杆状病毒表达系统中信号肽序列对蛋白分泌表达的影响及IBRV糖蛋白的表达应用

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杆状病毒表达系统(BEVS)作为一种真核表达系统,由于其具有对外源基因容量大、生物安全性好、翻译后加工修饰系统较为完备等诸多优点被广泛应用于各类重组蛋白的生产。分泌蛋白的表达一般需要信号肽的引导,而选择合适的信号序列是调控分泌蛋白表达和分泌的重要手段。本论文选用了一种杆状病毒表达系统中常用的gp64信号肽,以及文献报道的一种人工设计的信号肽HMM38,来引导e GFP的分泌表达,在杆状病毒表达系统中探究不同信号肽对蛋白分泌表达的影响。实验发现,相较于天然信号肽gp64,HMM38信号肽引导蛋白表达的荧光整体偏弱,且集中在细胞膜附近;通过检测eGFP的荧光强度发现,信号序列的插入大幅降低了蛋白的表达总量,而蛋白的分泌效率似乎有所提高;Western Blot结果显示HMM38信号肽编码序列的同义突变也会影响分泌蛋白的产量。已有的研究表明,信号肽编码序列的mRNA折叠后能量低于非信号肽编码序列mRNA。据此,又在人工HMM38信号肽基础上,将起始密码子附近序列(MWWR)替换为更符合杆状病毒的高表达基因的Kozak序列MSK;同时将信号肽的编码序列根据预测的二级结构及能量进行了重新编码和筛选,选取不同能量的9种编码序列X1~9以及gp64信号肽作为参照,在杆状病毒表达系统中通过检测蛋白的表达量来研究不同能量的编码序列对蛋白分泌的影响。结果发现,不同能量的编码序列确实影响了蛋白的分泌表达,但具体的影响机制和规律仍不十分清楚。牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)是当前流行、对我国乃至世界养牛业都造成巨大经济损失的一种病毒原,目前尚缺乏有效的手段来防控该病毒引起的疾病。研究表明,IBRV的包膜糖蛋白在病毒的吸附和入侵宿主细胞、致病性、下调宿主细胞表面蛋白的表达及病毒装配和出芽中起到至关重要的作用。其中gB、gE是刺激机体产生免疫应答的主要抗原蛋白,也是宿主体液免疫和细胞免疫的主要靶标。在本论文第二部分,针对IBRV的gB、gE胞外区,分别使用两种蛋白标签(His和hFc)构建了4种表达质粒,在杆状病毒表达系统中对gB、gE蛋白进行了表达。结果表明,利用不同的病毒MOI感染High Five细胞后,MOI=0.1时可获得较高的蛋白产量。之后将不同标签的同种蛋白两两配对,利用胶体金免疫层析技术来进行抗体的夹心法检测,结果发现使用gB蛋白制作的胶体金试纸条在样本血清稀释4倍时,可区分出阴性和阳性血清。本研究证明了同一信号肽的不同编码序列在一定程度上可影响蛋白的分泌表达,对信号肽进行重新编码有可能成为调控分泌蛋白表达及分泌效率的一种技术手段。此外还成功表达了IBRV的gB、gE两种蛋白,利用胶体金免疫层析技术制备胶体金试纸条,为该病毒的快速简便的基层检测方法的建立奠定了基础。
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