日本血吸虫新基因蛋白SjAP1、SjAP2、SjAP3的表达、诊断价值及结构功能预测

来源 :浙江省医学科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuhua345
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50多年来我国在血吸虫病防治方面取得了令人瞩目的成就,但是血吸虫病仍然是我国重要的公共卫生问题。2006年,全国仍有105个疫情未控制县(市、区)和38个疫情回升县(市、区),约有67万血吸虫病人,其中急性血吸虫病人207例。由于血吸虫病流行范围广、危害程度大而严重影响着疫区人民的身体健康,在一定程度上制约了社会经济的发展。为了更深入地了解血吸虫的进化、血吸虫与宿主之间的相互作用,血吸虫感染及致病的免疫机制等,WHO等在1992年启动了血吸虫基因组研究。经过多年的努力,在cDNA文库、EWT序列分析、血吸虫信息学和数据库管理等方面取得了重要进展。目前Genbank数据库中已有日本血吸虫核苷序列超过10000条,EST序列超过90000条,GSS序列超过60000条。但是基因的功能和表达蛋白的信息仍然不能深入地了解,原因是这些cDNA、EST序列多数是不完整的。因此获取全长基因、推测基因和蛋白结构及功能,研究其在血吸虫防治工作中的实用价值,是当前血吸虫基因组和蛋白组研究的主要工作。 目的: 优化日本血吸虫新基因蛋白sjAP1、sjAP2、SjAP3的原核表达条件,评价其在血吸虫病血清学诊断中的价值,预测和分析三种重组蛋白的结构和功能。 方法: 对克隆菌株进行测序,确定碱基序列是否正确。进行表达条件的优化试验,比较不同表达条件对重组蛋白表达的影响。选择最佳表达条件后,对克隆菌株进行规模培养表达。超声破碎表达菌体,离心分离上清液和细菌碎片沉淀,用TALONTMMetalAffinityResin亲和层析柱对上清液中的目的蛋白进行分离纯化。透析除盐后,用考马斯亮蓝法测定纯化重组蛋白的浓度。以纯化的重组蛋白为包被抗原,用棋盘滴定法确定ELISA法检测血吸虫抗体的最佳稀释度。在最佳稀释度下,检测血吸虫感染兔和感染鼠血清血吸虫抗体,并与SEA抗原进行比较分析,评价其敏感性。检测并殖吸虫、华支睾吸虫、肝片吸虫等5种其他寄生虫感染动物血清和健康兔血清,评价其特异性。应用Blastp、InterPro等计算机软件和网络资源对三种重组蛋白进行结构和功能预测。 结果: 经测序确定SjAP1、SjAP2、SjAP3重组克隆基因序列与Genbank提供的序列(基因登陆号分别为AY223099、AY223100、AY223425)完全一致。SiAP1、SiAP2、SiAP3三种菌株蛋白均为可溶性高表达,表达量分别占总体蛋白的18%、15%、20%,分子量分别为29KD、37KD、24KD(包括组氨酸尾)。纯化后的样品,经过光密度扫描分析表明其纯度分别约为95.5%、90.15%、92.0%,1L培养液分别约可获得11mg、12mg、16mg的纯化蛋白。Westernblot结果显示三种蛋白对血吸虫抗体均有较好的免疫反应性。以重组蛋白作为包被抗原,用ELISA法检测血吸虫感染兔血清抗体,SjAP1、SjAP2、SjAP3三种重组蛋白抗原及重组蛋白混合抗原的敏感性分别为88.8%(22/25)、92.0%(23/25)、88.8%(22/25)、100%(25/25);检测健康兔血清,特异性分别为92.0%(23/25)、92.0%(23/25)、88.0%(22/25)、80.0%(20/25)。检测血吸虫感染鼠血清抗体,三种蛋白抗原及重组蛋白混合抗原的敏感性分别为97.5%(39/40)、100%(40/40)、97.5%(39/40)、100%(40/40);检测健康鼠血清,特异性分别为92.5%(37/40)、87.5%(35/40)、90.0%(36/40)、82.5%(33/40)。检测并殖吸虫感染猫血清、华支睾吸虫感染兔血清、鞭虫感染兔血清、弓形虫感染兔血清、肝片吸虫感染兔血清,重组蛋白抗原及重组蛋白混合抗原交叉反应率均较低。上述结果与血吸虫可溶性虫卵抗原(SEA)检测结果比较,经统计学处理无显著性差异。利用计算机软件和网络资源对重组蛋白功能和结构作了预测分析,结果SjAP1蛋白理论等电点为5.64,与来自褐鼠或家鼠锌指蛋白有67%的同源性;SjAP2蛋白理论等电点为9.16,蛋白存在跨膜螺旋,含有C型凝集素结构域;SjAP3蛋白理论等电点为4.60,蛋白存在卷曲螺旋,与红粉甲虫—蛋白有59%的同源性,含有BAG、WW等结构域等。 结论: 优化了血吸虫新基因蛋白SjAP1、SjAP2、SjAP3的原核表达条件。利用纯化后的重组蛋白,以ELISA法检测血吸虫感染兔和鼠血清抗体,结果敏感性较高,特异性较强。成功地测定和分析了三种重组蛋白结构、序列同源性、等电点等,初步了解了三种新基因蛋白的结构和功能特性。为重组抗原应用于血吸虫病血清学诊断、免疫保护性等研究提供了科学依据。
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