副溶血性弧菌不耐热溶血素的生物信息学分析与分子动力学模拟

副溶血性弧菌是一种革兰氏阴性人畜共患致病菌,可引发人类胃肠炎等食源性疾病。副溶血性弧菌具有多种毒力因子,热不稳定溶血素(thermolabile hemolysin,TLH)即是其中之一。该研究对副溶血性弧菌的tlh基因进行了克隆及测序,对tlh基因编码的TLH蛋白进行了生物信息学分析及结构和功能预测。结果表明,TLH蛋白由418个氨基酸组成,预测分子质量为47.36 kDa。在TLH蛋白中确定了几个保守的结构域和基序,包括SGNH水解酶结构域和GDSL基序;对TLH蛋白的三维结构进行了同源建模及验证,在此基础上通过分子动力学模拟分析其稳定性、与4-硝基苯基月桂酸酯(p-nitrophenylaurate,PNPL)的相互作用能力及结合底物对结构紧密度和残基灵活性的影响,揭示了催化三联体Ser153-His390-Asp393周边是一个重要的药物靶点活性口袋,具有高度保守的残基序列,并在底物结合后表现出残基灵活性差异。该研究分析了副溶血性弧菌TLH蛋白的性质和结构,可以为保障水产品的安全性、提高水产品原料安全评价水平提供理论支持。

Detection of 232bp Virulent Gene of Pathogenic <i>Aeromonas hydrophila</i>through PCR Based Technique: (<i>A Rapid Molecular Diagnostic Approach</i>)

The pathogenicity of aeromonads produces due to exotoxins such as cytolytic enterotoxin, hemolysin or aerolysin, lipases and proteases. Rapid detection of A. hydrophila cytolytic enterotoxin (AHCYTONE) gene and their characterization has proven importance so that proper and rapid preventive and control measures could be taken up to reduce mortality and loss in fish culture. The main objective of the present study is to genetic identification of AHCYTONE positive Aeromonas hydrophila. Strains were isolated from fishes from different fish market in West Bengal and water samples from different river and ponds. Initially strains were identified by their phenotypic and biochemical characterization. Due to contradiction of those results, molecular characterization was done by polymerase chain reaction, which is proved a suitable and rapid diagnostic tool for identification and characterization of A. hydrophila. We have also evaluated the potential risk to human health that this finding can represent by determining the presence of the cytolytic enterotoxin gene in such isolates.

鳗源嗜水气单胞菌β-溶血素基因的克隆及表达

应用PCR技术,从1株鳗源嗜水气单胞菌ML316中扩增得到β 溶血素基因AHL316HEM,将AHL316HEM克隆到pGEM TEasyVector,经分析验证后重组到pcDNA3.0中,构建了重组质粒PDLH。转化重组质粒PDLH的大肠杆菌(Escherichiacoli)DH5α能在血琼脂培养皿中形成明显的β 溶血斑,重组菌纯化的胞外产物溶血价为1.28×104HU·mg-1,同时重组菌的胞外产物能被原始菌株的高免血清特异性地识别。结果证实,克隆到鳗源嗜水气单胞菌β 溶血素基因,重组质粒PDLH能够表达具有天然生物学活性的β 溶血素,为构建嗜水气单胞菌核酸疫苗奠定了基础。

致病性嗜水气单胞菌多重PCR检测方法的建立

致病性嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是近年中国各地大规模流行的淡水养殖鱼类暴发性疾病的主要病原,本研究针对GenBank中登录的致病性嗜水气单胞菌的气溶素基因(hlyA)、溶血素基因(aerA)以及为气单胞菌属所特有的内参照基因16S rRNA保守区设计了3对特异性引物,通过进行多重PCR反应体系优化,多重PCR产物的测序鉴定与特异性和敏感性实验,试图建立一种检测致病性嗜水气单胞菌的多重PCR检测方法。对8株嗜水气单胞菌、16株相关菌株进行多重PCR检测,结果显示,非致病性分离株均未扩增出毒力基因hlyA和aerA,而致病性分离株则至少含有hlyA基因;对40份送检的水产动物样品进行多重PCR检测,结果与常规微生物学检测符合率为97.5%。多重PCR检测方法具有较高的敏感性与特异性,最低可检测模板量为10 ng的样品。该方法的建立对水产动物嗜水气单胞菌病的快速诊断和分子流行病学的调查有重要意义。

致病性哈维氏弧菌溶血素基因克隆及其检测

从山东沿海的发病鲈鱼（Lateolabrax japonicus）分离到1株致病性哈维氏弧菌（Vibrio harveyi），从该菌的染色体DNA扩增出一条长约1．4kb的特异性片段。DNA序列分析表明，该克隆片段含有完整的1254bp溶血素基因，该溶血素基因与哈维氏弧菌VIB645的溶血素基因VhhA和VhhB的相似性分别为99．0％和98．5％；与副溶血弧菌（V．parahaemolyticus）热稳定性溶血素基因（TDH）的相似性为74．5％；与拟态弧菌（V．mimicus）、创伤弧菌（V．vulnificus）、霍乱弧菌（V．chderae）磷脂酶基因的序列相似性分别为57．4％、59．2％、53．0％；与最小弧菌、创伤弧菌、霍乱弧菌、霍氏弧菌（V．hollisae）、河流弧菌（V．tguvialis）、鳗弧菌（V．anguillarum）的溶血素基因的相似性仅为19．9％～24．8％。根据溶血素基因的保守区段，设计了1对特异引物。分析表明，该引物能特异检测哈维氏弧菌。其可检测的DNA最小量为0．001ng。用该方法对55株不同来源的患病鱼分离的疑似病原菌进行检测，结果检出8株哈维氏弧菌，检出率为14．55％，从健康动物中检出数占所检弧菌数的6．25％，海洋环境为10．53％，海水养殖环境为26．53％，表明哈维氏弧菌在不同的海水环境及健康海洋动物中普遍存在，在养殖水体中的数量高于其他海水环境。

副溶血弧菌LAMP检测方法的建立

副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)是一种能引起食源性疾病的重要病原菌。首次将一种新颖的核酸扩增技术-环介导等温扩增技术(loop-mediatedisothermalamplification,LAMP)应用于副溶血弧菌的快速检测。针对副溶血弧菌不耐热溶血毒素基因(tlh)设计4条特异性引物(两条内引物和两条外引物)进行LAMP扩增,对扩增反应进行优化,最佳反应时间为60min,反应温度为60℃。对12种细菌共28株菌进行LAMP扩增,仅14株副溶血弧菌得到阳性扩增结果,证明引物具有很高的特异性。副溶血弧菌基因组DNA和纯培养物的检测灵敏度分别约为90fg和24cfu/ml。对模拟食品样品进行直接检测,检测限为89cfu/g。结果表明,该方法检测副溶血弧菌特异性强、灵敏度高,并且操作简便、检测成本低,1小时即可完成,有望发展成为快速检测副溶血弧菌的有效手段。

嗜水气单胞菌TPS-30株丝氨酸蛋白酶基因与溶血素基因在大肠杆菌中的融合表达

嗜水气单胞菌丝氨酸蛋白酶和溶血素是该菌重要的致病因子与保护性抗原。致病性嗜水气单胞菌TPS-30株为江浙一带鱼类暴发病病原主要血清型O:9的代表株。研究利用PCR方法扩增嗜水气单胞菌TPS-30株的丝氨酸蛋白酶基因(Spe)和溶血素基因(Hly),将基因Spe和Hly通过柔性片段进行融合,并将融合片段插入pET32a的多克隆位点,构建成重组融合表达载体pET32a-Spe-Hly。将重组载体转化大肠杆菌BL21(DE3),经异丙醛-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,获得融合蛋白Spe-Hly。表达产物经SDS-PAGE检测,显示与预期大小约130kD相吻合的融合蛋白带。纯化融合蛋白并对鲫鱼进行免疫攻毒试验。结果表明,丝氨酸蛋白酶基因和溶血素基因融合表达载体构建成功,并成功获得了融合蛋白Spe-Hly,对鲫鱼的免疫保护率达81.4%。这为基因工程亚单位多价疫苗的开发提供基础。

牛乳中金黄色葡萄球菌山东分离株(zfb)β-溶血素(hlb)的克隆、表达及溶血活性分析

【目的】实现牛乳中金黄色葡萄球菌β-溶血素在大肠杆菌中的高效表达,并分析重组β-溶血素的溶血活性。【方法】PCR扩增牛乳中金黄色葡萄球菌山东分离株β-溶血素基因,构建原核表达载体pET32a+/hlb,并在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,用96孔血凝板测定重组蛋白的溶血效价,以血琼脂平板法检测重组蛋白的CAMP反应。【结果】测序结果表明,扩增片段含有993bp的ORF,可编码含330个氨基酸的成熟蛋白;SDS-PAGE分析重组蛋白表达水平,IPTG诱导后表达的融合蛋白分子量为57kD,表达量占菌体总蛋白的23.9%;溶血效价分析,金葡菌β-溶血素对绵羊红细胞的溶血效价为278HU·mg-1,对奶牛红细胞的溶血效价为9×103HU·mg-1;重组蛋白在血琼脂平板上和无乳链球菌能发生明显的CAMP反应。【结论】成功表达了牛乳中金黄色葡萄球菌β-溶血素,该毒素对奶牛红细胞的溶血活性明显大于绵羊红细胞,显示出牛源金黄色葡萄球菌β-溶血素的特性明显不同于人源金黄色葡萄球菌β-溶血素,为进一步研究其致病与免疫机理、疫苗设计提供了理论基础。此外,重组蛋白还可用来特异性诊断、鉴别无乳链球菌,为兽医临床诊断提供新的方法。

鳗鲡创伤弧菌的分子鉴定

目的对分离自发病欧洲鳗鲡的创伤弧菌疑似菌株进行准确的鉴定。方法首先尝试利用一对16S rRNA基因特异性通用引物PCR扩增一株鳗源创伤弧菌疑似株的基因组DNA,得到一个约500bp的DNA片段,将该DNA片段亚克隆至pMD18-T载体,鉴定克隆化成功之后,送专业公司进行测序,得到一个502bp的DNA产物,NCBI上同源性比较表明,该片段与GeneBank上注册的创伤弧菌的16S rDNA序列同源性最高(100%),同时排除了哈维氏弧菌的可能。设计一对创伤弧菌溶血素特异性引物,实现了对鳗鲡创伤弧菌的分子鉴定。结果建立一种简洁的鳗鲡创伤弧菌的分子鉴定方法。结论国内首次自发病欧鳗分离到创伤弧菌,并给出分子鉴定证据。

异育银鲫病原温和气单胞菌表型及分子鉴定与溶血素基因检测

2008年10月江苏盐城大丰精养异育银鲫(Carassius auratus gibelio)发生严重疾病,从病鱼肝脏、血液及腹水中分离到优势生长的细菌。对分离做纯培养的4株菌(JY081016-1～JY081016-4)进行形态特征、理化特性等表型生物学性状检验;测定了菌株(JY081016-1)的16S rRNA和gyrB基因序列,分析了16S rRNA和gyrB基因序列的同源性,并构建了系统发生树。结果表明,分离菌对供试健康异育银鲫有强致病性,菌株(JY081016-1)所扩增的16S rRNA基因序列长度为1448bp(GenBank登录号:GQ232759),所扩增的gyrB基因序列长度为1177bp(GenBank登录号:GQ232760),其16S rRNA和gyrB基因序列与GenBank数据库中维氏气单胞菌和维氏气单胞菌温和生物型的16S rRNA和gyrB基因序列相似性均在97%以上;根据分离菌的表型及分子特征,判定分离鉴定的4株菌为温和气单胞菌(Aeromonas sobria)。胞外酶及溶血活性检测表明,分离菌均能产生蛋白酶、卵磷脂酶、脂酶,在含7%家兔脱纤血液营养琼脂培养基上呈β型溶血;设计的特异性引物可扩增出溶血素基因。

欧鳗源嗜水气单胞菌β-溶血素基因序列分析

对克隆的欧鳗源嗜水气单胞菌β-溶血素基因AHL316HEM进行序列和结构分析表明,AHL316HEM基因读码框架全长为1 482 bp,编码长度为493个氨基酸的蛋白,分子量为54.2 kD,等电点为5.625,读码框架内有一个EcoRI酶切位点。AHL316HEM从起始位点至第23个氨基酸残基形成一明显疏水区,可能构成信号肽,其抗原位点大部分都在亲水区,不具穿膜性。同源性分析表明,AHL316HEM基因编码的氨基酸序列与已报道的嗜水气单胞菌溶血素基因(accession No.BAA83088)的同源率为98％,与斑点气单胞菌溶血素基因(accessionNo.U40711)、温和气单胞菌溶血素基因(accession No.AF443393)的同源率分别为84％和72％,与霍乱弧菌溶血素基因(accession No.AF540655)、副溶血弧菌溶血素基因(accession No.VIBTRH2A)、金黄葡萄球菌β-溶血素基因(accession No.S72497)的同源性分别为7％、5％和4％。这一结果提示,气单胞菌属内各菌种的溶血素基因可能有共同的起源。

温和气单胞菌RC-07-KA株溶血素基因克隆、表达及活性检测

为研究温和气单胞菌(A.sobria)溶血素基因的特性,本研究根据GenBank登录的气单胞菌属溶血素基因序列设计一对引物,经PCR扩增得到大小约1.5 kb的A.sobria RC-07-KA株溶血基因片段,将该片段克隆到pGEM-T载体,测序结果显示:溶血素基因片段大小为1 467 bp,编码487个氨基酸残基,遗传进化分析结果表明该基因与气单胞菌属中的A.hydrophila菌株Sb(AY611033)、NLEP A-1607(AF410466)、AEF(HM853019),A.sobria菌株357(AY157998)、人源分离株(EF620533)和A.salmonicida菌株17-2(X65048)的溶血素基因亲缘关系较近,同源性大于95%,而与其他菌株的同源性较低。通过构建溶血素重组表达质粒pET-Hly,诱导表达并通过western blot鉴定表达蛋白,结果显示重组菌能高效表达重组溶血素,而且纯化的重组溶血素具有溶解鲤鱼红细胞的活性。为该菌进一步深入研究奠定了基础。

副溶血弧菌海产品和临床分离株的表型及溶血素相关基因分析

副溶血弧菌是(Vibrio parahaemolyticus)常见的食源性病原菌,可污染多种水产品,并引起人的食物中毒,其致病性与溶血素密切相关,如直接耐热溶血素(TDH)、TDH-相关溶血素(TRH)、不耐热溶血素(TLH)。用PCR方法对分离自浙江省部分地区的副溶血弧菌临床和海产品分离株的3种溶血素基因进行检测。结果表明,所有副溶血弧菌菌株均可检测到tlh基因;11株临床分离株均检测到tdh基因,而42株水产品分离株中只有1株检出tdh基因,携带tdh的分离株神奈川试验(KP)均为阳性。所有分离菌株中均未检测到trh基因以及其尿素酶试验呈阴性,由此可知trh基因可能与尿素酶基因连锁。副溶血弧菌分离株中致病性相关毒力因子TDH的阳性率极低,然而副溶血弧菌性食物中毒发生率较高,它们之间的关系及其发病机制还有待深入研究。

问号钩端螺旋体赖株基因组中一个新溶血基因的表达及功能鉴定

目的对问号钩端螺旋体赖株基因组中LA0202基因进行克隆表达并对重组蛋白的溶血活性进行初步鉴定。方法以问号钩端螺旋体赖株基因组DNA为模板,PCR扩增LA0202基因并重组到原核表达载体pET28b(+),重组质粒经限制性核酸内切酶酶切并经测序鉴定后,在大肠埃希菌BL21中诱导表达重组蛋白。制备绵羊血平板对表达的重组蛋白进行溶血活性鉴定。RT-PCR检测钩端螺旋体赖株体外培养时LA0202基因的转录。结果在大肠埃希菌中成功表达LA0202基因,表达的重组蛋白具有溶血活性。RT-PCR结果显示钩端螺旋体赖株体外培养时LA0202基因发生了转录。结论问号钩端螺旋体赖株体外培养时LA0202基因发生了转录,LA0202可能为一个新的溶血素基因。

不同来源金黄色葡萄球菌溶血素基因分布研究

目的了解金黄色葡萄球菌溶血素的携带情况,为金黄色葡萄球菌的防治及溯源提供依据。方法采用PCR扩增分别检测食品、临床患者和游泳池水等不同样本中hla、hlb、hlg和hld四种溶血素基因的分布情况,电泳检测扩增产物。结果317株金黄色葡萄球菌中,hla、hlb、hlg、hld四种溶血素基因的检出情况分别为85.5%、76.3%、89.6%、89.0%;在2008-2012年之间,四种溶血素基因的检出率无统计学差异。317株金黄色葡萄球菌中共有11种溶血素基因分布模式,检出率最高的模式为hlb/hlg,占71.9%,其次为hla/hld(70.3%),最少的是hla/hlb/hlg/hld(36.3%),不含溶血素基因的占2.2%。多数模式在3种来源菌株中的分布模式均有所不同。2008-2012年,每年同时检出hla、hlb、hlg、hld的菌株阳性率分别为45.7%、29.4%、32.5%、33.3%和32.1%。结论不同来源金黄色葡萄球菌中,溶血素基因携带及同时含有两种或者以上的情况普遍存在。

实时荧光HDA法快速检测单核细胞增生李斯特菌

目的:建立一种用于单核细胞增生李斯特菌的实时荧光赖解旋酶恒温核酸扩增(helicase-dependent isothermal DNA amplification,HDA)快速检测方法。方法:针对单核细胞增生李斯特菌hly基因序列设计引物对,基于荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)仪的平台,提取单核细胞增生李斯特菌基因组DNA,以此作为模板,优化反应温度、反应时间及引物浓度。利用单核细胞增生李斯特菌及10株对照菌株,并与实时荧光PCR对比,来验证实时荧光HDA方法的特异性和灵敏度,并初步用于样品检测。结果:实时荧光HDA体系的最适引物浓度为0.075μmol/L,反应温度及反应时间为65℃、80 min(40个循环),具有良好的特异性和灵敏度。结论:建立了一种特异性强、灵敏度高的实时荧光HDA检测单核细胞增生李斯特菌的方法。

牛金黄色葡萄球菌山东分离株β-溶血素基因的克隆及序列分析

根据GenBank上发表的金黄色葡萄球菌β-溶血素基因序列,设计了一对特异性引物。提取临床乳腺炎致病性金黄色葡萄球菌山东株zfb的全基因组DNA为PCR模板,扩增β-溶血素基因,将PCR产物纯化后连接到pMD18-T载体中。测序结果表明,扩增片断含有993 bp的ORF,可编码含330个氨基酸和1个终止子的成熟蛋白,与已报道的金黄色葡萄球菌β-溶血素蛋白的氨基酸组成同源性为99.4%。软件分析显示,克隆的金葡菌β-溶血素是一种依赖于金属离子的磷脂酶。上述结果显示,已获得金黄色葡萄球菌β-溶血素基因,为获得重组金黄色葡萄球菌β-溶血素蛋白及对其结构和功能的研究奠定了基础。

致病性副溶血弧菌三重PCR检测方法的建立和评价

根据副溶血弧菌种特异性基因(tox R)、耐热直接溶血素基因(tdh)和相对耐热直接溶血素基因(trh)为靶基因分别设计引物,进行PCR扩增及反应条件的优化,建立了检测含有溶血素毒力基因的致病性副溶血弧菌的多重PCR方法。3对引物能分别特异性地扩增出368、269、486 bp的目的片段。副溶血弧菌均能扩增出tox R基因,不含溶血素基因的菌株(tdh-/trh-)仅扩增出1条目的片段,而含不同溶血素基因的致病性副溶血弧菌则分别扩增出2条(tdh+/trh-或tdh-/trh+)和3条(tdh+/trh+)特异性条带。检测其他非副溶血弧菌的供试菌,则不出现任何扩增条带。人工模拟样品检测结果显示对致病性副溶血弧菌的最低检测浓度为103CFU/m L。结果表明该多重PCR检测方法具有较好的特异性和灵敏性,对检测致病性副溶血弧菌有重要意义。

快速检测单核细胞增生李斯特菌LAMP方法的建立

目的:建立一种检测单核细胞增生李斯特菌核酸的快速、特异的环介导等温扩增(Loop-mediated isothermalamplification,LAMP)方法。方法:针对单核细胞增生李斯特菌的李斯特菌溶血素hlyA基因设计4条LAMP引物,在水浴箱内65℃保温约60 min,完成对单核细胞增生李斯特菌的扩增,扩增产物经肉眼、SYBR Green I染色和电泳鉴定。利用LAMP和PCR方法同时检测1株单核细胞增生李斯特菌和10株非单核细胞增生李斯特菌(对照组)来验证LAMP方法的特异性。用LAMP和PCR方法分别检测一系列稀释后的单核细胞增生李斯特菌菌液,比较两者的敏感性。结果:经肉眼、加染料和电泳均能观察到1株单核细胞增生李斯特菌LAMP扩增阳性反应,10株非单核细胞增生李斯特菌没有出现LAMP扩增。LAMP敏感度比PCR高,LAMP检测单核细胞增生李斯特菌的检测下限为3 cfu/ml,PCR检测下限>300 cfu/ml。LAMP检测速度比PCR更快,只需要60 min。结论:建立了一种检测单核细胞增生李斯特菌的快速、特异的LAMP方法。

新的迟缓爱德华菌溶血相关基因的检测

目的 检测新的溶血相关基因 (eha)在迟缓爱德华菌 (ET)染色体上的分布。方法 PCR扩增部分溶血相关基因 ,制成地高辛探针与 2 6株ET菌进行斑点杂交和Southernblot。结果 新的ET溶血相关基因以单拷贝形式存在于一部分ET菌染色体上 ,且这部分ET菌表型既有溶血 ,也有不溶血。