副结核分枝杆菌SOD基因的克隆及原核表达

副结核分枝杆菌SOD基因的克隆及原核表达

论文摘要

副结核病(Bovine Paratuberculosis)是由副结核分枝杆菌(Mycobacterium paratuberculosis)引起的一种全球性以反刍动物为主的慢性、消耗性传染病,也称Johne’s。该病主要引起牛、羊、鹿等反刍动物慢性、增生性肠炎,导致顽固性腹泻及慢性消耗,以致死亡。此外,也可引起猪、马等非反刍动物发病,现已成为饲养业严重流行的传染病之一。而且美国学者己从人类的克隆氏病患者体内分离出M.paratuberculosis。因此,Johne’s病愈来愈引起了世界各国的广泛关注。目前,预防该病的主要措施是控制传染源和加强饲养管理,即以副结核PPD进行检疫,对检出的阳性牛进行隔离与淘汰。此外,国内外也有采用预防接种的方法来控制该病,即将M.paratuberculosis热灭活或致弱后制成疫苗,免疫接种牛和羊,可降低该病的发生率。但是疫苗接种后会使动物血清转为阳性,干扰变态反应和血清学检测,并且在注射部位有时产生肉芽肿,以及对结核菌素敏感,妨碍牛结核病的变态反应检测,影响了牛的检疫和国际贸易。因此,许多政府禁止使用副结核菌苗及BCG来控制牛副结核病和结核病。可见,研究开发副结核病的新型疫苗和诊断试剂已迫在眉睫。研究表明,在短期培养过程中,副结核分枝杆菌分泌具有免疫活性的蛋白质,而在长期培养则相反。因此,早期分泌蛋白是主要的保护性抗原。由于DNA疫苗能有效地刺激机体产生持久的体液免疫和细胞免疫应答,同时,DNA疫苗免疫后,不干扰副结核病和牛结核病的变态反应检测。因此,研究新型DNA疫苗为预防副结核病提供了一条新途径。为了研制副结核病敏感、特异的诊断试剂和新型、高效的预防制剂,尤其是DNA疫苗,本研究筛选了M.paratuberculosis主要保护性抗原SOD基因,以M.paratuberculosis C-2染色体DNA为模板,以SOD基因的特异性引物进行PCR扩增,获得了624bp的SOD基因,通过T-A克隆技术,将PCR产物克隆至pMD18-T Vector中,以质粒大小、酶切分析、PCR扩增及序列分析鉴定重组克隆,成功地构建出克隆质粒pMD18-T-SOD,序列测定及DNASTAR分析表明,所获得的M.paratuberculosis C-2 SOD基因与Gen Bank中M.paratuberculosis K-10 SOD基因的大小完全一致,两者核苷酸序列的同源性为99%,氨基酸序列的同源性为99.5%,表明该基因在副结核分枝杆菌中是高度保守的。进一步将pMD18-T-SOD中的SOD基因亚克隆至pET-28a(+)原核表达系统中,构建了高效原核表达质粒pET-28a-SOD。在与之相匹配的E.coli BL21(DE3)中,该质粒经IPTG诱导获得了26.5kDa的融合蛋白。经免疫印迹分析证实,该融合蛋白具有副结核分枝杆菌抗原性。为进一步研究副结核分枝杆菌基因工程亚单位疫苗、核酸疫苗及诊断试剂奠定了基础。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一部分 前言
  • 1 副结核病的危害
  • 2 副结核分枝杆菌
  • 3 副结核分枝杆菌与克隆病
  • 4 诊断与防治
  • 5 副结核分枝杆菌核酸疫苗
  • 6 本研究的目的和意义
  • 第二部分 实验内容
  • 实验一 副结核分枝杆菌SOD基因的克隆及序列分析
  • 1 引言
  • 2 材料与方法
  • 2.1 材料
  • 2.1.1 菌株
  • 2.1.2 克隆载体
  • 2.1.3 工具酶
  • 2.1.4 核酸分子量标准
  • 2.1.5 试剂盒
  • 2.1.6 试剂
  • 2.1.7 溶液
  • 2.1.8 主要仪器设备
  • 2.2 方法
  • 2.2.1 副结核分枝杆菌的培养
  • 2.2.2 染色体基因组DNA的提取
  • 2.2.3 引物的设计与合成
  • 2.2.4 目的基因的PCR扩增
  • 2.2.5 PCR产物的纯化
  • 2.2.6 目的基因与质粒载体的连接
  • 2.2.7 大肠杆菌感受态的制备
  • 2.2.8 连接产物的转化
  • 2.2.9 质粒的小量提取
  • 2.2.10 重组质粒的鉴定
  • 2.2.11 重组质粒的序列测定
  • 3 结果
  • 3.1 副结核分枝杆菌染色体基因组DNA
  • 3.2 目的基因的PCR扩增产物
  • 3.3 重组克隆的筛选及鉴定
  • 3.4 目的基因的序列测定与分析
  • 4 讨论
  • 4.1 目的基因的选择
  • 4.2 DNA聚合酶的选择
  • 4.3 PCR扩增条件的优化
  • 4.4 关于基因的克隆
  • 4.5 目的基因的序列分析
  • 实验二 牛分枝杆菌主要保护性抗原基因在大肠杆菌中的表达
  • 1 引言
  • 2 材料与方法
  • 2.1 材料
  • 2.1.1 菌株
  • 2.1.2 质粒与载体
  • 2.1.3 工具酶
  • 2.1.4 核酸分子量标准
  • 2.1.5 蛋白质分子量标准
  • 2.1.6 试剂盒
  • 2.1.7 试剂
  • 2.1.8 蛋白印迹转移膜
  • 2.1.9 溶液
  • 2.1.10 主要仪器设备
  • 2.2 方法
  • 2.2.1 原核重组表达质粒的构建
  • 2.2.2 重组表达质粒的鉴定
  • 2.2.3 目的基因的诱导表达
  • 2.2.4 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析
  • 2.2.5 Western blot分析
  • 3 结果
  • 3.1 原核重组表达质粒的构建
  • 3.2 阳性重组表达质粒的鉴定
  • 3.3 SDS-PAGE分析
  • 3.4 Western blot分析
  • 4 讨论
  • 4.1 表达系统的选择
  • 4.2 目的蛋白的表达
  • 4.3 目的蛋白的纯化
  • 4.4 关于免疫印迹
  • 4.5 目的蛋白的活性
  • 结论
  • 参考文献
  • 缩略语表
  • 致谢
  • 个人简介
  • 相关论文文献

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