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DNase B是A组乙型溶血性链球菌(GAS)的一种分泌蛋白,序列高度保守,几乎存在于所有GAS中,Anti-DNase B检测可作为GAS感染引起的疾病的最佳诊断检测方法。然而DNase B的纯化工艺复杂,获取成本昂贵,因而无法满足大量临床诊断检测的需要。本课题研究工作的目的在于:通过基因工程的途径构建DNase B原核表达载体,并获得DNaSe B高效表达。以寻找低成本、大批量的获得抗原性较强的重组DNaseB的方法,为GAS诊断检测试剂和疫苗的研制打下坚实的基础。
本课题研究设计了获得重组DNase B蛋白的两条实验技术路线:
实验技术路线1:运用PCR技术,从质粒pMOl8一T-DNase B中扩增出0.5 kb截短的ONase B基因片段,将其亚克隆构建新的原核表达载体pET-28a(+)-DNase B,经菌落PCR和酶切鉴定正确后,转化至大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导其目的蛋白(约22kd)得到了表达。Western-b10tting试验结果表明:菌体表达的DNase B蛋白能与GAS感染患者的强阳性血清发生特异性的免疫反应。但实验技术路线1获得目的蛋白表达量较低。
实验技术路线2:采用PCR体外定点突变技术(PCR-SDM),对DNase B活性位点的碱基序列进行突变,获得突变的DNase B基因,TA克隆后测定其核苷酸序列。将其定向克隆入pET-28a(+)载体,构建新的原核表达载体,经菌落PCR和酶切鉴定正确后,转化至大肠杆菌BL21(DE3)。表达菌株经IPTG诱导,SDS-PAGE电泳检测表明,目的蛋白(约29kd)主要以包涵体形式实现了高效表达。包涵体蛋白用不同浓度的尿素洗涤后,溶解于8mo1/L尿素溶液中,经Ni-NTA凝胶亲和层析,得到单一的目的蛋白条带。并且对重组DNase B蛋白进行BCA法定量检测分析。
我们对DNase B融合蛋白进行了免疫学试验。Western-blotting试验结果显示:重组的His-DNase B融合蛋白能够与GAS感染患者的阳性血清发生特异性反应。说明经SDS-PAGE电泳检测的蛋白就是GAS菌的DNase B蛋白。乳胶凝集试验结果显示:用该蛋白抗原致敏的乳胶颗粒能与GAS感染患者的阳性血清发生明显的凝集。ELISA试验结果显示:重组DNase B蛋白的抗原特异性良好。
为了获得大量的DNase B蛋白,我们对DNase B蛋白表达的发酵条件进行了正交试验优化。确定DNase B蛋白高效表达的发酵条件的最佳组合为A2B1C1D3,即接种量2%、诱导OD值0.5、IPTG浓度0.6mM、诱导时间5h。并通过了发酵罐发酵验证,为DNase B蛋白规模化生产奠定了试验基础。