本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白及其可溶性表達(dá)方法和純化方法。
背景技術(shù):
跨膜蛋白6(tsp6)是細(xì)粒棘球絳蟲成蟲cdna文庫中的一個抗原基因。tsp6是一種重要的細(xì)粒棘球絳蟲抗原,可能參與了細(xì)粒棘球絳蟲信號傳導(dǎo)途徑,對于細(xì)胞的生長、分化具有重要的生理意義。tsp6同膜聯(lián)蛋白家族(annexinfamily)成員可能是同源基因,屬于annexin家族。研究該抗原的生理功能,不僅可以了解其對于細(xì)粒棘球蚴的寄生、生長、發(fā)育等生命活動中的重要意義,還可以為治療和預(yù)防包蟲病提供新的藥物靶點(diǎn)和候選疫苗?;谝陨涎芯勘尘?,本發(fā)明構(gòu)建了編碼細(xì)粒棘球絳蟲tsp6基因的原核表達(dá)質(zhì)粒,轉(zhuǎn)化入大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng),誘導(dǎo)其可溶性表達(dá),并進(jìn)行蛋白純化,得到了該蛋白,為其今后的免疫原性、生化特性分析以及功能研究奠定了基礎(chǔ)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明通過基因工程技術(shù),提供了一種細(xì)粒棘球絳蟲tsp6的原核表達(dá)載體pet30a-tsp6,利用該載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌(bl21-de3)實(shí)現(xiàn)了tsp6的高水平可溶性表達(dá),并提供了一種親和層析純化方法,純化出了大量的高純度的重組tsp6,用于tsp6免疫原性、生化特性分析以及功能研究,抗包蟲疫苗、抗包蟲藥物的研發(fā)及囊型包蟲病患者的免疫診斷。
本發(fā)明提供細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白,所述細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白的氨基酸序列為序列表seqidno.2。
作為優(yōu)選,所述細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白編碼的核苷酸序列為序列表seqidno.1中第31位-696位堿基。
本發(fā)明還提供上述細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白的可溶性表達(dá),步驟如下:
(1)目的基因tsp6的擴(kuò)增;
(2)構(gòu)建tsp6表達(dá)質(zhì)粒:將步驟(1)制備的目的基因tsp6酶切并純化后,構(gòu)建入pet-30a相應(yīng)的多克隆酶切位點(diǎn),構(gòu)建質(zhì)粒pet30a-tsp6;
(3)將步驟(2)制備的質(zhì)粒pet30a-tsp6轉(zhuǎn)化入e.colibl21(de3)感受態(tài)細(xì)胞中,將e.colibl21(de3)-pet30a-tsp6進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),然后加入0.1mmol/l的iptg于18℃,120r/min誘導(dǎo)振蕩培養(yǎng)6h;離心收集細(xì)菌,超聲,收集上清液。
作為優(yōu)選,步驟(3)中所述擴(kuò)大培養(yǎng)是將e.colibl21(de3)-pet30a-tsp6先接種至lb固體培養(yǎng)基上,37℃孵育過夜;然后挑取培養(yǎng)基上單克隆至lb液體培養(yǎng)基中,于37℃,200r/min振蕩培養(yǎng)2小時,使od值至0.6;最后取菌液接種至lb液體培養(yǎng)基中,于37℃,200r/min振蕩培養(yǎng),使od值至0.6。
本發(fā)明還提供上述細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白的純化方法,是使用histalontmgravitycolumns預(yù)裝柱純化細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白,然后使用洗脫緩沖液進(jìn)行洗脫;所述洗脫緩沖液的配方為:300mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0。
作為優(yōu)選,步驟如下:
(1)加入20mmmes緩沖液于hispurcobalt預(yù)裝柱中沖洗介質(zhì);
(2)加入超純水,使其緩慢的流過預(yù)裝柱內(nèi)填充的介質(zhì);
(3)加入結(jié)合緩沖液,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);所述結(jié)合緩沖液的配方為:20mm/ltris,500mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0;
(4)上樣,加入超聲破碎e.colibl21(de3)-pet30a-tsp6提取的上清液,搖動使蛋白與預(yù)裝柱內(nèi)填充的介質(zhì)結(jié)合,離心后,使上清緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);
(5)加入結(jié)合緩沖液,搖動使之與蛋白充分結(jié)合,然后使液體緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);所述結(jié)合緩沖液的配方為:20mm/ltris,500mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0;
(6)加入1號洗脫液,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);所述1號洗脫液的配方為:50mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0;
(7)加入2號洗脫液,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);所述2號洗脫液的配方為:100mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0;
(8)加入3號洗脫液,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);所述3號洗脫液的配方為:200mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0;(9)加入4號洗脫液,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì),收集洗脫液;所述4號洗脫液的配方為300mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0。
作為優(yōu)選,所述超聲破碎e.colibl21(de3)-pet30a-tsp6提取的上清液與洗脫緩沖液的體積比為1:2。
本發(fā)明還提供上述細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白在制備檢測細(xì)粒棘球蚴病的elisa試劑盒中的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供一種檢測細(xì)粒棘球蚴病的elisa試劑盒,所述elisa試劑盒中包被抗原為權(quán)利要求1或2所述的細(xì)粒棘球絳蟲tsp6重組蛋白。
作為優(yōu)選,所述包被抗原用ph9.6的0.05m/l碳酸鹽緩沖液稀釋至終濃度5μg/ml;
作為優(yōu)選,所述試劑盒還包括封閉液,所述封閉液為含有5%脫脂奶粉的tbst,所述百分比的單位為g/ml。
本發(fā)明提供了一種細(xì)粒棘球絳蟲跨膜蛋白6(tsp6)基因,還提供了細(xì)粒棘球絳蟲tsp6基因所編碼的蛋白質(zhì),并提供了一種細(xì)粒棘球絳蟲tsp6的原核表達(dá)載體pet30a-tsp6。利用該載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌(bl21-de3),在較低溫度、較低誘導(dǎo)劑濃度及較短誘導(dǎo)時間條件下誘導(dǎo)該菌,可實(shí)現(xiàn)tsp6的高效可溶性表達(dá):表達(dá)的重組蛋白質(zhì)大部分為可溶性蛋白,占大腸桿菌可溶性總蛋白70%。然后用hispurcobalt(clontech)親和層析純化重組細(xì)粒棘球絳蟲tsp6,得到tsp6純化蛋白,在使用洗脫緩沖液(300mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0)時可得到一種新的高純度的細(xì)粒棘球絳蟲tsp6。tsp6重組蛋白表達(dá)量很高,不需要大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)菌,且在特定的誘導(dǎo)條件下呈可溶性表達(dá),純化該蛋白的操作相當(dāng)簡單,成本也很低,極易重復(fù)使用。本發(fā)明所制備的重組蛋白可以用于囊型包蟲病患者的免疫診斷,其作為免疫抗原能夠被囊型包蟲病患者血清識別,應(yīng)用于間接elisa檢測時,具備較高的特異性和靈敏度,臨床檢測符合率高達(dá)85%。
附圖說明
附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
圖1為細(xì)粒棘球絳蟲tsp6基因pcr擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果;
圖2為細(xì)粒棘球絳蟲tsp6在不同誘導(dǎo)條件下的原核表達(dá);
圖3為細(xì)粒棘球絳蟲tsp6親和層析純化結(jié)果。
具體實(shí)施方式
以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明,但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法,如無特殊說明,均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)材料,如無特殊說明,均為市售。
實(shí)施例一細(xì)粒棘球絳蟲tsp6基因序列及其編碼的蛋白質(zhì)序列
細(xì)粒棘球絳蟲tsp6全長916個核苷酸,最大的開放閱讀框(orf)位于31-696,含666bp,起始密碼子為atg,終止密碼子為taa,編碼221個氨基酸,其核苷酸序列及編碼的氨基酸序列分別見序列表seqidno.1和2。
核苷酸序列:
氨基酸序列:
實(shí)施例二細(xì)粒棘球絳蟲tsp6的原核表達(dá)載體pet30a-tsp6的克隆構(gòu)建
1.目的基因tsp6的擴(kuò)增
以細(xì)粒棘球絳蟲pbluescriptⅱsk-tsp6(細(xì)粒棘球絳蟲pbluescriptⅱsk-tsp6從海南醫(yī)學(xué)院寄生蟲學(xué)教研室獲得,社會公眾也可從該教研室獲得)為模板,根據(jù)細(xì)粒棘球絳蟲tsp6基因序列設(shè)計(jì)如下兩對引物:
上游引物序列為:ggcggatccatggttctgac,含bamhi酶切位點(diǎn),
下游引物序列為:gcgtcgacttaggcactccg,含sali酶切位點(diǎn)。
擴(kuò)增tsp6基因最大的開放閱讀框(orf)中的基因序列(即31-696位基因序列),pcr反應(yīng)條件:96℃預(yù)變性5min;96℃變性30s,66℃復(fù)性40s,72℃延伸60s,25個循環(huán);72℃延伸10min。擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果見圖1。
圖1為細(xì)粒棘球絳蟲tsp6基因pcr擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果;其中,m,markerⅲ;1,tsp6pcr擴(kuò)增產(chǎn)物。
2.構(gòu)建tsp6表達(dá)質(zhì)粒
pcr產(chǎn)物經(jīng)純化后,擴(kuò)增得到片段被bamhi和sali酶切并純化后,構(gòu)建入pet-30a相應(yīng)的多克隆酶切位點(diǎn),構(gòu)建質(zhì)粒pet30a-tsp6,經(jīng)測序鑒定,tsp6的序列信息與目標(biāo)基因序列一致:核苷酸序列為序列表seqidno.1中第31-696位堿基,編碼221個氨基酸,編碼的氨基酸序列為序列表seqidno.2。
實(shí)施例三細(xì)粒棘球絳蟲tsp6的原核表達(dá)
在不同誘導(dǎo)條件下,重組蛋白的可溶性表達(dá)量有所不同,以下為最佳誘導(dǎo)方法:
制備e.colibl21(de3)感受態(tài)細(xì)胞,將實(shí)施例2制備得到的質(zhì)粒pet30a-tsp6轉(zhuǎn)化入e.colibl21(de3)感受態(tài)細(xì)胞中,劃線接種e.colibl21(de3)-pet30a-tsp6至lb固體培養(yǎng)基上,37℃孵育過夜;挑取培養(yǎng)基上單克隆至5mllb液體培養(yǎng)基中,于37℃,200r/min振蕩培養(yǎng)2小時,使od值至0.6;取2ml菌液接種至300mllb液體培養(yǎng)基中,于37℃,200r/min振蕩培養(yǎng),使od值至0.6;加入iptg(0.1mmol/l)于18℃,120r/min誘導(dǎo)振蕩培養(yǎng)6小時;4℃12000g/min,離心10min收集細(xì)菌;超聲破碎細(xì)菌,功率150w,超聲6s,間歇6s,35min后提取上清,并進(jìn)行sds-page電泳,可見蛋白在上清液中表達(dá)量很高,呈可溶性表達(dá)(見圖2)。重組蛋白質(zhì)大部分為可溶性蛋白,占大腸桿菌可溶性總蛋白70%。
為了尋找到最佳誘導(dǎo)條件,申請人進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),圖2為細(xì)粒棘球絳蟲tsp6在不同誘導(dǎo)條件下的原核表達(dá)。
其中,a圖中,m:marker;1-4,bl21(de3)-pet30a-tsp6于37℃,iptg分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)18h后上清液的電泳圖;
b圖中,m:marker;1-4,bl21(de3)-pet30a-tsp6于30℃,iptg分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)12h后上清液的電泳圖;
c圖中,m:marker;1-4,bl21(de3)-pet30a-tsp6于25℃,iptg分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)12h后上清液;
d圖中,m:marker;1-3,bl21(de3)-pet30a-tsp6于18℃,iptg分別為0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)6h后上清液。
由圖2中可見,在誘導(dǎo)溫度為37℃,iptg分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)18h后,上清液中未見呈可溶性表達(dá)的tsp6;將誘導(dǎo)溫度降至30℃,iptg分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)12h后,上清液中仍未見呈可溶性表達(dá)的tsp6;進(jìn)一步降低誘導(dǎo)溫度至25℃,iptg分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)12h后,上清液中仍未見呈可溶性表達(dá)的tsp6;繼續(xù)將誘導(dǎo)溫度降至18℃,iptg分別為0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)6h后,可見用0.1mmol/liptg誘導(dǎo)后上清液中出現(xiàn)了呈可溶性表達(dá)的tsp6,且表達(dá)量很高,占大腸桿菌可溶性總蛋白的70%左右,故將此條件作為tsp6原核誘導(dǎo)表達(dá)的最優(yōu)條件。
實(shí)施例四細(xì)粒棘球絳蟲tsp6的親和層析純化
應(yīng)用hispurcobalt(clontech)純化系統(tǒng)純化目的蛋白。histalontmgravitycolumns預(yù)裝柱購自日本clontech公司,型號為:635655。
在滴加各種物質(zhì)時,滴加速度為1滴/15秒。
不同的純化方法得到的重組蛋白的純化效果不同,需要對純化方法進(jìn)行優(yōu)化。以下為部分優(yōu)化過程:
加入20ml超純水于histalontmgravitycolumns預(yù)裝柱中,使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);加入20ml結(jié)合緩沖液(50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0),使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);上樣,加入4ml通過超聲破碎e.colibl21(de3)-pet30a-tsp6提取的上清液,控制流速使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入40ml漂洗緩沖液(50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0),控制流速使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì),以洗脫雜蛋白;加入100mm/l咪唑洗脫液(100mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入200mm/l咪唑洗脫液(200mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入300mm/l咪唑洗脫液(300mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入400mm/l咪唑洗脫液(400mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入500mm/l咪唑洗脫液(500mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集。將收集的洗脫液分別進(jìn)行sds-page分析,檢查蛋白的純化程度,見圖3中的a圖。
圖3為細(xì)粒棘球絳蟲tsp6親和層析純化結(jié)果。
其中,在a圖中,m:marker;1,bl21(de3)-pet30a-tsp6上清原樣;2,蛋白上樣過柱后流穿液;3,100mm/l咪唑洗脫液;4,200mm/l咪唑洗脫液;5,300mm/l咪唑洗脫液;6,400mm/l咪唑洗脫液;7,500mm/l咪唑洗脫液。
由圖3中的a圖可見:分別用100mm/l、200mm/l、300mm/l、400mm/l、500mm/l咪唑洗脫液均能夠?qū)⒛康牡鞍紫疵撓聛恚峭瑫r也將雜蛋白洗脫下來,純化效果不好,故進(jìn)一步優(yōu)化蛋白純化條件,使用以下方法進(jìn)行純化。
加入30ml20mmmes(2-(n-嗎啉)-乙磺酸,ph5.0)緩沖液于histalontmgravitycolumns預(yù)裝柱中沖洗介質(zhì);加入30ml超純水,使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);加入10mltris-結(jié)合緩沖液(20mm/ltris,500mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0),控制流速使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);上樣,加入5ml通過超聲破碎e.colibl21(de3)-pet30a-tsp6提取的上清液,控制流速使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);加入20mltris-結(jié)合緩沖液(20mm/ltris,500mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0),控制流速使液體緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);加入1號洗脫液(50mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入2號洗脫液(100mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入3號洗脫液(200mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入4號洗脫液(300mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集。將收集的洗脫液分別進(jìn)行sds-page分析,檢查蛋白的純化程度??梢娛褂?號洗脫液洗脫可得到純度最高的tsp6(見圖3b),該蛋白分子量約為24.42kd。sds-page結(jié)果見圖3中的b圖。
在圖3中的b圖中,m:marker;1,bl21(de3)-pet30a-tsp6上清原樣;2,蛋白上樣過柱后流穿液;3,1號洗脫液;4,2號洗脫液;5,3號洗脫液;6,4號洗脫液(純化效果最好,純度最高)。
實(shí)施例五檢測細(xì)粒棘球蚴病的elisa試劑盒
檢測細(xì)粒棘球蚴病的elisa試劑盒包括以下組分:
1、包被抗原:以實(shí)施例4得到的純化的重組蛋白為包被抗原,用ph9.6的0.05m/l碳酸鹽緩沖液稀釋純化的重組蛋白至終濃度5μg/ml;
2、封閉液:5g脫脂奶粉溶于100mltbst中;
3、陰性對照:健康人血清,1:200稀釋;
4、酶標(biāo)二抗:過氧化物酶標(biāo)記的羊抗人igg,1:10000稀釋;
5、tmb顯色液;
6、終止液:2mol/l濃硫酸。
實(shí)施例六細(xì)粒棘球絳蟲抗原tsp6的elisa檢測
以純化后的重組蛋白為抗原,對20份感染棘球蚴病人血清樣品和20份健康人血清樣品進(jìn)行間接elisa檢測。具體方法如下:
用ph9.6的0.05m/l碳酸鹽緩沖液稀釋純化的重組蛋白至終濃度5μg/ml,每孔200μl包被96孔酶標(biāo)板,4℃過夜;甩去孔中液體,以ph7.4的pbst洗板3次(5min/次)后每孔加入200μl封閉液(5g脫脂奶粉溶于100mltbst中),37℃封閉1小時。pbst洗板3次(5min/次),每孔100μl分別加入細(xì)粒棘球蚴病患者和健康人血清(1∶200稀釋),37℃溫育1小時;pbst洗板3次,每孔100μl加入過氧化物酶標(biāo)記的羊抗人igg(1:10000稀釋),37℃溫育1小時;pbst洗板3次,每孔100μl加入tmb顯色液,37℃避光反應(yīng)30分鐘,每孔50μl加入2mol/l濃硫酸終止反應(yīng),測定吸光度(
表1細(xì)粒棘球絳蟲tsp6elisa檢測結(jié)果
最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
序列表
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tttgcggcgtacacgttggccaaagttagggaatacacgagcgatcaaggggctctcatc180
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