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鸡贫血病毒VP2基因的克隆、序列分析及表达

2022-07-29
来源:求医网
摘要目的:为探讨鸡贫血病毒的分子生物学特征。方 法:采用PCR方法获得鸡贫血病毒的VP2基因,采用平端连接将其克隆到PUC119载体 上进行测序,采用粘端连接将其亚克隆到PET载体上并进行原核表达。结果:发现CAV-SJ1株的VP2基因共有651个碱基,同国外TK5803、26P4、Cux-1、82-2毒 株 的VP2基因相比分别有6、7、8、7个碱基的差别,其中3个是SJ1株特有的碱基变化。由基因 序列推导出的CAV-SJ1株VP2蛋白的氨基酸序列同这些毒株相比都有4个氨基酸的差别, 同国外这些毒株共有7个氨基酸的差别。原核表达的融合蛋白分子量为34 kD,占菌体蛋白含 量的10.5%。结论:CAV的分子生物学的特性较稳定,变化不大。

中国图书分类号S852.65

Cloning,sequencing and expression of VP2 gene of CAV-SJ1 strain

YANG Yu-HuiCHEN Jiang-Li

(State Key Labratory of Veterinary Biotechnology,Harbin Veterinary Research Insti tute,CAAS,Harbin150001)

AbstractObjective:Research molecular biology character o f chicken anemia virus.Methods:The authors acquired VP2 ge ne by PCR amplifing method,and insert VP2 gere into PUC119 plasmid by cloning f or sequencing. Then the VP2 gene of SJ1 was inserted into expressing plasmid PET by subcoloning.Results:The result of sequencing demonstra te VP2 gene contains of 651 bp,which differs from those of TK5 803,26P4,Cux-1,82-2. There are 6,7,8,7 difference in VP2 between SJ1 strain an d TK5803,26P4,Cux-1,82-2. VP2 gene was successfully expressed,The authors get t he fushion protein of 34 kD.Conclusion:Molecular biology character of chicken animia virus is stable.

Key wordsCAVVP2CloningSequenceExpression

鸡贫血病毒(Chicken anemia virus,CAV)是近二十几年才发现的一种新病毒 ,它的感染可以引起雏鸡严重的贫血和胸腺萎缩,甚至造成死亡。亚临床感染则引起雏鸡食欲下降并导致雏鸡对其它疾病如:传染性法氏囊(IBD)、马立克氏病(MD)、和新城疫(ND)等 疾病的易感性增强,是当前危害养禽业的重要病原之一。

CAV含有3个开放的阅读框架,分别编码3种蛋白质(VP1、VP2、VP3)。有关研究表明VP1是CAV 唯一的结构蛋白,VP2为辅助蛋白,与病毒的装配有关,而VP3是CAV的致病性蛋白[1] 。其中VP1、VP2和病毒的免疫保护有关[2]

本研究设计了一对扩增CAV VP2基因的引物,通过质粒PCR将其扩增出来,并通过平端连接将 其克隆于PUC119之上,并表达之,这为进一步开展CAV的分子生物学的研究和研制CAV的基因 工程疫苗打下了基础。

1材料与方法

1.1PCR模板以含有VP2基因的SJ1株的PUC-CAV1. 5 kb重组质粒为模板(由本室提供)[3]

1.2引物设计和PCR扩增根据基因银行记载的Cux-1株的DNA序列 设计了 扩增CAV-SJ1株VP2基因的引物:VP2-1、5’-TAGGCGGATCCAAGTGGATGCAC-3’;VP2-2、 5’-CCATAGTCATAGTAGATTGGC-3’。在VP2-1上改造了一个BamHI酶切位点。

1.3PCR扩增取适量的PCU119-CAV1.5 Kb DNA于500 μl的Eppendorf管 中,与2 μl正向引物、2 μl反向引物、8 μl dNTP(10 mmol/L)、2 U Taq DNA聚合酶(Pro mega)、10 μl buffer混合加入灭菌的去离子水至100 μl,置于PTC 100 PCR程控循环仪( 美国JM-Research)上,95℃变性5 min以后,以94℃ 1 min、50℃ 1.5 min、72℃ 1 min循 环35次,最后72℃延伸10 min。

1.4VP2基因的克隆将SJ1株的VP2基因的PCR产物用T4 DNA聚合酶 和多聚核苷酸激酶处理后,与SmaI酶切的PUC119载体连接,转入JM83受体菌。

1.5克隆质粒的提取鉴定小量法提取质粒用BamHI单酶 切和BamHI/EcoRI双酶切筛选克隆于PUC119上的正向重组质粒[4]。用BamHI/EcoRI双酶切筛选克隆于PET-28c上的阳性重组质粒。

1.6克隆质粒测序对重组质粒的测序用M13引物,DNA自动测序仪为AB137 7PR1SM,由宝生物工程公司大连分公司的DNA合成和分析实验室测定。6%聚丙烯酰胺凝胶,在2000 V电压8 h左右,通过计算机分析结果。

1.7VP2基因的亚克隆用BamHI/EcoRI双酶切PUC119-VP2正向重组质粒, 切下的VP2基因与同样酶处理的PET-28c质粒粘端连接。

1.8VP2基因的表达用含有SJ1株VP2基因的PET-28c重组质粒转化到BL(D E3)受体菌,取单个菌落接种至50 ml含氨苄青霉素的LB培养基中振摇过夜。次日取1~2 ml 菌液接种至新的50 ml培养液中,37℃培养至A600OD为0.6加100 mmol/L的IPTG至浓度 为10 mmol/L继续培养3~4 h。

1.9SDS-PAGE电泳分析取诱导后细菌培养物,离心收集菌体,加上样缓 冲液煮沸5~10 min,取50 μl上样进行SDS-PAGE电泳,电泳后用考马斯亮蓝染色。用Pha rmacia产的Image Master VDS分析融合蛋白VP2的含量。

2结果

2.1SJ1株VP2基因的序列分析结果见图1。

图1鸡贫血病毒SJ1株和国外4株鸡贫血病毒的序列 比较

Fig.1VP2 nucleotide sequence of the positive strand CAV

SJ1 DNA wit h comparasions to the reported sequence of foreign CAV

Note:One by one is TK5803,Cux-1,26P4,82-2 in the brac hets

2.2VP2基因的表达产物的分析结果SDS-PAGE电泳分析结果 见图2,质粒阳性菌与对照相比,含VP2表达重组质粒的受体菌均含有34kD的蛋白谱带,其大小与实验设计相符,用Pharmacia产的Image Master VDS分析融合蛋白VP2的含量为10.5%。

图2CAV-SJ1株VP2基因的大肠杆菌表达产物的SDS- PAGE的电泳分析

Fig.2Expressing protein of VP2 gene of CAV-SJ1

strain was analysed by electrphoresis on SDS-PAGE

Note:M.Protein marker;1.Comparasion to negative

term;2-5.Germ including re combinant plasmid of PET-SJ1-VP2

3讨论

CAV-SJ1株的VP2基因含有651个碱基,同国外CAV的TK5803、26P04、Cux-1、82-2毒株的V P2基因序列相比分别有6、7、8、7个碱基的差异,其中3个是SJ1株特有的碱基变化(见结果 序列),由CAV-SJ1株VP2基因序列推导的氨基酸序列同国外CAV的TK5803、26P04、Cux-1、 82-2毒株的VP2蛋白的氨基酸序列相比分别都有4个氨基酸的差异,CAV-SJ1株的VP2蛋白同 这些国外毒株的VP2蛋白一共有7个氨基酸的差异。在第77个氨基酸SJ1株是Ser,其它4种毒 株 是Asn;在第153个氨基酸是Cux-1,其它4种毒株是Val;在第160个氨基酸82-2株是Lys其 它 4种毒株是Gln,在第167个氨基酸SJ1株是Gln,其它4种毒株是Glu;在第176个氨基酸SJ1株 是Tyr,其它4种毒株是Asp;在第185个氨基酸TK5803株是Val,其它4种毒株是Asp;在第 186个氨基酸26P4株是Gly,其它4种毒株是Glu。

VP2蛋白是协助蛋白,与病毒的装配有关,而且VP2也是病毒的保护性抗原,VP2基因的序列 分析结果将为深入VP2的功能打下基础。VP2的序列内部含有完整的VP3序列,VP3是近年来研 究的热点,主要是它可以有诱导肿瘤细胞凋亡却不能使正常细胞凋亡[5]。所以VP2 基因的序列分析结果为研究VP3的功能也打下了基础。

VP2基因含有651个碱基大约编码216个氨基酸,推导其分子量大约为24 kD。但许多报道指出 ,细胞培养物中的VP2蛋白的分子量以及用载体表达的产物,它们的分子量都为28~30 kD左 右。本次实验以PET-28c为载体,初步表达的CAV基因产物经SDS-PAGE分析,在34 kD左 右 。因为本实验中阅读框架除了VP2本身的编码序列外,还包括从载体本身携带的启动密码子 后的33个氨基 酸序列,因此表达产物形成的融合蛋白的分子量应为34 kD。表达产物的大小与实验设计相 符 。VP2基因的表达量高达10.5%,这一结果将有助于VP2蛋白的纯化。这必将为研究以VP2 蛋白 为抗原制造疫苗和诊断试剂提供有利的物质基础。有关产物的活性正在进一步的鉴定中。

作者简介:杨雨辉,男,硕士,主要研究分子生物学;

陈奖励,男,博士,主要研究分子生物学

4参考文献

1,Noteborn M G,Bo