本发明属于生物工程技术领域,更具体地,涉及一种鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白及应用。
背景技术:
鸭疫里默氏杆菌病是鸭、鹅、火鸡和其他鸟类的一种高致病性、接触性传染病之一,其病原体为鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer, RA),主要侵害1~8 周龄(尤其2~3周龄)雏鸭、雏鹅及雏火鸡等。鸭疫里默氏杆菌病多呈急性或慢性败血症病程,主要以神经症状和纤维素性心包炎、肝周炎和气囊炎为特征,发病率90%以上,死亡率高达75%,耐过的病鸭常长成残次鸭或僵鸭,饲料转化率降低,生长发育迟缓,且由RA引起的输卵管炎严重影响鸭成年后产蛋率。因此,鸭疫里默氏杆菌病的广泛流行,给养鸭业带来严重的经济损失。
目前已成功研制出弱毒疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗来控制鸭疫里默氏杆菌病。由于RA 的血清型多而复杂,国际公认有21 个血清型,我国也存在10 多个血清型,且各血清型之间缺乏有效的交叉免疫保护,这给RA 的疫苗防治带来一定困难。比较有效的方法是针对当地主要流行血清型,选取相应菌株研制疫苗,以达到更有效的防治效果。
铁是生命系统所必需的分子,在脊椎动物体液中,铁绝大部分与转铁蛋白和乳铁蛋白结合在一起,致病菌要想在宿主体内建立感染,很大程度上依赖于其利用宿主铁复合物的能力,因此微生物的铁载体运输系统,是致病菌战胜宿主非特异性防御机制,并在宿主体内繁殖的关键。铁载体运输系统主要由铁载体、铁载体受体蛋白(Siderophore Receptor Protein, SRP)组成,其中,SRP在细菌铁离子摄取机制中起着至关重要的作用,是细菌重要的毒力因子和潜在的疫苗靶分子。
RA抗体的检测是评价RA疫苗免疫效果及制定合理的免疫程序的关键。目前未见RA血清1型SRP研究和应用的相关研究报道。因此,研制一种易于制备,不存在散毒危险的新型RA抗原,对建立特异敏感的RA抗体检测方法进而防控RA具有非常重要的现实意义。
技术实现要素:
本发明的目的之一在于提供一种RA血清1型铁载体受体蛋白SRP及其编码核苷酸序列,目的之二在于提供一种RA血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白及其编码核苷酸序列,目的之三是提供RA血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白的制备方法及其在特异性检测RA抗体的应用。
本发明所采取的技术方案是:
鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP,氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。
编码权利要求1所述的鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP的核苷酸序列,优选的,核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。
一种鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白,氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示。
编码鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白的核苷酸序列,优选的,核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示。
一种鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP截断重组蛋白在制备检测鸭疫里默氏杆菌抗体试剂中的应用,鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP截断重组蛋白能与鸭疫里默氏杆菌抗体产生特异性反应。
一种鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白的方法,其步骤包括:
(1)将编码鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白的核苷酸序列克隆入原核表达质粒pET43a(+)中,获得重组表达载体;
(2)将步骤(1)获得的重组表达载体转入大肠杆菌Rosetta工程菌株中,获得SRP截断重组蛋白Rosetta工程菌;
(3)将步骤(2)获得的SRP截断重组蛋白Rosetta工程菌按体积比1:50加入到含Amp的LB培养基中,培养至OD600为0.6~0.8,加入终浓度为0.5 mmol/L的IPTG,进行诱导培养;
(4)诱导培养结束后,离心收集菌体,加入PBS重悬菌体,于冰浴中进行超声裂解,离心,收集上清;
(5)将上清液进行纯化,获得权利要求3所述的截断重组蛋白,即鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白。
优选的,步骤(3)所述的IPTG诱导培养时间为3~5h。
进一步优选的,步骤(3)所述的IPTG诱导培养时间为5h。
本发明的有益效果是:
本发明制备得到的RA血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白能够与血清1型RA多克隆抗体产生特异性反应,可作为血清1型RA抗体检测的理想抗原。
本发明的制备得到的RA血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白非全细菌,不存在散毒的危险,并且该蛋白原核表达时的可溶性增加,可有效降低下游大规模生产成本,适于工业化大规模生产,亦利于实验室疫苗研究。
附图说明
图1:jSRP基因PCR 产物的琼脂糖凝胶电泳图【M: DNA Marker;1: jSRP基因PCR 产物】;
图2:重组表达质粒pET43a-jSRP双酶切产物的琼脂糖凝胶电泳图【M: DNA Marker;1: pET43a-jSRP重组表达质粒用BamHⅠ和Hind Ⅲ双酶切后的产物;2: pET43a-jSRP重组质粒未酶切】;
图3:pET43a-jSRP重组工程菌表达SRP截断重组蛋白的SDS-PAGE图 【M: 蛋白Marker;1~3: pET43a-jSRP重组工程菌诱导3h、4h、5h;4: pET43a-jSRP重组工程菌未诱导;5: pET-43a(+)空载体转化菌诱导5h】;
图4:pET43a-jSRP重组工程菌诱导裂解上清和沉淀SDS-PAGE电泳图 【M: 蛋白 Marker;1: pET43a-jSRP重组工程菌诱导裂解上清,2:pET43a-jSRP重组工程菌诱导裂解沉淀】;
图5:SRP截断重组蛋白Western blot图【1:pET-43 a (+)空载体蛋白印迹;2:pET43a-SRP蛋白印迹】。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步解释本发明,未详细描述的技术为本领域技的常规技术。
本发明涉及的RA血清1型铁载体受体蛋白(SRP)的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示,编码SRP蛋白的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示,命名为SRP基因,SRP基因片段长度2262bp,源至RA-GD全基因组(登录号为CP002562)。
1、RA血清1型SRP截断重组蛋白的选取
利用Signal P、TMHMM在线分析软件对SRP基因的信号肽序列、跨膜序列以及抗原性分析,选取RA血清1型SRP截断重组蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示,编码该截断重组蛋白的核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示(即SRP基因第600位至1112位核苷酸序列),此处命名为jSRP基因,片段长度为513bp。
2、引物设计
根据jSRP基因序列设计引物,由上海英潍捷基生物技术公司合成。
上游引物P1:5'-CGGATCCACTTATGCAAGTTTTAATACTTACACG-3' (SEQ ID NO:5)
下游引物P2:5'-CCAAGCTTTTTATTCCCATATTGTTGCAGG-3' (SEQ ID NO:6)
3、RA全基因组提取及jSRP基因区段PCR扩增
参照天根细菌基因组DNA 试剂盒说明书步骤提取RA-GD菌株全基因组DNA,-20℃保存备用。以RA-GD菌株全基因组DNA为模板,采用上游引物P1、下游引物P2扩增jSRP基因区段。PCR反应体系如下:10×ExTaq buffer 5µL、dNTPs(2.5 mM) 4.0µL、P1(10 pmol/L) 2.0µL、P2(10 pmol/µL) 20µL、ExTaqDNA聚合酶(5 U/µL) 0.25µL、DNA 4µL,加双蒸水至50µL。PCR扩增反应为:首先94℃5min;然后94℃ 30s、53℃退火30s、72℃延伸30 s,循环35次;最后72℃延伸10min结束。
取5µL扩增产物用1%琼脂糖凝胶进行电泳,结果如图1所示,获得一条与预期大小一致的特异性DNA条带片段。
4、重组表达质粒的构建与鉴定
按照天根凝胶回收试剂盒说明书,将jSRP基因区段PCR回收纯化产物与表达载体pET43a(+)分别用BamHⅠ和Hind Ⅲ进行双酶切,16 ℃连接过夜后转化DH5α感受态细胞,将培养液涂布于含Amp (终浓度100 mg/ L)的平板上,37℃培养过夜,挑选阳性克隆,抽提质粒,获得重组质粒pET43a-jSRP。
重组质粒pET43a-jSRP采用BamHⅠ和Hind Ⅲ双酶切鉴定,结果如图2所示,其中DNA小片段与目的DNA片段大小相符,另外一条较大的DNA片段是pET43a (+)载体片段。将鉴定的阳性重组质粒pET43a-jSRP送上海生物工程技术有限公司测序,结果显示,所得的jSRP基因序列与目标序列完全一致。
5、重组表达质粒pET43a-jSRP的诱导表达
把测序正确的阳性重组质粒pET43a-jSRP转化至大肠杆菌Rosetta感受态细胞,获得含重组质粒pET43a-jSRP的Rosetta工程菌,将其按体积比1 :50加入含Amp (100 mg/ L)的LB培养基中,37 ℃,180 r/min振荡培养,待OD600达到0.6~0.8时,加入终浓度为0.5 mmol/ L的IPTG,继续振荡培养,分别在诱导后3h、4h和5h 吸取1 mL菌液于4 ℃保存,12000 r/min 离心1 min,收集细菌沉淀进行SDS-PAGE分析。
如图3所示,第1~3泳道分别是pET43a-jSRP的Rosetta工程菌诱导3h、4h和5h情况,可见均在87 KDa左右出现特异性蛋白条带,与预期的蛋白分子量大小一致;第4泳道是pET43a-jSRP的Rosetta工程菌未诱导的情况,无特异性蛋白条带出现;第5泳道是pET43a (+)空载体转化菌IPTG诱导5 h的情况,只出现了载体自身表达的蛋白。从图3可以看出诱导5h的蛋白表达量最大,故选取5 h作为最佳诱导时间。
6、pET43a-jSRP的Rosetta工程菌表达产物的可溶性分析
将pET43a-jSRP的Rosetta工程菌按体积比1 :50加入含Amp (100 mg/ L)的LB培养基中,37 ℃,180 r/min振荡培养,待OD600达到0. 6~0. 8时,加入终浓度为0.5 mmol/L的IPTG,诱导培养5h,然后4℃,10000r/min离心10min收集菌体,加入20 mL PBS重悬菌体,于冰浴中进行超声裂解。超声完毕后于4℃,12000 r/min离心20 min分离超声产物的上清和沉淀,用10 mL PBS重悬沉淀。取50 μL的超声上清和沉淀,分别加入50 μL上样缓冲液,混匀,置沸水浴中煮10 min后12000 r/min离心1 min,最后分别取10 μL上清进行SDS-PAGE分析。
如图4所示,上清(第1泳道)中含有pET43a-jSRP的Rosetta工程菌表达的目的蛋白,表明该蛋白能以可溶的形式存在。
7、SRP截断重组蛋白的纯化及Western-blot检测
采用上述诱导条件进行大量蛋白表达,收集菌液,离心,菌体沉淀用pH 7.2的PBS进行重悬,冰水浴超声裂解菌体,离心后收集上清,按照Novagen公司的Ni-NTA His.Bind 树脂说明书对重组蛋白进行纯化,取10 μL上清进行 SDS-PAGE分析。
SRP截断重组蛋白经SDS-PAGE电泳分离后,按如下操作进行电转印:将预先在转印缓冲液中浸泡后的滤纸、胶、NC膜,按以下顺序组装:平板阳极-三层滤纸-NC膜-凝胶-三层滤纸-平板阴极,15 mA转1.5 h。电转印结束后,NC膜用5%脱脂奶粉封闭1 h,用PBST洗涤3次,每次5 min,加入1:50稀释的RA阳性血清(血清1型),37℃作用1 h后,再用PBST洗涤3 次,加入1:2000稀释的HRP标记的兔抗鸭IgG,37℃作用1 h后,用PBST洗涤3 次,用DAB显色,然后用双蒸水终止,拍照保存。
结果如图5所示,第1泳道为空载体pET43a(+)转化Rosetta菌的IPTG诱导产物与RA 血清无特异性的反应条带,第2泳道为SRP截断重组蛋白与RA阳性血清(血清1型)有特异性的反应条带,表明该截断重组蛋白具有良好的免疫反应原性,可作为血清1型RA的理想抗原。
SEQUENCE LISTING
<110> 广东省农业科学院动物卫生研究所
<120> 一种鸭疫里默氏杆菌血清1型铁载体受体蛋白SRP的截断重组蛋白及应用
<130>
<160> 6
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 753
<212> PRT
<213> Riemerella anatipestifer
<400> 1
Met Lys Lys Asn His Phe Tyr Gln Arg Asn Gly Tyr Tyr Leu Ser Thr
1 5 10 15
Met Leu Leu Lys Ala Cys Asn Ile Ala Leu Leu Thr Ala Pro Leu Phe
20 25 30
Ser Asn Ala Gln His Lys Glu Arg Ile Lys Asp Ile Gln Glu Val Glu
35 40 45
Leu Val Lys Arg Lys Leu Glu Ala Phe Glu Ser Arg Lys Leu Arg Glu
50 55 60
Val Glu Gly Thr Ser Ile Phe Ala Ala Lys Lys Thr Glu Val Val Leu
65 70 75 80
Met Asp Leu Lys Leu Ala Asn Lys Ala Leu Asn Asn Pro Arg Gln Val
85 90 95
Phe Ser Gln Val Ser Gly Val Asn Val Phe Asp Ser Asn Asp Gly Gly
100 105 110
Leu Gln Leu Asn Ile Gly Gly Arg Gly Leu Asn Pro Asn Arg Ser Ala
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Gly Tyr Pro Glu Ser Tyr Tyr Thr Pro Pro Ala Glu Ala Leu Glu Glu
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245 250 255
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Pro Gly Gly Leu Thr Asp Phe Gln Phe Tyr Gln Asn Pro Tyr Gln Ser
275 280 285
Asn Arg Ala Arg Asn Trp Phe Lys Val Asp Trp Asn Leu Trp Asn Val
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Gln His Trp Lys Trp Asn Leu Phe Phe Asn Thr Ala Leu Thr His Ser
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Leu
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<211> 2262
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aaattgaggg aagtggaagg caccagcatc tttgccgcta aaaaaacgga agtggtgcta 240
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tcgggcgtta atgtttttga tagtaacgac ggggggcttc agctcaacat aggagggcga 360
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tataaagctc aaaactcggg gaagcaagga ccgggaagtg ctttttctgg ggcagatttt 1200
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tcccaagtga tagaccccaa cattaaggac gaaacaggct atacgggaga tttggggata 1620
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gctcctcgcc aatattattt cactttggaa atgaagctgt ag 2262
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<213> Riemerella anatipestifer
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