幽门螺杆菌vacA-B基因表达工程菌的构建及其产物的制备方法 本发明是关于幽门螺杆菌(Hp)细胞空泡毒素A基因片段(vacA-B)表达工程菌的构建及其产物的制备方法,具体内容为:采用PCR方法获取vacA基因的片段B,构建vacA-B基因的表达工程菌,并选择合适的培养基及培养方法得到表达活力高、表达水平高及纯度高的目的蛋白。
幽门螺杆菌细胞空泡毒素A(VacA)具有较高的抗原性;传统的幽门螺杆菌(Hp)培养方法一般需5-7天,浪费时间,且从菌体中提取该蛋白的工艺烦琐,回收率低,故采用基因重组技术制备该蛋白是获得抗原的重要途径。
本发明的目地是构建幽门螺杆菌vacA-B基因表达的工程菌及其产物的制备方法。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种幽门螺杆菌vacA-B基因表达工程菌的构建,其特殊之处在于:选取幽门螺杆菌DNA中vacA基因5’-端909bp的片段B,其核苷酸序列如下:ATGGCCTTTTTCACAACCGTGATCATTCCAGCCATTGTTGGGGGTATCGCTACAGGCACCGCTGTAGGAACGGTCTCAGGGCTTCTTAGCTGGGGGCTCAAACAAGCCGAAGAAGCCAATAAAACCCCAGATAAACCCGATAAAGTTTGGCGCATTCAAGCAGGAAAAGGCTTTAATGAATTCCCTAACAAGGAATACGACTTATACAGATCCCTTTTATCCAGTAAGATTGATGGAGGTTGGGATTGGGGGAATGCCGCTAGGCATTATTGGGTCAAAGGCGGGCAACAGAATAAGCTTGAAGTGGATATGAAAGACGCTGTAGGGACTTATACCTTATCAGGGCTTAGAAACTTTACTGGTGGGGATTTAGATGTCAATATGCAAAAAGCCACTTTACGCTTGGGCCAATTCAATGGCAATTCTTTTACAAGCTATAAGGATAGTGCTGATCGCACCACGAGAGTGGATTTCAACGCTAAAAATATCTCAATTGATAATTTTGTAGAAATCAACAATCGTGTGGGTTCTGGAGCCGGGAGGAAAGCCAGCTCTACGGTTTTGACTTTGCAAGCTTCAGAAGGGATCACTAGCGATAAAAACGCTGAAATTTCTCTTTATGATGGTGCCACGCTCAATTTGGCTTCAAGCAGCGTTAAATTAATGGGTAATGTGTGGATGGGCCGTTTGCAATACGTGGGAGCGTATTTGGCCCCTTCATACAGCACGATAAACACTTCAAAAGTAACAGGGGAAGTGAATTTTAACCACCTCACTGTTGGCGATAAAAACGCCGCTCAAGCGGGCATTATCGCTAATAAAAAGACTAATATTGGCACACTGGATTTGTGGCAAAGCGCCGGGTTAAACATTATCGCTCCTCCAGAAGGTGGCTATAAGGATAAATAA
上述幽门螺杆菌vacA-B基因表达工程菌构建的步骤如下:
1)从幽门螺杆菌中提取总DNA;
2)用PCR方法从基因组DNA中扩增vacA基因的片段B;
3)将vacA基因的片段B连接在表达载体pRSETA上;
4)将重组载体vacA-B-pRSETA转化入大肠杆菌BL21DE3中得到工程菌。
上述用PCR方法从基因组DNA获取vacA基因的片段B,其PCR引物序列设计如下:
上游引物:5’GC GGA TCC ATG GCC TTT TTC ACA ACC GTG AT 3’
下游引物:5’GC CTG CAG TTA TTT ATC CTT ATA GCC ACC TTC 3’
上述vacA-B基因与表达载体pRSETA的连接如下:
1)PCR所采用两个引物是根据vacA的基因序列设计的;
2)vacA基因片段B的5′端连在表达载体pRSETA的BamH I位点上,3′端连在表达载体pRSETA的Pst I位点上,从而构成重组表达载体vacA-B-pRSETA;
一种幽门螺杆菌vacA-B基因表达工程菌的表达产物的制备方法如下:
1)VacA-B抗原的化学诱导及表达;
2)VacA-B的分离及纯化;
3)VacA-B活性鉴定。
下面结合具体实施例;详细描述如下
一、制备模板:在Hp培养平板上挑取生长良好的菌落,提取Hp总DNA,溶于100μL无菌水中,稀释5倍作为模板。
二、目的片段的扩增:PCR反应的总体积为25μL,其中含模板2μL,每种引物各10pmol,2.5mmol/L dNTP混合物2μL,10×PCR Reaction Buffer 2.5μL,25mmol/L MgCl2 2.5μL,耐热DNA聚合酶0.75U,加H2O到25μL。PCR扩增反应条件为94℃预变性2min;94℃变性1min,50℃退火1min,72℃延伸3min,共循环40次。反应结束后在10g/L琼脂糖凝胶上检查扩增结果,电泳缓冲液为0.5XTAE,溴化乙锭染色,并在紫外灯下切下目的条带。
三、PCR产物克隆:回收PCR产物,溶于40μL的NE溶液中。取0.5ml的EP管2支,其中一支加入目的片段DNA 20μL,另一支加入含有1μg pGEM-3Zf(-)溶,然后各加入10xBuffer 2.5μL,BamH I 1μL(12U),Pst I 1μL(15U)30℃温育2h之后37℃温育2h。反应结束后进行10g/L琼脂糖凝胶电泳,同前切下目的条带。将含双酶切目的片段的琼脂糖凝胶与含双酶切pGEM-3Zf(-)的凝胶按3∶1的比例放在同一1.5ml的EP管中,回收DNA溶于30μL NE溶液中,向回收产物中加入4μL T4 DNA Ligase Buffer,1μL T4 DNA Ligase,于12℃保温16h。将连接产物5μL转入JM109感受态细胞,同时以水作空白对照,pGEM-3Zf(-)作阴性对照,在含有Amp(100mg/mL)的LB平板上加入20μL 0.1mol/L IPTG和16μL 5%X-Gal做蓝白筛选,挑取白色克隆,培养后提取质粒,同前双酶切鉴定重组质粒。
四、序列测定:选择经双酶切鉴定阳性的含重组vacA-B-pGEM-3Zf(-)的菌株,测定vacA-B的序列。
五、表达载体的构建:将含重组质粒的细菌扩大培养,提取重组质粒,用BamH I和Pst I双酶切后,获得909 bp大小的目的片段。将其与同样双酶切处理的载体pRSETA连接,转入BL21DE3菌,获得重组表达载体vacA-B-pRSETA,并对其进行双酶切鉴定。
六、目的蛋白的诱导表达:挑取含有vacA-B-pRSETA的单个菌落,接种子LB(含Amp 100mg/L)培养液中,在37℃振摇至A600=0.4。加入IPTG使终浓度达0.5mmol/L,37℃振摇4h,离心收菌。
七、目的蛋白的表达形式和溶解性分析:经分级分离及12%SDS-PAGE分析,表达产物主要以包含体及可溶性蛋白两种形式存在。表达量占菌体蛋白40%,包含体占菌体蛋白30%,可溶性蛋白占菌体蛋白10%。
八、Western blot分析:将诱导菌的全菌做SDS-PAGE,使凝胶靠近阴极一侧,硝酸纤维素膜(NC膜)靠近阳极一侧,转移缓冲液为25mmol/L Tris-192mmol/LGlycine-200ml/L甲醇,在100V条件下转移45min,使蛋白从凝胶电转移至NC膜上。电转移结束后,取出NC膜,依次进行亮绿(1g/L亮绿-100ml/L冰乙酸-500ml/L甲醇)染色和三蒸水冲洗终止染色,并用铅笔在目的条带两端作标记。加封闭液(含100g/L脱脂奶粉和0.5mL/L Tween 20的pH7.5 TBS)室温2h封闭非特异性结合位点后,用TBS洗涤液室温洗膜4次,每次15min。然后依次加兔抗Vac A多抗(37℃作用1--1.5h,用TBS洗涤液室温同上洗膜)和HRP标记的羊抗兔二抗(37℃作用1--2h,用TBS洗涤液室温洗膜6次)。最后,将NC膜浸入DAB显色液中染色,以蒸馏水冲洗终止反应。
九、目的蛋白纯化:
用Ni-NTA亲和层析纯化诱导菌的上清和包含体,获得的目的蛋白纯度高。
(1)样品制备:离心收集诱导菌,超声碎菌,离心收集沉淀和上清
(2)上清的纯化:将上清与Ni-NTA充分混匀装柱,用含咪唑的缓冲液洗脱目的蛋白
(3)包含体的纯化:将沉淀用含8mol/L脲的缓冲液变性,离心收集上清,将上清与Ni-NTA充分混匀装柱,用pH梯度洗脱目的蛋白。