大肠杆菌F18ac菌毛F亚单位基因的克隆与序列分析

根据已经发表的 F1 8ab菌毛 F亚单位(Fed F/ ab)的基因 (fed F/ ab) ,设计一对引物 ,利用 PCR技术从表达 F1 8ac菌毛的大肠杆菌2 1 3 4P株、81 99株、881 3株中分别扩增到一段序列 ,并克隆至 p GEM-T载体 ,获得重组质粒T881 3 F、T81 99F、T2 1 3 4PF。琼脂糖凝胶电泳、序列测定及分析表明 ,该 3个序列大小均为 90 3bp,与 fed F/ ab大小一致且具有较高的同源性(99.4% ) ,推导的 Fed F/ ac氨基酸序列与 Fed F/ab同源性为 98.3 %。数据表明该实验所克隆的序列均为 F1 8ac菌毛 F亚单位 (Fed F/ ac)的基因 (fed F/ ac)。

Ⅰ型菌毛对F18ac大肠杆菌粘附性能的影响

为研究Ⅰ型菌毛在F18ac大肠杆菌(F18ac E.coli)粘附过程中的作用,本研究利用λ-Red同源重组系统构建了F18ac E.coliⅠ型菌毛主亚基编码基因fim A缺失突变株(F18ac△fim A),以野生株为对照,通过体外易感细胞粘附试验和生物被膜(BF)形成定量试验,探索Ⅰ型菌毛在F18ac E.coli粘附宿主细胞过程中的作用。体外易感细胞粘附结果显示,经8%甘露糖封闭Ⅰ型菌毛受体或fim A基因缺失后,F18ac E.coli对易感仔猪上皮细胞IPEC-1的粘附能力均显著下降。BF结晶紫定量试验显示,F18ac△fim A菌株形成BF的能力显著下降,而F18ac△fim A/pfim A回补株的粘附能力以及生物被膜形成能力均得到了恢复。本研究表明Ⅰ型菌毛是F18ac E.coli重要的粘附素,介导了F18ac E.coli对仔猪易感细胞的粘附过程。本研究为进一步阐释F18ac E.coli致病机制中多毒力因子的作用提供了实验依据。

F18ac菌毛A亚单位基因的克隆与序列分析

根据已经发表的F18ab菌毛A亚单位 (FedA/ab)的基因 (fedA/ab) [1] ,设计一对引物 ,利用PCR技术从表达F18ac菌毛的大肠杆菌 2 134P株[2 ] 、8199株[3 ] 、8813株[3 ] 中分别扩增到一段序列 ,并克隆至 pGEM_T载体 ,获得重组质粒T2 134PA、T8199A、T8813A。琼脂糖凝胶电泳、序列测定及分析表明 ,该 3个序列大小均为 5 16bp ,与fedA/ab(5 13bp)具有较高的同源性 ,分别为 96 3%、96 5 %、95 9% ,推导的Fed/ac氨基酸序列与FedA/ab同源性分别为 93 0 %、93 6 %、92 4 %。数据表明该实验所克隆的序列均为F18ac菌毛A亚单位 (FedA/ac)的基因 (fedA/ac)。

FimH黏附素对F18ac+大肠杆菌黏附能力和生物被膜形成能力的影响

为研究Ⅰ型菌毛FimH黏附素在F18ac+大肠杆菌(F18ac+E.coli)致病机制中的作用,采用λ-Red同源重组方法成功构建了F18ac+E.coli的fim H基因缺失株(F18ac△fim H)。并使用体外仔猪上皮细胞感染模型,探讨FimH黏附素缺失后对F18ac+E.coli黏附能力和体外生物被膜形成能力的影响。结果表明,与野生株相比,F18ac△fim H缺失株对易感仔猪上皮细胞系IPEC-1和IPEC-J2的黏附能力和体外生物被膜形成能力均显著下降,且其黏附能力可被8%的D-甘露糖所抑制。但是F18ac△fim H/pfim H回补株的黏附能力以及生物被膜形成能力均基本恢复至野生株水平。可见,FimH黏附素是介导F18ac+E.coli黏附的重要黏附因子。

大肠杆菌F18ac菌毛FedA蛋白的表达与鉴定

根据已经发表的F18ac菌毛A亚单位的基因序列(FedA)设计一对引物,利用PCR技术从重组质粒T 8813A 中扩增到一段序列,并按预定的阅读框插入表达性质粒载体pGEX 6p 1中的谷胱苷肽转移酶(GST)基因的下游,获得重组质粒pPFedA/ac,并转化大肠杆菌BL 21 获得重组菌PPFedA/ac。琼脂糖凝胶电泳、序列测定及分析表明,该序列大小为456 bp,与已发表的FedA/ac结构编码序列完全一致。通过对菌体裂解物的SDS PAGE 分析以及Western blotting 鉴定,证明重组大肠杆菌PP FedA/ac的可以表达融合蛋白形式的FedA/ac (命名为GST FedA/ac),即FedA/ac蛋白(15.317 ku)与谷胱苷肽转移酶(27.335 ku)相连组成分子量为42.652 ku的融合蛋白。利用GST FedA/ac制备的兔抗GST FedA/ac 血清与大肠杆菌F107/86 株( F18ab+ )、2 134 P 株(F18ac+)进行的玻板凝集试验呈现阳性反应,进一步表明了表达的正确性。

大肠埃希氏菌F18菌毛FedF蛋白的表达与鉴定

根据已发表的F18菌毛F亚单位的基因序列(fedF)设计了1对引物,利用PCR技术分别扩增到F18ab和F18ac菌毛的fedF编码序列,并按预定的阅读框架分别插入表达载体pGEX 6p 1中谷胱甘肽转移酶(GST)基因的下游,获得重组质粒pPFedF/ab与pPFedF/ac,然后转化大肠埃希氏菌BL21获得重组菌PPFedF/ab与PPFedF/ac。测序结果表明,fedF编码序列大小均为837 bp,与GenBank中登录的FedF 结构编码序列(Z26520)大小一致。通过对菌体裂解物进行SDS PAGE电泳分析以及Western blotting鉴定,证明重组大肠埃希氏菌PPFedF/ab与PPFedF/ac均可以表达融合蛋白形式的FedF(分别命名为GST FedF/ab与GST FedF/ac)。

大肠杆菌F18菌毛操纵子全基因克隆、表达及生物学活性

利用PCR技术以猪产肠毒素大肠杆菌F18标准菌株107/86和2134P基因组DNA为模板成功地扩增出编码F18ab和F18ac完整菌毛操纵子fed基因。将它们分别克隆入表达质粒载体pET-22b(+),结合酶切和核苷酸序列分析证明了PCR预期扩增产物的正确性。然后将克隆的重组载体DNA转化至大肠杆菌BL21(DE3),构建和筛选出分别含F18ab和F18ac完整fed基因的重组菌,经过IPTG诱导表达,在电镜下观察到上述两种重组菌能分别大量表达F18ab和F18ac菌毛。用热抽提法提纯其诱导表达的F18ab和F18ac菌毛,经SDS-PAGE电泳和考马斯亮蓝染色发现提纯后菌毛获单一分子量约为15kDa蛋白条带,免疫家兔后制备出高效价的兔抗血清,玻板凝集试验和Western blot结果表明:体外诱导表达的F18ab和F18ac菌毛具有和野生F18菌毛相同的抗原性。用表达F18ab和F18ac菌毛的上述2株重组菌分别进行小肠上皮细胞体外吸附试验和吸附抑制试验,结果表明:2株重组菌和野生菌株一样具有较强的粘附易感仔猪小肠上皮细胞的能力,而用表达F18ab和F18ac重组菌提纯的菌毛制备出兔抗血清都能有效地抑制上述重组菌或野生菌株对易感仔猪小肠上皮细胞的吸附结合。