寨卡病毒NS2B-NS3蛋白酶复合物的原核表达及活性研究

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目的:本研究利用基因工程技术构建重组蛋白的原核表达体系并建立重组蛋白的纯化工艺,表达寨卡病毒(ZIKA Virus,ZIKV)的非结构蛋白NS2B的膜结合区域(NS2BH)和NS3具有蛋白酶活性的区域(NS3pro),对表达的重组蛋白进行纯化,并检测其酶活性,为进一步研究NS2B-NS3蛋白酶复合物抑制剂打下基础。方法:1.采用重叠PCR技术合成NS2BH和NS3pro基因序列,并引入Gly4-Thr-Gly4(G4TG4)氨基酸连接臂的序列,最终构建出NS2BH-G4TG4-NS3pro靶序列;2.用原核表达载体pET-28b(+)和靶序列构建目的蛋白表达载体pET-28b-NS2BH-G4TG4-NS3pro,转化E.coliDH5a,获得高拷贝的重组质粒。提取重组质粒的DNA,并对其进行序列分析。将经过DNA序列分析的重组质粒转化E.coli BL21,采用菌落PCR技术进行鉴定。用IPTG诱导菌落PCR阳性的重组质粒表达目的蛋白。运用镍柱亲和层析技术纯化表达的重组蛋白;3.使用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry MALDI-TOF MS)技术,对重组蛋白酶复合物NS2BH-G4TG4-NS3pro进行鉴定;4.采用荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)技术分析蛋白酶复合物NS2BH-G4TG4-NS3pro的活性。结果:1.成功的利用重叠PCR技术合成了 NS2BH-G4TG4-NS3pro靶序列。构建出了pET-28b-NS2BH-G4TG4-NS3pro原核表达载体。测序的结果显示,目的序列和GenBank数据库中的ZIKV标准毒株(MR766,GenBank NO.NC012532)的参考序列完全相同;2.重组工程菌经过IPTG的诱导,实现了 NS2BH-G4TG4-NS3pro可溶性表达。重组蛋白经镍柱亲和层析技术纯化后,最终获得了预期分子量且高纯度的可溶性蛋白;3.MALDI-T0FMS的结果证明,本研究诱导表达的蛋白为NS2BH-G4TG4-NS3pro。4.FRET分析结果显示,本研究的重组蛋白可催化底物Bz-Nle-Lys-Arg-Arg-AMC产生较强的荧光,即NS2BH-G4TG4-NS3pro有较强蛋白酶活性。结论:以重叠PCR技术合成靶序列,运用基因工程技术可实现ZIKV的NS2BH-NS3蛋白酶复合物可溶性表达,表达产物具有较强的酶活性。为未来进行ZIKV的NS2B-NS3蛋白酶复合物适配体抑制剂的研究创造了有利的条件。
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