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对虾白斑综合症病毒(white spot syndrome viris,WSSV)是引起养殖对虾大规模死亡主要病毒性病原,该病毒不仅对对虾具有致病性,同时能感染大多数甲壳类动物。自1992年以来,国内外专家已经对该病毒及对虾白斑综合症进行了大量的研究。目前已经得到WSSV基因组全序列,从而为病毒功能基因的研究及病毒感染机理的研究奠定了基础。但是弄清WSSV的侵感染机理则主要是搞清各蛋白生物分子在侵染中的作用。VP37是定位在WSSV囊膜上的一个结构蛋白,有281个氨基酸组成,没有糖基化,该蛋白已被证实在WSSV入侵对虾细胞过程中起了重要的作用。所以获得大量的VP37并研究其生物活性是研究WSSV感染机制亟待解决的问题。
本实验室已经成功的克隆出表达VP37的重组Pichia pastoris,为了获得大量的表达产物,本文首先通过改进自制的发酵罐小规模发酵重组Pithia pastoris,并提取其表达产物进行了SDS-PAGE分析,结果表明在连续发酵96h后,目的蛋白可被SDS-PAGE检测到,证实该发酵装置可以被应用于实验室小规模发酵。
为了提高VP37在毕赤酵母中的表达量,本文运用均匀设计法进行了实验室摇瓶发酵的优化实验。均匀设计法是基于试验点在整个试验范围内均匀散布的从均匀性角度出发的一种试验设计方法。均匀设计试验法的长处在于能从尽可能少的试验次数中揭示因素与指标间的规律。优化实验证明优化后的发酵条件为500ml三角烧瓶,80ml发酵体积,pH为6.5~7,40%葡萄糖(D-glucose)溶液15.69ml,酵母提取物(Yeast Extract)为2.544g,蛋白胨(peptone)5g,最终OD<,600>可达到145.76。
在本研究当中虽然优化实验中菌体OD<,600>,(菌体密度)可达到145.76,但发酵液中目的蛋白却没有得到理想的表达提升。因此本文进行了阳性克隆菌株传代培养的研究,通过在平板上贴NC膜的方法,对印迹斑进行分析,快速检测传代培养对菌株表达的影响。同时结合SDS-PAGE分析证明在6次传代过程中未发现基因丢失和目的蛋白表达量的显著差异。
为了进一步寻找vp37表达量低的原因,本文又通过荧光实时定量PCR检测阳性克隆菌株中vp37基因的mRNA表达水平。荧光定量PCR(real-time PCR)技术是一种新型的可作定量分析的PCR技术。所谓实时PCR是指在PCR指数扩增期间通过连续监测荧光信号出现的先后顺序以及信号强弱的变化来即时分析目的基因的拷贝数目,通过与加入已知量的标准品进行比较,可实现实时定量。本文先提取了重组Pichia pastoris总RNA,通过DNase Ⅰ处理去除残留的DNA,再逆转录获得cDNA,梯度稀释cDNA进行RT-PCR,制作标准曲线,用双标准曲线法计算出待测样品中vp37在mRNA水平上同管家基因GAP之间的差异。结果显示vp37在mRNA水平上的表达同毕赤酵母的单拷贝基因GAP相当。