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小鼠BPI36-259抗菌蛋白在原核细胞中的表达及其抗血清的制备
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2020-03-04
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小鼠BPI36-259抗菌蛋白在原核细胞中的表达及其抗血清的制备,李丽,冯颖,目的:采用原核表达系统获得小鼠BPI36-259目的抗菌蛋白,免疫家兔制备目的蛋白特异性抗血清。方法:利用生物信息学方法预测小鼠BPI功
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- 1 -
小鼠 BPI N 端功能基因片段的克隆及其表达产物在胞
内杀菌作用的研究
1
李丽,冯颖,吕喆,孔庆利,刘振龙,赵冬,高燕,王炜,安云庆
首都医科大学免疫学系,北京(100069)
E-mail: doctor_lily1982@yahoo.cn
摘 要:目的:克隆小鼠 BPI
36-259
基因片段,转染细胞获得具有杀菌作用的目的抗菌蛋白。
方法:采用生物信息学方法,构建PUC57-muBPI
1-281
质粒;PCR扩增获得muBPI
36-259
基因片
段,制备pcDNA3.1 (+)-muBPI
36-259
重组质粒;采用电穿孔法将上述重组质粒转染RAW264.7
细胞,Western-blot法检测目的蛋白在胞内的表达;建立胞内杀菌实验模型,检测muBPI
36-259
目的蛋白对胞内寄生菌(伤寒杆菌)的杀伤作用。结果:muBPI
36-259
目的蛋白在RAW264.7
细胞内成功表达,对胞内寄生菌—G
-
伤寒杆菌具有杀伤作用。结论:成功克隆了小鼠BPI
36-259
基因片段,转染RAW264.7细胞获得具有生物学活性目的抗菌蛋白。
关键词:杀菌/渗透性增强蛋白;RAW264.7细胞;伤寒杆菌
中国图书分类号:R392
杀菌/渗透性增强蛋白(bactericidal/permeability-increasing protein,BPI)是广泛存在于人、
牛、猪等多种哺乳动物多形核中性粒细胞中的一种 55KD 的阳离子抗菌蛋白
(1,2)
。因其兼备
中和内毒素和杀伤革兰氏阴性菌(GNB)双重作用而受到关注
(3)
。我们成功克隆了人 BPI 基因
和人 IgGFc 基因,制备了 AAV2-BPI-Fcγ1 重组病毒,将其转染小鼠两周后,可使小鼠对致
死量 E.coli 感染攻击产生良好的保护作用
(4,5)
。人 BPI 和 Fcγ1 为异源性蛋白,可引发小鼠免
疫应答产生相应抗体阻断目的抗菌蛋白的杀菌作用。因此,无法长期观察基因导入小鼠对
GNB 感染的抵抗作用,难以确定抗感染基因转染能否为临床感染高危人群提供一种有效预
防 GNB 感染的方法和途径。
为此,本研究拟克隆编码小鼠 BPI 功能片段的基因(muBPI
36-259
)和编码小鼠 IgGFc 基
因(Fcγ),制备 AAV2-muBPI
36-259
-Fcγ1 重组病毒载体,并通过观察目的基因产物在小鼠体
内能否引起免疫应答和基因转染小鼠对致死量 E.coli 感染攻击保护作用持续的时间,以确定
人 BPI-Fcγ1 嵌合基因转染在临床感染高危人群中应用的可行性。
采用生物信息学方法对小鼠 BPI 和人 BPI 基因进行同源分析,预测小鼠 BPI 功能片段,
获得 muBPI
36-259
基因片段,构建 pcDNA3.1 (+)-muBPI
36-259
重组质粒。然后采用电穿孔法将
上述重组质粒转染 RAW264.7 巨噬细胞,通过胞内杀菌试验
(6)
检测目的抗菌蛋白的杀菌活性。
1. 材料与方法
1.1 材料
BamHΙ、KpnΙ 限制性内切酶,T4 DNA 连接酶,Go Taq polymerase 购自 Promega 公司;
Qiagen 胶纯化回收试剂盒,购自北京欣经科生物技术有限公司;Tiangen 质粒小提试剂盒,
购自天根生化科技北京有限公司;威格拉斯大提质粒试剂盒购自威格拉斯生物技术北京有限
公司;伤寒杆菌(50071)为本室保存;RAW264.7 细胞为小鼠单核/巨噬细胞系(ATCC®
Number:CRL-2278™),购自中国协和医科大学细胞中心;绿色荧光增强蛋白表达质粒
pEGFPN1 为本室保存;pcDNA3.1 (+)质粒购自 Invitrogen 公司;兔抗鼠 BPI 多克隆抗体为本
1
本课题得到教育部博士学科点专项科研基金(20040025002)和北京市自然科学基金项目(7082016)的资
助。
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室制备、羊抗兔 IgG 单克隆抗体购自华美生物工程公司。
1.2 方法
1.2.1 小鼠 BPI 功能片段的预测
采用 ClustalW 软件对 BALB/c 小鼠和人 BPI 氨基酸序列进行比对,结果显示小鼠 BPI
氨基酸序列与人 BPI 氨基酸序列 53%相同,相似度高达 71%(图略)。采用 SMART 软件预
测分析 BALB/c 小鼠 BPI 氨基酸结构域,发现小鼠与人 BPI 结构域高度相似,其 N 端第 1~
27 位氨基酸为信号肽序列,N 端第 36~259 位氨基酸是具有中和内毒素和杀菌作用的功能
片段,C 端第 274~478 位氨基酸序列与 N 端结构域氨基酸序列相似度小于 20%(表略)。
由上海生工生物工程技术服务有限公司化学合成小鼠 BPI
1-281
基因片段,构建 PUC57-BPI
1-281
质粒。
1.2.2 小鼠 BPI36-259 目的基因片段的扩增
以 PUC57-BPI
1-281
质粒 DNA 为模板,在引物 P1(5’ cgg ggt acc atg atc tcc cag aag ggt ctg
gac ttc g 3’ )和引物 P2(5’ cgc gga tcc tta gtg tcc cct cca gaa aaa ctc3’)作用下,采用 PCR 法
扩增编码小鼠 BPI
36-259
抗菌蛋白的 muBPI
36-259
基因片段。反应条件为:95℃预变性 2min,
95℃变性 45s, 59.8 ℃退火 45s,72℃延伸 51s,72℃充分延伸 5min,4℃10min 终止反应,30
个循环。
1.2.3 pcDNA3.1(+)-muBPI36-259 重组质粒的构建和鉴定
用 BamHΙ 与 KpnΙ 分别双酶切 pcDNA3.1 (+)质粒和 muBPI
36-259
基因片段。取上述酶切
产物以 3:1 比例混合后,通过连接反应构建 pcDNA3.1(+)- muBPI
36-259
重组质粒。将
pcDNA3.1(+)-muBPI
36-259
重组质粒转化 E.coli DH5α,挑选阳性克隆菌小提质粒,进行酶
切鉴定和测序分析。
1.2.4 pEGFP-N1 对 RAW264.7 细胞的转染及其条件优化
采用电穿孔法将绿色荧光增强蛋白表达质粒 pEGFP-N1 转染 RAW264.7 细胞。取不同剂
量 pEGFP-N1 质粒 DNA(5、10、15、20、25、30µg)分别与 0.2mlRAW264.7 细胞(2×10
7
个/ml)悬液在 Eppendorf 管中混匀,4℃静置 10 分钟后将管内细胞悬液置于电转杯中,用不
同电压和脉冲时间进行电转染条件优化选择。然后将细胞混合液加入六孔板中置于 CO
2
孵
箱中培养,并在培养第 24h,48h 和 72h 在荧光和普通光学显微镜下观察各孔细胞计数转染
率。
1.2.5 pcDNA3.1 (+)-muBPI36-259 重组质粒对 RAW264.7 细胞的转染
实验分为三组:pcDNA3.1 (+)-muBPI
36-259
重组质粒转染实验组、pcDNA3.1 (+)空质粒转
染对照组和空白细胞对照组。①取 0.2ml RAW264.7 细胞悬液(2×10
7
个/ml)和最适剂量
(20µg)质粒 DNA 置于 Eppendorf 管中混匀;②4℃静置 10 分钟取管内细胞悬液置于电转
杯中,选择最佳电压和脉冲条件电击穿孔;③将杯中细胞混合液置于六孔板中,各孔补加
2ml 改良 RPMI1640 培养液后,将六孔板置于 CO
2
孵箱 37℃培养 48 小时,用于伤寒杆菌感
染和细胞内目的蛋白的检测。
1.2.6 muBPI36-259 目的蛋白在 RAW264.7 细胞内的表达
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