PRRSV Nsp4基因突变株对β2M表达的影响

[目的]本试验旨在探究猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)Nsp4基因是否在抑制细胞β2M表达方面发挥关键性作用,以进一步研究PRRSV对抗原递呈的免疫抑制机制。[方法]建立PRRSV的反向遗传平台并成功拯救出PRRSV野生毒株SH2020。根据之前对Nsp4基因不同结构域的研究以及氨基酸位点功能预测,在其DomainⅡ和DomainⅢ分别筛选出3个和5个不同的氨基酸位点,并在病毒感染性克隆质粒上对这些位点进行不同的氨基酸替换突变,再将构建好的感染性克隆质粒转染Marc-145细胞以拯救各个Nsp4突变PRRSV病毒,将拯救的PRRSV病毒以MOI=0.02感染PAM细胞,并通过RT-qPCR和Western blot验证PRRSV Nsp4基因是否能够在PAM细胞β2M表达方面发挥作用。[结果]成功拯救出PRRSV D2-5(Nsp4-A80L)突变毒株,并且在Marc-145细胞上的生长动力学特性与野生毒株SH2020相似;而Nsp4基因其余位点突变则会导致PRRSV生长受到显著抑制从而无法进行试验。Western blot和RT-qPCR试验结果证实PRRSV D2-5毒株能够显著促进β2M在Marc-145和PAM细胞的表达,而野生毒株SH2020则表现出了对β2M表达的抑制作用。[结论]Nsp4基因在PRRSV抑制细胞β2M表达方面发挥重要作用,并且Nsp4-A80L突变能够显著促进β2M的表达。

托佩克猪SLA-2与β2m复合体的构建

以托佩克猪重链基因SLA-2和轻链基因β2m为研究对象,体外通过剪接重叠延伸PCR(spli-cing overlap extension PCR,SOE-PCR)技术重构复合体,并将复合体基因链克隆入p2X表达质粒,导入受体菌TB1并进行表达。结果显示,体外重构的托佩克猪SLA-2与β2m复合体基因以融合蛋白MBP-SLA-2-(G4S)3-β2m的形式表达,大小为84.1ku。为进一步在体外进行该品系猪复合体与多肽结合研究奠定了基础。

猪β2m四聚体前体链重组表达载体的构建和表达

为构建猪β2m轻链四聚体前体链,通过PCR定点突变技术,将猪主要组织相容性复合体Ⅰ类分子轻链β2m羧基端69位苯丙氨酸(Phe)突变为半胱氨酸(Cys),然后将突变体基因插入到pET-28a载体,转化BL21细胞,经诱导后SDS-PAGE检测蛋白质表达情况。结果显示,β2m突变体基因全长297bp,编码98个氨基酸,其中羧基端69位Phe突变为Cys。突变体基因经诱导表达后进行SDS-PAGE检测,结果显示蛋白质表达大小为10.6ku。本研究构建了猪β2m轻链突变体基因重组表达载体,并成功表达了目的蛋白,为今后构建四聚体链奠定基础。

鸡MHCⅠα和β2m链基因真核表达载体的构建及其在293T细胞中的表达

为进一步研究主要组织相容性复合体Ⅰ类(major histocompatibility complex,MHCⅠ)分子在免疫应答中的作用机制,试验经PCR克隆获得MHCⅠα和β_2m链基因,随后插入带有荧光标签蛋白的真核表达载体,成功构建了重组质粒pEGFP-MHCⅠα和pmCherry-MHCⅠβ_2m,并通过脂质体法转染293T真核表达细胞。荧光显微镜观察可见,MHCⅠα和β_2m分子主要分布于真核细胞的内膜系统,改变了与之融合的荧光蛋白在细胞内的定位。此外,Western blotting检测可见大小约68.3和41.3ku的目的蛋白反应带,表明重组质粒能够在293T细胞中顺利表达,且表达蛋白与鸡MHCⅠ类分子的相应抗体可发生特异性结合反应,具有良好的免疫学活性。

乌骨鸡和珍珠鸡BF2与β微球蛋白(β2m)基因克隆及品种多态性分析

克隆了乌骨鸡(BF2*SI)和珍珠鸡(BF2*NM)群主要组织相容性复合体I(MHC class I)和β微球蛋白(β2m)基因,分析了其分子特征与等位基因多态性。BF2*SI相互间氨基酸同源率为75.5%~93.9%,保留了人HLA-A2与抗原多肽结合的7个关键性氨基酸。BF2*NM相互间氨基酸同源率为81.1%~98.5%,保留了人HLA-A2与抗原多肽结合的6个关键性氨基酸。BF2*SI在α1和α2区(抗原多肽结合区,PBD)有24个高置换率位点,置换率最高的为69位和9位。BF2*NM在PBD区共有6个高置换率位点。BF2*SIPBD发生氨基酸置换的位点数大于来航鸡BF2,BF2*NMPBD区氨基酸置换的位点数和置换率则远远小于来航鸡BF2。根据同源率,将BF2*SIα1区分为4类,α2区分为3类,α3区分为3类,并由此聚类为5个系谱(A^E)。将BF2*NMα1区分为3类,α2区分为3类,α3区分为1类,并由此聚类为3个系谱(A^C)。比较发现BF2*03SI、BF2*04SI和BF2*05NM的α1区与抗马立克氏病的BF2*21同源率最高(分别为86.4%、86.4%和87.5%);BF2*05SI和BF2*05NM的α2区与BF2*21同源率最高(均为93.4%)。另外,根据成熟肽区的氨基酸序列可将乌骨、珍珠鸡β2m分为两类,第一类和来航鸡β2m(M84767)氨基酸序列完全相同,第二类与第一类相比,氨基酸序列相互间同源率为85.7%。结果揭示了各类鸡的MHCⅠ和β2m基因具有品种分子特征。

两种β2m重组质粒的构建及其表达与纯化

目的获得大量有活性的人β2m重组蛋白,为构建HLA与抗原肽的复合体及HLA四聚体作准备。方法采用RTPCR克隆法构建重组质粒,于BL21(DE3)菌中原核表达后,经金属螯合亲和层析纯化,BCAProteinAssayKit测定蛋白含量,应用SDSPAGE观察重组蛋白表达情况及Westernblot分析重组抗原的活性。结果成功地构建了两种融合表达载体PET22bβ2m及PET28aβ2m,两者的表达量分别为5～10mgL,40～80mgL,纯度均为95%。结论通过比较,确定了β2m最佳表达载体系统及表达条件,为研究轻链在原核系统中表达、纯化以及构建HLA复合体,探讨免疫识别机制奠定了基础。

人可溶性单链β2m-HLA-A2-BSP融合蛋白表达载体的构建及其表达

目的构建并表达了人可溶性单链β2m-HLA-A2-BSP(scHLA-A2)融合蛋白表达载体,为进一步制备HLA-A2四聚体及其功能研究奠定了基础。方法应用重叠延伸PCR(overlap-PCR)对编码HLA-A2的cDNA序列进行一个碱基的同义突变,并将β2m和HLA-A2胞外段亚单位两段编码序列的cDNA通过一疏水性多肽接头(Gly4Ser)3的DNA序列进行前后拼接,并利用引物所带的BSP编码序列,构建单链β2m-HLA-A2-BSP融合基因,将测序正确的β2m-HLA-A2-BSP融合基因插入原核表达载体pET-22b中,转化BL21(DE3)细菌,SDS-PAGE检测其表达,融合蛋白于体外抗原肽存在条件下稀释复性后由Western blot鉴定其空间构象。结果经DNA序列分析表明:同义突变与预期结果一致,β2m和HLA-A2-BSPl、inker的连接顺序、方向及序列完全正确,表达载体转化BL21(DE3)细菌后可表达β2m-HLA-A2-BSP融合蛋白,SDS-PAGE显示该融合蛋白分子量为45 kD,与理论值一致,将融合蛋白与特异性抗原肽在体外进行稀释复性后经Western blot鉴定表明该复合物能与HLA-Ⅰ类分子特异性结合的单克隆抗体W6/32结合。结论人可溶性单链β2m-HLA-A2-BSP融合蛋白的构建及其表达获得成功,经体外复性可获得HLA-Ⅰ类分子天然构象。

鸡复等位基因BF2与β2m的结构解析

为了阐明鸡主要组织相容性复合体I(BF)和β2微球蛋白(β2m)不同复等位基因的分子结构,利用pMAL-p2X／E．coli TB1系统表达了5类不同复等位基因BF2的胞外区和一类新的β2m,并采用纯化、蛋白酶切和Western blot进行了鉴定．最后,采用圆二色谱(CD)测定了各重组蛋白的二级结构以及同源模建了其三级结构．5类不同复等位基因的BF2蛋白分子中的α-螺旋、β-片层、转角和随机卷曲的氨基酸长度分别为69—73,67—72,35—37和94—98．5类不同复等位基因BF2和一类新的β2m蛋白分子的同源模建揭示了其结构与人和鼠的MHC I类分子类似,但各有其特征性的结构;研究获得了正确折叠、不同复等位基因的BF2和β2m蛋白分子,并为进一步形成BF2-β2m复合体、鉴定抗原表位提供了依据．

三个品系蛋鸭β2m基因的克隆及多态性研究

为明确鸭主要组织相容性复合体Ⅰ(major histocompatibility complex,MHCⅠ)β微球蛋白(β2-microglobulin,β2m)分子的多态性和特征,推进相关免疫研究,本试验对我国3个地方品系蛋鸭的多条β2m基因进行克隆,序列经特征分析、同源比对和遗传进化分析后,进行了高变异位点的计算,并将重要变异位点在3D结构上进行了定位。结果表明,鸭β2m基因高度保守,仅个别碱基发生突变,序列中半胱氨酸、免疫球蛋白超基因家族的特征基序"Yx Cx Vx H"和与重链相互作用的位点均保守性存在;筛选的47条β2m氨基酸序列同源性为95%~100%,完全一致序列普遍存在;鸭β2m氨基酸序列与鸡同源性最高,与鱼类和两栖类最低,结果与遗传进化分析相一致;成熟肽中高变异位点和与重链相互作用的变异位点多位于β折叠上,但不会对β2m的功能产生影响。综合来看,鸭β2m基因保守性高,仅存在一种类型,与MHCⅠ重链的作用方式也相对固定。本试验结果有助于深入理解鸭β2m的分子特性,推动MHCⅠ相关免疫研究的开展。

尼罗罗非鱼β2m基因SNP位点和单倍型与无乳链球菌抗性的关联分析

β_2-微球蛋白(β_2-microglobulin,β_2m)作为MHCⅠ类分子的亚基,在鱼类的免疫系统中发挥重要作用。实验采用直接测序法从P0代尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)的β_2m基因组序列中筛选到30个SNPs,其中1个SNP位于5?UTR,16个SNPs位于外显子区域(15个非同义突变位点,1个同义突变位点),9个SNPs位于内含子区域,4个SNPs位于3?UTR。利用snapshot分型法对F1代的102尾易感群体和102尾抗病群体进行基因分型,并通过Popgen32和PIC-CALC软件统计分析尼罗罗非鱼β_2m基因序列的SNPs的He、Ho、Ne和PIC等遗传参数,表明易感群体中7个SNPs属于中度多态水平(0.25<PIC<0.5),抗病群体中25个SNPs属于中度多态水平(0.25<PIC<0.5)。采用SPSS 23.0软件分析了30个SNPs在F1代2个群体中的基因型频率和等位基因频率,分析其与链球菌抗性或易感性状之间的相关性。结果表明:24个SNPs的基因型和等位基因频率与无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)抗性/易感性状显著相关(P<0.05)。通过连锁不平衡分析发现30个SNPs构成4个单倍块和14种单倍型。其中,4个单倍型与无乳链球菌抗性性状显著相关(P<0.05),4个单倍型与易感性状显著相关(P<0.05)。标签SNP分析发现,单倍块2中的4个SNPs和单倍块3中的13个SNPs彼此之间高度连锁(r^2>0.9),这意味着我们在β_2m基因中发现2个ht SNPs。研究筛选到的与链球菌抗性/易感性状相关的SNP位点及单倍型具有辅助尼罗罗非鱼抗链球菌病品种选育的潜力。

β2m基因在猪肾细胞系PK-15中的表达研究

为研究猪肾细胞系PK-15中Beta 2微球蛋白(Beta 2 microglobulin,β2m)基因的表达情况,提取细胞总RNA,经RT-PCR扩增β2m。回收后的基因克隆至pMD18-T载体,获得重组质粒,经Eco RⅠ和Hin dⅢ双酶切筛选后,阳性克隆送生物公司测序。序列经GENETYX version 9.0编辑分析,通过DNAMAN version 5.2.2与其他猪β2m基因进行序列比对分析,利用Mega 5.0的NJ法进一步分析其与其他物种β2m的分子进化关系,并在此基础上利用SWISS-MODEL和PDBsum预测该基因编码的成熟肽二级结构和三级结构。提取PK-15总蛋白,Western blotting检测和分析细胞中β2m的表达。结果显示,经RT-PCR扩增,成功获得β2m条带,大小约360 bp。经测序发现PK-15-β2m基因为364 bp,共编码118个氨基酸,其中成熟肽为98个氨基酸,N端信号肽含有20个氨基酸。序列分析证实PK-15细胞中β2m基因未发生突变;分子进化分析显示,PK-15-β2m与牛的亲缘关系最近,其次为羊、马等。多重序列比对发现,PK-15-β2m与牛、羊、马β2m成熟肽均为98个氨基酸,而其他物种β2m成熟肽为99个氨基酸;二级结构预测显示,PK-15-β2m成熟肽主要以β-折叠、β-转角和γ-转角为主,不含有α-螺旋。三级结构预测显示,PK-15-β2m成熟肽主要由7条β-折叠条带构成。Western blotting分析显示β2m在细胞中成功表达。本研究证实了猪肾细胞系PK-15中β2m在核酸和蛋白质水平均稳定表达,为下一步研究PK-15细胞的抗原递呈功能奠定了基础。

鸡主要组织相容性复合体Ⅰβ微球蛋白(β2m)基因的克隆及序列分析

为深入了解鸡主要组织相容性复合体Ⅰ（major histocompatibility complex classⅠ,MHCⅠ）β微球蛋白（β2m）分子的特征,研究β2m的免疫作用机理,试验通过RT-PCR技术获得了15条3个地方品种鸡完整的典型的MHCⅠβ2 m基因,将该序列与GenBank数据库中登录的鸭、人、鼠、鱼、猴、马和猪7个不同物种的MHCⅠβ2m分子序列进行了比对分析。结果显示,15条鸡β2m氨基酸序列同源性在98.0%~100%之间,大部分序列完全一致。鸡β2m氨基酸序列与鸭同源性最高,为60.6%;最低的则是来源于草鱼的β2m氨基酸序列,仅为33.3%。遗传进化分析进一步证实鸡与鸭的MHCⅠβ2m亲缘关系较近,与其他物种则遗传距离较远。此外,序列分析发现鸡β2 m基因高度保守,仅个别碱基发生突变。其成熟肽序列的第24和79位为半胱氨酸,在所比对的动物中均未发生突变;同时在成熟肽的第77~83位之间存在免疫球蛋白超基因家族的特征基序＂YXCXVXH＂。研究结果表明,鸡与其他物种的MHCⅠβ2m分子具有相同的免疫功能基本单位,同时又具备独特的结构特点。

猪β2m二级结构预测及同源模建

目的:研究猪β2m的结构。方法:应用EXPASY服务器(http://www.expasy.ch/tools)上的SOPMA法对β2m进行二级结构的预测,并与人的β2m的氨基酸和二级结构成分比较,在此基础上同源模建β2m的三级结构。结果:β2m二级结构成分α螺旋、β折叠、转角和无规则卷曲的数目分别为5、36、5和52,与人β2m相应二级结构的符合率分别达到100%(α螺旋)、92.3%(β折叠)、71.7%(转角)和92.3%(无规则卷曲),且二级结构的同源率要大于氨基酸的同源率。同源模建分析表明猪和人的3D结构也非常相似,只是存在个别氨基酸的差异。结论:猪和人β2m空间结构相似。

猪β2m在pMAL-p2X系统中的表达与纯化

试验分别从pH、温度、菌体密度、IPTG浓度、诱导时间等条件对b2m在pMAL-p2X的表达进行优化,表达蛋白经过Amylose树脂柱进行纯化。结果发现,b2m在pMAL-p2X的最佳表达条件为:pH=7.5、T(温度)=37℃、D600 nm=0.3、IPTG=0.5 mmol/L和t(诱导时间)=5 h;在最佳表达条件下b2m的相对表达含量可达到45%;纯化后的融合蛋白纯度达到90%以上。

共价连接β2m的HLA-A2/IgG1二聚体的构建、表达与纯化

目的HLA-A2/IgG1二聚体经蛋白A(SPA)亲合层析柱浓缩纯化时容易发生β2 m解离,为了解决这个问题,研究构建与表达β2 m-HLA-A2/IgG1融合蛋白。方法利用基因重组技术构建β2 m-HLA-A2/IgG1融合基因真核表达载体pcDNA3.1(+)-[β2 m-HLA-A2/IgG1],将其转染721.221细胞系,筛选高表达β2 m-HLA-A2/IgG1融合蛋白的细胞株;收集细胞培养上清,SPA亲合层析柱浓缩纯化,检测该蛋白的纯化效率。结果β2 m-HLA-A2/IgG1融合基因转染721.221细胞后可表达正确构象的β2 m-HLA-A2/IgG1二聚体,Western blot显示β2 m-HLA-A2/IgG1融合蛋白的分子量与预期大小一致;经SPA亲合层析柱纯化后,β2 m-HLA-A2/IgG1融合蛋白较HLA-A2/IgG1融合蛋白的纯化效率约高5倍。结论共价连接β2 m的HLA-A2二聚体有助于HLA-A2二聚体在低pH值的环境下保持构象完整。

β2微球蛋白-接头蛋白2-人类白细胞抗原A24(β2m-linker 2-HLA A24)蛋白的生物信息学分析、真核表达与鉴定

目的应用生物信息学方法对β2微球蛋白-接头蛋白2-人类白细胞抗原A24(β2m-linker 2-HLA A24)蛋白进行结构、功能预测分析,并对该蛋白进行真核表达与纯化。方法运用在线蛋白质分析软件ProtParam预测β2m-linker 2-HLA A24蛋白理化性质;磷酸化位点预测软件NetPhos和蛋白质二级结构预测软件SOPMA分析其磷酸化位点和二级结构;并利用蛋白质结构模型预测工具SWISS-MODEL建立三级结构模型。构建含组氨酸标签(His tag)的重组质粒pcDNA3.4/β2m-linker 2-HLA A24-His tag,在Expi293F细胞表达,经镍柱亲和层析获得β2m-linker 2-HLA A24蛋白;采用SDS-PAGE、Western blot、间接ELISA验证蛋白的纯度和性质。结果β2m-linker 2-HLA A24蛋白含有44个磷酸化位点,属于亲水性蛋白,二级结构以无规卷曲为主,并成功构建三级结构模型;成功构建pcDNA3.4/β2m-linker 2-HLA A24-His tag重组质粒,并在Expi293F细胞表达系统中获得可溶性表达。结论成功构建β2m-linker 2-HLA A24蛋白,生物信息学结果显示该蛋白具备与抗原肽结合并激活T细胞的功能。为后续联合使用该蛋白与抗原肽激活抗原特异性CD8^+T细胞实验奠定了基础。

小鼠β2m正义与反义RNA表达载体的构建及鉴定

【目的】构建小鼠 β2微球蛋白基因 (β2microglobulingene,β2m)正义及反义RNA表达载体 ,为研究降低细胞MHCⅠ类分子的表达作准备。【方法】从小鼠基因组获得的 β2m克隆中以 β2m pSV2ΔHXgpt为模板 ,合成两对引物 ,采用常规PCR方法分别扩增出 β2m引导区及其下游主要编码区 ,即外显子 1及部分外显子 2 ,然后利用重叠延伸法将两条片段拼接起来 ,再将其分别正向、反向插入载体 pcDNA3 ,并进行限制性内切酶酶切鉴定及序列分析。【结果】构建出小鼠 β2m正义和反义RNA表达载体 pcDNA3 β2mSN及 pcDNA3 β2mAN。【结论】克隆的正义及反义 β2m经限制性内切酶酶切鉴定结果正确 ,测序分析结果与文献一致 ,从而为下一步降低移植排斥反应的体内外研究奠定了基础。

人β_2m基因的克隆及表达

目的 克隆和表达HLA I类分子轻链(β2m)基因,为人工制备HLA I类分子提供基础。方法 利用逆转录PCR技术从Jeg-3细胞株中克隆β2m基因,与质粒pET22b(+)重组,构建原核表达载体pET22b(+)-β2m,转化宿主菌E.coli BL21(DE3),诱导β2m基因高效表达,并采用双抗体夹心ELISA法对表达产物进行抗原性和功能鉴定。结果 酶切和测序证实β2m基因克隆和载体构建成功,目的蛋白在宿主菌中高效表达于包涵体中;通过包涵体的分离和纯化获得初步纯化的β2m,所制备的β2m能够与特异性抗体结合,并能与HLA I类分子重链形成具有天然构象的HLA I类分子。结论 人β2m基因能够在原核宿主中高效表达,表达产物具有形成HLA I类分子的功能。