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维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)是一种重要的人-鱼共患致病菌,广泛存在于各种水体、淤泥和土壤环境中,能够感染多种水产养殖动物,同时也能够引起免疫力低下患者急性腹泻、败血症、脑膜炎等,给水产养殖业带来巨大经济损失,对人类健康也构成威胁。但迄今为止,关于维氏气单胞菌疫苗研发的基础研究还很薄弱。为此,本研究采用细菌双杂交、分子克隆、实时荧光定量PCR、细菌单杂交等技术,以维氏气单胞菌滞留核糖体拯救主要伴侣蛋白Small protein B(SmpB)为靶标,对与其相结合的特异性肽适体及其作用机制等进行了研究,所获得主要研究结果具体如下: 1、与SmpB蛋白相结合的高特异、高亲和力肽适体的筛选与鉴定。采用细菌双杂交技术,从金黄色葡萄球菌核酸酶(SNase)为骨架蛋白构建的肽适体文库中筛选出与SmpB蛋白高特异、高亲和力结合的肽适体PA-1。诱导表达SmpB、骨架蛋白SNase和肽适体PA-1蛋白,利用酶联免疫的方法,证实肽适体PA-1与SmpB在体外具有结合特异性,其解离常数(dissociation constant)Kd值为0.69μM,相比SN结合SmpB的Kd1.380μM,具有更高的亲和力。SmpB N-端34以及C端30氨基酸残基,与肽适体PA-1表面突环有很强的相互作用,其中SmpB与肽适体PA-1相互作用的关键位点为T14I15、F26I27和D138K139R140。 2、基于肽适体PA-1的维氏气单胞菌减毒株的构建及功能研究。利用细菌双亲接合,将肽适体骨架蛋白SN的表达质粒pN-SN、肽适体PA-1表达质粒pN-PA-1及空载体pRE112导入维氏气单胞菌。结果显示,与野生型或转化空质粒相比较,导入质粒pN-PA-1的维氏气单胞菌生长十分缓慢,在0.0%-5.0% NaCl,2.5 mM CaCl2和25 mM MgCl2存在下非常敏感。斑马鱼(Danio rerio)半致死浓度LD50分析结果表明,含PA-1表达质粒(pN-PA-1)的A. veronii C4较野生型毒力降低约33倍;腹腔注射免疫斑马鱼,酶联免疫法检测到IgM抗体在14天时达到最高,并持续到28天;在攻毒实验中,免疫组表现出65%的相对免疫保护率,具备减毒活疫苗的特性。由此说明,肽适体PA-1可导致维氏气单胞菌毒力水平显著下降,对减毒活疫苗的研发具有重要的指导意义。 3、肽适体PA-1导致维氏气单胞菌毒力水平下降的分子机制研究。采用实时荧光定量PCR检测外膜蛋白ompA、toloC基因、气溶素aer基因等的转录水平变化。结果显示,各维氏气单胞菌中smpB基因转录水平基本不变,而导入PA-1的维氏气单胞菌ompA等毒力基因转录水平显著下调。提示,PA-1可能与维氏气单胞菌 SmpB 为了进一步探讨 SmpB是否可以调控上述表达下调基因的表达,本研究选取 ompA基因进行研究。通过细菌单杂交以及凝胶滞缓实验证实SmpB可以作为转录因子高亲和力结合在外膜蛋白ompA启动子区,DNA足迹法显示SmpB蛋白结合在ompA启动子的-35区上游,且在Mg2+辅助下促进ompA转录,维持细菌毒力水平,细菌双杂交显示SmpB蛋白和外膜蛋白OmpA没有相互作用。由此说明,SmpB可能作为一种转录因子参与对 ompA表达的调控。 综上所述,本研究主要发现一种新的与维氏气单胞菌SmpB蛋白相结合的肽适体PA-1,其可通过阻遏SmpB蛋白功能的发挥下调ompA等相关基因的表达而导致维氏气单胞菌生存能力以及毒力水平的下降。所获研究结果为开发维氏气单胞菌减毒活疫苗奠定了基础,并对以SmpB为抑菌靶标,开发新型药物具有指导意义。