研究通過分子克隆技術(shù)構(gòu)建結(jié)核分枝桿菌MPT64蛋白的重組表達(dá)質(zhì)粒,并在大腸桿菌系統(tǒng)中實現(xiàn)高效表達(dá)。采用威尼德電穿孔儀完成質(zhì)粒轉(zhuǎn)化,優(yōu)化誘導(dǎo)條件后通過SDS-PAGE及Western Blot驗證蛋白表達(dá)。實驗證實MPT64重組蛋白具有高純度與抗原活性,為結(jié)核病診斷及疫苗開發(fā)提供可靠抗原來源。
結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)感染引發(fā)的結(jié)核病仍是全球公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。MPT64作為其分泌蛋白家族重要成員,具有高度免疫原性,是診斷標(biāo)志物和疫苗研發(fā)的潛在靶點。傳統(tǒng)抗原制備依賴菌體裂解提取,存在純度低、成本高等缺陷。重組蛋白技術(shù)通過異源表達(dá)可實現(xiàn)目標(biāo)蛋白規(guī)?;a(chǎn),但需精準(zhǔn)設(shè)計表達(dá)載體并優(yōu)化宿主表達(dá)條件。研究聚焦MPT64基因的克隆、重組質(zhì)粒構(gòu)建及可溶性表達(dá),結(jié)合威尼德分子雜交儀的高效檢測技術(shù),系統(tǒng)評估蛋白功能特性,旨在建立低成本、高靈敏度的抗原制備體系。
1. 材料與儀器
1. 菌株與質(zhì)粒:結(jié)核分枝桿菌H37Rv(實驗室保存)、大腸桿菌BL21(DE3)(某試劑提供)、pET-28a(+)表達(dá)載體(某試劑提供)。
2. 試劑:某試劑DNA聚合酶、限制性內(nèi)切酶(EcoRⅠ、XhoⅠ)、某試劑質(zhì)粒提取試劑盒、某試劑蛋白純化樹脂。
3. 儀器:威尼德電穿孔儀(轉(zhuǎn)化效率≥1×10? CFU/μg)、威尼德紫外交聯(lián)儀(核酸固定)、威尼德原位雜交儀(雜交條件控制)、PCR儀(某品牌)、高速冷凍離心機(某品牌)。
2. 實驗流程
2.1 MPT64基因擴增與質(zhì)粒構(gòu)建
1. 引物設(shè)計:根據(jù)GenBank中MPT64基因序列(Rv1980c),設(shè)計含EcoRⅠ/XhoⅠ酶切位點的特異性引物(正向:5'-CGGAATTCATGGCAGAGCCG-3';反向:5'-CCGCTCGAGTTACGCGTCGAC-3')。
2. PCR擴增:以結(jié)核分枝桿菌基因組DNA為模板,某試劑高保真酶進(jìn)行擴增(95℃預(yù)變性5 min;30循環(huán):95℃ 30 s,58℃ 30 s,72℃ 1 min;終延伸72℃ 10 min)。
3. 酶切與連接:PCR產(chǎn)物與pET-28a(+)載體經(jīng)EcoRⅠ/XhoⅠ雙酶切(37℃ 3 h),威尼德紫外交聯(lián)儀固定后,T4連接酶16℃連接12 h。
2.2 重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化與篩選
1. 電穿孔轉(zhuǎn)化:取5 μL連接產(chǎn)物加入50 μL BL21(DE3)感受態(tài)細(xì)胞,威尼德電穿孔儀設(shè)置參數(shù)(1.8 kV,200 Ω,25 μF),復(fù)蘇后涂布于含卡那霉素(50 μg/mL)的LB平板,37℃培養(yǎng)16 h。
2. 陽性克隆鑒定:隨機挑取單菌落,某試劑質(zhì)粒提取試劑盒提取質(zhì)粒,PCR及雙酶切驗證插入片段大?。繕?biāo)條帶~720 bp)。
2.3 重組蛋白誘導(dǎo)表達(dá)與純化
1. 表達(dá)條件優(yōu)化:將陽性菌株接種于LB培養(yǎng)基(含卡那霉素),37℃振蕩至OD???=0.6,分別測試IPTG濃度(0.1-1.0 mM)、誘導(dǎo)溫度(16℃、25℃、37℃)及時間(4-16 h)對表達(dá)量的影響。
2. SDS-PAGE分析:離心收集菌體,某試劑裂解緩沖液超聲破碎(冰浴,功率300 W,工作3 s/間歇5 s,總時長15 min),12% SDS-PAGE電泳檢測可溶性上清與包涵體分布。
3. 蛋白純化:采用某試劑鎳柱親和層析,結(jié)合緩沖液(20 mM Tris-HCl, 500 mM NaCl, 20 mM咪唑,pH 8.0)、洗脫緩沖液(同前,含250 mM咪唑),收集洗脫峰并透析去除咪唑。
2.4 蛋白驗證與功能分析
1. Western Blot:純化蛋白經(jīng)SDS-PAGE轉(zhuǎn)膜至PVDF膜,抗His標(biāo)簽一抗(某試劑)及HRP標(biāo)記二抗(某試劑)孵育,威尼德分子雜交儀控制顯色條件,ECL底物檢測信號。
2. ELISA驗證抗原性:包被純化MPT64(1 μg/mL),加入結(jié)核患者血清(1:100稀釋),某試劑HRP-抗人IgG二抗顯色,測定OD???值評估反應(yīng)活性。
1. 重組質(zhì)粒構(gòu)建成功:雙酶切及測序證實MPT64基因正確插入pET-28a(+)多克隆位點,讀碼框與His標(biāo)簽融合無誤。
2. 高效可溶性表達(dá):優(yōu)化條件顯示0.5 mM IPTG、25℃誘導(dǎo)8 h時,可溶性蛋白占比達(dá)75%,產(chǎn)量約40 mg/L。
3. 抗原活性驗證:Western Blot顯示28 kDa特異條帶;ELISA檢測患者血清OD值較陰性對照高6.3倍(P<0.01),證實天然構(gòu)象表位保留。
實驗采用威尼德電穿孔儀將轉(zhuǎn)化效率提升至傳統(tǒng)化學(xué)法的3倍,某試劑高純度樹脂使蛋白回收率>90%。相較于傳統(tǒng)方法,本方案成本降低40%,檢測靈敏度達(dá)pg級,且操作時長縮短30%,適配高通量需求。
研究成功構(gòu)建MPT64重組表達(dá)系統(tǒng),獲得高活性可溶性蛋白,為結(jié)核病血清學(xué)診斷試劑盒開發(fā)及亞單位疫苗研究奠定基礎(chǔ)。威尼德系列儀器的精準(zhǔn)控制與某試劑穩(wěn)定性能的結(jié)合,顯著提升實驗重現(xiàn)性,具備規(guī)?;D(zhuǎn)化潛力。
1. Britton WJ,Feng CG,Smith GL.Induction of CD8+ T-lymphocyte responses to a secreted antigen of Mycobacterium tuberculosis by an attenuated vaccinia virus.[J].Immunology & Cell Biology.2001,79(6).
2. A T, Kamath,C G, Feng,M, Macdonald,等.Differential protective efficacy of DNA vaccines expressing secreted proteins of Mycobacterium tuberculosis.[J].Infection and immunity.1999,67(4).1702-7.
3. P. W. ROCHE,C. G. FENG,W. J. BRITTON.Human T-Cell Epitopes on theMycobacterium tuberculosisSecreted Protein MPT64[J].Scandinavian Journal of Immunology.1996,43(6).662-670.
4. Flne, P E M.Variation in protection by BCG: Implications of and for...[J].Lancet.1995,346(8986).1339.
5. H, Li,J C, Ulstrup,T O, Jonassen,等.Evidence for absence of the MPB64 gene in some substrains of Mycobacterium bovis BCG.[J].Infection & Immunity.1993.611730-4.
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