猪圆环病毒2型Cap蛋白在毕赤酵母中的分泌表达

目的在毕赤酵母中分泌表达猪圆环病毒Ⅱ型(porcine circovirus 2,PCV2)Cap蛋白。方法将PCV2-Cap蛋白基因(Gen Bank登录号:KC620508.1)按毕赤酵母偏好密码子优化后,插入毕赤酵母分泌型表达载体p PICZαA中,重组质粒p PICZαA-Cap经SacⅠ线性化,通过电击转化整合至毕赤酵母GS115菌株的基因组中,构建p PICZαA-CapGS115重组酵母菌。经甲醇诱导表达重组Cap蛋白,通过SDS-PAGE、Western blot和间接ELISA法进行鉴定。结果重组表达质粒p PICZαA-Cap经双酶切和测序证明构建正确;重组酵母菌p PICZαA-Cap-GS115经菌落PCR鉴定,可扩增出1 001 bp的目的基因片段;表达的重组Cap蛋白相对分子质量约49 000,可与猪圆环2型阳性血清和小鼠抗His单克隆抗体发生特异性反应。结论成功利用毕赤酵母表达系统分泌表达了PCV2 Cap蛋白,表达的重组蛋白具有良好的抗原性,为PCV2亚单位疫苗和ELISA诊断试剂盒的研制奠定了基础。     

人LIGHT-Fc融合蛋白在毕赤酵母中的表达及鉴定

目的利用酵母表达系统制备人LIGHT-Fc融合蛋白。方法利用基因工程方法构建含人LIGHT胞外段基因和人Ig G4 Fc基因的重组质粒p PIC9K-LIGHT-Fc,经SalⅠ线性化后电转化感受态酵母菌GS115,PCR鉴定重组转化子。将阳性重组转化子经甲醇诱导表达后,RT-PCR法检测目的基因的转录水平,SDS-PAGE及Western blot法进行表达产物的鉴定。结果表达质粒p PIC9K-LIGHT-Fc经酶切及测序鉴定,证明构建正确。10个重组子均为Mut+型阳性转化子,经甲醇诱导后可扩增出特异性目的基因片段。表达的重组LIGHT-Fc融合蛋白相对分子质量约45 000,可与鼠抗人LIGHT多克隆抗体发生特异性结合。结论人LIGHT-Fc融合蛋白在毕赤酵母中已成功获得了表达,为进一步开展其生物学功能的研究奠定了基础。     

编码SARS-CoV S1和S2蛋白的DNA疫苗对小鼠的免疫应答

目的构建编码SARS-CoVS蛋白亚单位S1和S2的核酸疫苗,并检测其对小鼠的免疫应答。方法依据GenBank中SARS-CoV基因组序列,人工合成SARS-CoVS1和S2亚单位基因,分别与CTL表位基因重组后,克隆至表达载体pIRES1neo中,构建DNA疫苗pIRCTL-S1和pIRCTL-S2。将构建的DNA疫苗转染BHK-21细胞,采用间接免疫荧光试验检测其在真核细胞中的表达。免疫小鼠后,用流式细胞仪测定CD4+、CD8+T淋巴细胞亚类数,用ELISA试剂盒检测免疫小鼠血清中抗SARS-CoV抗体水平。结果所构建的DNA疫苗pIRCTL-S1和pIRCTL-S2转染BHK-21细胞后,均能表达抗原蛋白,免疫小鼠后可有效地刺激淋巴细胞增殖,并诱导产生抗SARS-CoV特异性抗体。结论所构建的两种DNA疫苗在小鼠体内均产生了体液和细胞免疫应答,为SARS核酸疫苗的研制奠定了基础。     

毕赤酵母表达乙型肝炎病毒preS2S蛋白的纯化和免疫效果

目的研究重组毕赤酵母表达的乙型肝炎病毒preS2S蛋白的纯化方法及免疫效果。方法甲醇诱导含preS2S基因的重组毕赤酵母菌,采用蔗糖区带速率离心、Butyl-S-Sepharose 4FF疏水层析和DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换层析等方法,对表达产物进行纯化。纯化后蛋白经SDS-PAGE和Western blot方法鉴定,制备成疫苗,并进行效力试验。放射免疫法检测免疫小鼠血清抗体浓度,计算ED50和相对效力。ELISA法检测血清中的preS2S抗体。结果纯化后的preS2(epi)S蛋白相对分子质量约为27000,且能与特异性抗体结合。两批纯化蛋白制备的疫苗ED50分别为0.35和0.48μg/ml,参比苗为0.52μg/ml。2批疫苗的体外相对效力分别为1.5和1.1,均合格,血清抗体平均浓度为808和784mIU/ml,参比苗为312mIU/ml。2批疫苗免疫小鼠后均产生了preS2抗体。结论该纯化方法实用有效,纯化后的preS2(epi)S蛋白比S蛋白具有更好的免疫原性。     

HBsAg/GM-CSF融合蛋白的克隆及其在毕赤酵母中的表达

目的在毕赤酵母中表达HBsAg/GM-CSF融合蛋白。方法利用PCR扩增HBsAg和GM-CSF基因,通过15个氨基酸的连接肽将两个片段连接,获得融合基因S-GM,克隆入酵母穿梭质粒pPIC9K中。将重组质粒9K-S-GM电转化毕赤酵母后,G418筛选,甲醇诱导,HBsAg/GM-CSF融合蛋白表达。经SDS-PAGE检测表达水平,Western blot检测表达产物特异性。结果PCR扩增的片段与预期大小一致,HBsAg/GM-CSF融合蛋白在毕赤酵母中获得了表达。Western blot检测,该融合蛋白同时具有HBsAg和GM-CSF的特异性。结论该融合蛋白的获得为提高乙肝疫苗的免疫原性奠定了科学基础。     

人乙醛脱氢酶2基因在毕赤酵母中的高效表达

去除自行构建的质粒pPIC9K-07ALDH2的信号肽(α-Factor)得到质粒pPIC9K-ALDH2-delsign,采用电转化方法将该质粒转化到Pichia pastorisSMD1168中构建得到能在胞内高效表达人乙醛脱氢酶2(ALDH2)的基因工程菌株Pichia pastorisSMD1168(pPIC9K-ALDH2-delsign)。利用该重组毕赤酵母摇瓶发酵得到的发酵液的人ALDH2的酶活为0.315 U.mL-1,明显高于胞外表达时人ALDH2的酶活;经过亲和色谱分离纯化后的人ALDH2酶液的酶活为0.944 U.mL-1。     

HIV-1 Vpu蛋白在毕赤酵母中的表达和纯化

目的在毕赤酵母中表达并纯化人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)辅助调节蛋白Vpu。方法从质粒p CDNA3.1-vphu中PCR扩增vphu基因,插入毕赤酵母表达载体p PICZαA,构建重组表达质粒p PICZαA-vphu,转化巴斯德毕赤酵母野生型X33菌株,经甲醇诱导表达带有6×His标签的重组Vpu蛋白。表达产物经Ni-Agarose 6×His标签纯化柱纯化。表达和纯化产物经SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。结果重组表达质粒p PICZαA-vphu经双酶切和测序鉴定证明构建正确;表达的重组蛋白相对分子质量约16 000,主要存在于细胞内;纯化后杂蛋白减少,与抗VPU抗体和抗His标签抗体均可结合,浓度为224μg/ml。结论利用毕赤酵母表达系统成功表达并纯化了HIV-1 Vpu蛋白,纯化的蛋白具有良好的抗原活性,为进一步研究其结构和功能以及靶点药物筛选模型的建立奠定了基础。     

胆盐水解酶基因在毕赤酵母中的表达

目的在毕赤酵母中表达胆盐水解酶(Bile salt hydrolase,BSH)基因。方法以重组质粒pMD18-BSH为模板,PCR扩增BSH基因,克隆至毕赤酵母表达载体pGAPZαA上,经AvrⅡ线性化,电转化至毕赤酵母SMD1168,PCR筛选阳性重组子,诱导表达,表达产物经Western blot进行分析。结果重组表达质粒pGAPZαA-BSH经双酶切及测序证明构建正确;经PCR鉴定阳性的重组酵母菌的诱导表达产物经SDS-PAGE分析,可见相对分子质量约35000的目的蛋白表达条带;表达的重组蛋白可与兔抗植物乳杆菌多克隆抗体发生特异性反应。结论在毕赤酵母中成功表达了BSH,为BSH结构与相关功能及高效降解胆固醇的基因工程菌株的研究奠定了基础。     

应用毕赤酵母表达中国株HIV-1核心蛋白Gag

目的 构建含HIV-1Gag全长基因的重组酵母表达质粒pPICGAG，并在毕赤酵母中进行表达。方法用Not I和XhoI将含HIV－1 Gag全长基因的质粒pKSGAG双酶切后，克隆到酵母表达载体pPIC9中，构建了重组表达质粒 pPICGAG。pPICGAG用 SacI线性化后，电转化毕赤酵母 GS115，PCR鉴定阳性酵母转化子，并分别将PCR阳性的酵母转化子在BMGY和BMMY培养基中进行诱导表达，表达产物进行SDS-PAGE电泳分析。结果 酵母转化子的整合率为72．7％。SDS-PAGE结果显示表达蛋白的相对分子质量为55000左右，与预计计算的值相同。Western blot结果显示表达蛋白能与单克隆抗体发生特异性反应。结论 在毕赤酵母中成功地表达了HIV-1核心蛋白Gag，且表达的蛋白具有良好的反应原性和特异性。     

重组SARS病毒N蛋白的制备及其初步应用

目的在大肠杆菌中表达重组SARS-CoVN蛋白,并进行纯化,为进一步研制SARS早期诊断试剂奠定基础。方法通过RT-PCR获得SARS-CoVN蛋白基因片段,并克隆至大肠杆菌表达载体pQE30中,构建重组质粒。转化E·coliM15,IPIG诱导表达。经SDS-PAGE和Western blot鉴定,采用Chelating-Sepharose Fast Flow纯化融合蛋白,并免疫BALB/c小鼠,检测小鼠血清抗体水平。结果所构建的重组表达载体pQE30-N经诱导可表达重组SARS病毒N蛋白。该蛋白纯化后,纯度可达90%左右。Western blot检测表明,重组SARS病毒N蛋白可与SARS患者恢复期血清呈现特异的免疫反应。免疫BALB/c小鼠可获得高效价抗血清。结论重组SARS-CoV N蛋白具有良好的抗原性,可用于SARS-CoV感染的早期诊断。     

乙酰肝素酶大亚基在毕赤酵母中的表达

目的构建乙酰肝素酶(HPA)大亚基片段真核表达质粒,并在毕赤酵母中表达重组蛋白。方法根据GenBank中登录的HPA大亚基基因序列设计引物,PCR方法扩增肝素酶基因,构建毕赤酵母真核表达质粒pPICZαA-HPA。电击穿孔法转化感受态毕赤酵母SDM1168,斑点免疫印迹法筛选重组菌株,PCR法鉴定阳性克隆。甲醇诱导表达重组蛋白,Western blot鉴定表达产物。结果构建的重组真核表达质粒经双酶切及测序鉴定证明构建正确;斑点免疫印迹法筛选出的9个单菌落经PCR扩增,均可见1161bp的目的基因条带;表达产物经Western blot分析,具有良好的反应原性,表达量约为5μg/L。结论已成功构建了HPA大亚基片段真核表达质粒pPICZαA-HPA,并在毕赤酵母SDM1168中分泌表达了HPA大亚基。     

人脑钠肽与人血清白蛋白融合蛋白在毕赤酵母中的分泌表达及其活性

目的在毕赤酵母中表达重组人脑钠肽(BNP)与人血清白蛋白(HSA)融合蛋白,并检测其活性。方法重叠PCR法拼接BNP二联体与HSA基因,插入表达载体pPIC9K,电穿孔法转化毕赤酵母GS115,甲醇诱导表达,并对表达产物进行SDS-PAGE分析、Western blot鉴定及活性检测。结果融合基因(BNP)2-HSA经测序正确,重组表达质粒经双酶切鉴定构建正确。诱导72h,融合蛋白表达量最高,可达200mg/ml,且具有良好的反应原性,其活性为rhBNP标准品的1%。结论已在毕赤酵母中成功表达了具有一定生物活性的(BNP)2-HSA融合蛋白,为开发BNP长效药物奠定了基础。     

经基因优化的HPV16L1蛋白在毕赤酵母中的表达

目的利用毕赤酵母表达系统(Pichia pastoris)高效表达HPV16L1蛋白。方法按照Pichia pastoris密码子偏爱性合成HPV16L1基因,构建pAO819r-16L1表达载体,电转化至GS115菌株中,经MD板和不同浓度G418筛选,挑取高拷贝整合菌株,甲醇诱导目的蛋白的表达,用HPV16L1抗血清,经Western blot检测蛋白的特异性。结果重组质粒pAO819r-16L1在甲醇营养型酵母菌株中经甲醇诱导后可表达HPV16L1蛋白,在试管中的表达量超过10mg/ml,经Western blot验证,该蛋白可与抗血清特异结合,在相对分子质量55000附近出现目的条带,证明该蛋白确为HPV16L1蛋白。结论利用毕赤酵母表达系统可高效表达HPV16L1蛋白,为研制HPV疫苗奠定基础。     

碱性纤维素酶基因在巴氏毕赤酵母中的表达及重组酵母菌发酵工艺的优化

目的克隆碱性纤维素酶基因,构建酵母整合型表达质粒,在巴氏毕赤酵母中表达,并对重组菌的发酵工艺进行优化。方法应用PCR技术从嗜碱性芽孢杆菌ATCC21833中扩增碱性纤维素酶基因,克隆至酵母整合型表达载体pGAPZαA中,构建重组表达质粒pGAPZαA-ATCC21833,并转化至巴氏毕赤酵母GS115。通过单因素实验及正交实验,确定重组酵母的最佳发酵培养基。在20L发酵罐中进行高密度发酵,观察碳源对批式发酵的影响,并检测在4种流加方式(连续恒速流加、间歇匀速流加、间歇递减流加、维持底物浓度流加)下的菌体干重及发酵液中的酶活性。结果重组表达质粒pGAPZαA-ATCC21833经酶切及DNA测序证明构建正确,其基因序列与嗜碱性芽孢杆菌KSM-635的碱性纤维素酶基因序列一致。最佳发酵培养基组成为6%葡萄糖、2%硫酸铵、12g/L磷酸二氢钾。碳源浓度对于重组酵母菌体生长及产酶至关重要。SDS-PAGE表明表达产物的相对分子质量约为103000。维持底物浓度的流加方式可获得最高的菌体干重(29.8g/L)及酶活力(24U/ml)。结论已成功构建了表达碱性纤维素酶的巴氏毕赤酵母工程菌,并确定了维持底物浓度的流加方式为最佳发酵方式。     

Tryptophan Metabolites and Aryl Hydrocarbon Receptor in Severe Acute Respiratory Syndrome,Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) Pathophysiology

The metabolism of tryptophan is intimately associated with the differential regulation of diverse physiological processes, including in the regulation of responses to severe acute respiratory syndrome, coronavirus-2 (SARS-CoV-2) infection that underpins the COVID-19 pandemic. Two important products of tryptophan metabolism, viz kynurenine and interleukin (IL)4-inducible1 (IL41)-driven indole 3 pyruvate (I3P), activate the aryl hydrocarbon receptor (AhR), thereby altering the nature of immune responses to SARS-CoV-2 infection. AhR activation dysregulates the initial pro-inflammatory cytokines production driven by neutrophils, macrophages, and mast cells, whilst AhR activation suppresses the endogenous antiviral responses of natural killer cells and CD8+ T cells. Such immune responses become further dysregulated by the increased and prolonged pro-inflammatory cytokine suppression of pineal melatonin production coupled to increased gut dysbiosis and gut permeability. The suppression of pineal melatonin and gut microbiome-derived butyrate, coupled to an increase in circulating lipopolysaccharide (LPS) further dysregulates the immune response. The AhR mediates its effects via alterations in the regulation of mitochondrial function in immune cells. The increased risk of severe/fatal SARS-CoV-2 infection by high risk conditions, such as elderly age, obesity, and diabetes are mediated by these conditions having expression levels of melatonin, AhR, butyrate, and LPS that are closer to those driven by SARS-CoV-2 infection. This has a number of future research and treatment implications, including the utilization of melatonin and nutraceuticals that inhibit the AhR, including the polyphenols, epigallocatechin gallate (EGCG), and resveratrol.