.2008年全国疟疾形势[J].中国寄生虫 学与寄生虫病学杂志,2009,27(6):455—457. [3]John CC,O Donnell RA,Sumba PO,et a1.Evidence that invasion. inhibitory antibodies speciifc for the 19 kDa fragment of merozoite [13] Good MF,Kaslow DC,Miller LH.Pathways and strategies for developing a malaria blood—stage vaccine[J].Annu Rev Immunol,1998,16(4):57—87. aslund S,Nordlund P,Weigeh J,et a1.Protein production and [14] Grsurface protein-1(MSP1—19)can play a protective role against blood—stage Plasmodium f alci parum infection in individuals in a puriifcation[J].Nat Methods,2008,5(2):135—146. (本文编辑章新生) 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Top