白喉毒素无毒突变体CRM197基因的克隆与表达

目的构建白喉毒素(Diphtheria toxin)无毒突变体CRM197(Cross-reacting materials 197)的原核表达载体,并在大肠杆菌中表达重组蛋白。方法以白喉杆菌(ATCC39255)基因组DNA为模版,采用聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)扩增CRM197基因,插入表达载体pET11b中,构建重组原核表达质粒pET11b-CRM197。经双酶切及测序鉴定正确后,重组质粒被转化入大肠杆菌Rosetta 2(DE3)pLysS,IPTG诱导表达,表达产物经SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。结果重组表达质粒经双酶切及测序鉴定,结果表明与预期一致;表达的重组蛋白相对分子质量约58 000,并可与鼠抗CRM197单克隆抗体特异性结合。结论已成功构建了重组原核表达载体pET11b-CRM197,重组的CRM197蛋白在大肠杆菌中得到了表达,为以该重组突变体作蛋白载体制备结合疫苗奠定了基础。

反相高效液相色谱法检测白喉毒素无毒突变体CRM197蛋白纯度

目的 建立反相高效液相色谱法(reverse phase high performance liquid chromatography, RP-HPLC)检测白喉毒素无毒突变体CRM197蛋白纯度。方法 利用Agilent AdvanceBio RP-mAb SB-C8(100 mm×2.1 mm)分析柱和Agilent1260高效液相色谱系统,以含0.1%三氟乙酸水溶液-异丙醇(98∶2)为流动相A,以含0.1%三氟乙酸乙腈溶液为流动相B,进行梯度洗脱,体积流速为0.5 mL/min,检测波长为280 nm,柱温为65℃,进样体积为10μL,采用面积归一法检测CRM197蛋白纯度,并对方法的适用性、专属性、重复性、中间精密度、线性、灵敏度和耐用性指标进行考察。用建立的方法检测CRM197蛋白酸处理供试品溶液、碱处理供试品溶液及3批原液的纯度。结果 建立的方法系统适用性良好;专属性验证表明空白溶液在目标峰积分范围内无干扰峰,热处理CRM197蛋白目标峰与其他杂质峰分离度>1.5;6次重复进样目标峰面积相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)为1.14%,保留时间RSD为0.81%;中间精密度分析目标峰面积RSD为1.62%,保留时间RSD为0.06%;CRM197蛋白含量在20~2 000μg/mL范围内,与峰面积存在良好的线性关系(R^(2)=0.999 8);最低检测限为10μg/mL,定量限为20μg/mL;在改变柱温色谱条件时,目标峰面积百分比与保留时间均RSD≤5.00%,耐用性研究合格。对酸处理、碱处理供试品溶液及3批原液进行纯度检测,纯度在76.5%~96.9%,结果准确。结论 建立的RP-HPLC检测CRM197蛋白纯度的方法,经验证各项指标均符合要求,可用于CRM197蛋白的纯度检测。

紫外分光光度法测定白喉毒素无毒突变体CRM197的蛋白含量

目的基于紫外分光光度法,建立一种测定白喉毒素无毒突变体CRM197蛋白含量的方法。方法在天然折叠状态和非折叠状态(CRM197蛋白经盐酸胍变性)下,分别测定相同含量的CRM197蛋白A_(280 nm)值,再根据朗伯-比尔定律c=A/εL计算其折叠状态消光系数。同时,使用当前建立的方法与BCA法分别测定CRM197蛋白的含量,并对2种方法的差异和检测特点进行比较分析。结果根据CRM197蛋白的氨基酸一级序列与相对分子质量计算出其理论消光系数为0.934 mL/(mg·cm),在280 nm处的实验消光系数为(0.959±0.006)mL/(mg·cm)。2种方法测定同一蛋白样本的结果一致,分别为(2.17±0.02)mg/mL和(2.14±0.09)mg/mL;本方法检测值的CV为0.70%,BCA法检测值的CV为4.15%。结论本研究建立的CRM197蛋白含量测定方法准确性高、线性范围宽、获取数据快,可用于CRM197蛋白含量的测定,同时为其他载体蛋白的含量测定提供了参考。

白喉毒素无毒突变体CRM197蛋白的结构确证分析

目的对本公司制备的白喉毒素无毒突变体CRM197蛋白进行结构确证分析。方法通过发酵、提纯制备3批CRM197蛋白,经N-末端序列、C-末端序列、质量肽图和肽段覆盖率分析进行一级氨基酸序列结构确证分析,经圆二色谱法进行二级蛋白结构确证分析。结果3批CRM197蛋白N-末端均为GADDVVDSSK,C-末端均为FEIKS,质量肽图的紫外图谱高度一致,肽段覆盖率为100%,一级结构与标准CRM197蛋白氨基酸序列完全一致。3批CRM197蛋白二级结构测算值比例差异不大,批间稳定。结论本公司自制的3批CRM197蛋白与标准CRM197蛋白结构基本一致,为研制以CRM197为载体蛋白的多糖-蛋白结合疫苗及其产业化生产奠定了基础。

白喉毒素无毒变异体CRM_(197)的表达及其载体作用

目的表达白喉毒素无毒变异体CRM197,并考察其载体作用。方法利用基因工程技术在大肠杆菌BL21(DE3)中表达CRM197,用金属镍离子亲和层析纯化;以重组CRM197为蛋白载体,在EDAC的作用下,与活化的A群脑膜炎球菌荚膜多糖(GAMP)结合,制备GAMP-rCRM197结合物,免疫BALB/c小鼠,间接ELISA法测定血清中A群脑膜炎球菌多糖特异性IgG抗体,并分析其免疫原性。结果重组CRM197在大肠杆菌中主要以包涵体形式表达,表达量占菌体总蛋白的25%左右;Western blot证明重组CRM197具有良好的反应原性;各针接种后,结合物诱生的多糖特异性IgG水平均显著高于GAMP组和GAMP+rCRM197混合物组,具有较强的免疫原性;多次接种产生了免疫增强效应,重组CRM197具有载体蛋白的作用。结论已在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了重组CRM197,以纯化的重组CRM197作为载体制备的GAMP-rCRM197结合物具有良好的免疫原性,为以重组CRM197为蛋白载体制备其他结合疫苗奠定了实验基础。

大肠杆菌表达白喉毒素突变体CRM197高密度发酵工艺研究

本文对具氨苄抗性编码白喉毒素突变体CRM197基因质粒的的大肠杆菌BL-21/pET25b的发酵条件进行了研究,获得了CRM197高效表达的最佳条件。在IPTG诱导作用下,CRM197以包含体的形式存在。采用变速补料分批发酵工艺,经10 h发酵菌体收获量可达50 g/L(湿重),目的蛋白表达量约占总蛋白的18%以上。

柯萨奇病毒A组6型VP1与白喉毒素无毒突变体GRM197融合蛋白的原核表达及其免疫原性

目的原核表达柯萨奇病毒A组6型(coxsackievirus A6,CVA6)VP1蛋白与白喉毒素无毒突变体CRM197片段A的融合蛋白(CRM197A-CVA6 VP1),并评价其免疫原性。方法将经密码子优化的CRM197A基因与CVA6 VP1基因连接,克隆至原核表达载体pET-28a中,构建重组表达质粒pET-28a-CRM197A-CVA6 VP1,转化感受态E.coli BL21(DE3),IPTG诱导表达目的蛋白,经Ni-NTA柱层析及透析复性后获得重组蛋白CRM197A-CVA6 VP1,检测重组蛋白的粒径及电位,并进行蛋白荧光光谱检测。经沙鼠腹腔注射免疫铝佐剂吸附的重组蛋白CRM197A-CVA6VP1,20μg/(只·0.5 mL),同时设对照组(等体积的铝佐剂);1周后进行加强免疫,免疫途径及剂量同上。首次免疫后4周,经沙鼠眼眶采血,分离血清,ELISA法检测血清结合抗体,微量细胞病变法检测血清中和效价。相同方法对沙鼠进行分组及给药,于初次免疫4周后,经沙鼠腹腔接种CVA6病毒液,1×10^(4)TCID_(50)/只,观察沙鼠的存活情况。结果测序结果表明,重组表达质粒pET-28a-CRM197A-CVA6 VP1构建正确。重组蛋白CRM197A-CVA6 VP1的粒径为81.16 nm,电位为23.12 mV,280 nm激发光下检测到最大发射波长为353 nm,纯度达88.3%。试验组及对照组沙鼠血清中结合抗体效价的几何平均数分别为44565和0,中和抗体效价的几何平均数分别为30.4和0,两组间结合抗体效价和中和抗体效价的几何平均数差异均有统计学意义(P均<0.05)。对照组沙鼠于攻毒后第3天开始出现死亡,第13天全部死亡;试验组沙鼠在攻毒过程中未发现死亡,保护率达100%。结论原核表达的重组蛋白CRM197A-CVA6 VP1在沙鼠体内可产生良好的免疫原性。

23F型肺炎球菌多糖与CRM197蛋白结合物制备及特性研究

目的采用改良胺化还原法,白喉无毒突变体CRM197蛋白作为载体,制备23F型肺炎球菌多糖蛋白结合物。方法在还原胺法的基础上,以1,6-己二酰肼(ADH)为分子臂,在碳二亚胺(EDAC)作用下衍化CRM197蛋白,衍化后蛋白再与多糖上的醛基反应,形成共轭结合;采用高效液相色谱技术(HPLC)、免疫扩散等方法分析结合物,并将获得的结合物免疫NIH小鼠,用ELISA方法检测多糖IgG水平。结果 HPLC图谱和免疫扩散检测结果证明了结合物的获得;动物免疫产生了较多糖高的抗23F肺炎多糖抗体,并有免疫记忆发生。结论采用改良还原氨化法可以制备出动物免疫原性良好的23F型多糖蛋白结合物。

冻干b型流感嗜血杆菌荚膜多糖-白喉毒素无毒变异体CRM197结合物的制备及其质量评价

目的制备冻干b型流感嗜血杆菌(Haemophilus influenza type b,Hib)荚膜多糖-白喉毒素无毒变异体CRM197结合物,并评价其质量。方法发酵培养白喉棒状杆菌C7 M1菌株表达CRM197蛋白,产物经DEAE SFF阴离子层析柱纯化,冻干后获得载体蛋白CRM197。Hib荚膜多糖水解后,采用氧化还原法与CRM197蛋白结合,制备结合物原液,冻干后制备3批成品。按《中国药典》三部(2015版)要求对成品进行各项生化指标检测及鉴别试验,并通过免疫新西兰幼兔,检测结合物的免疫原性。结果3批冻干疫苗成品的各项生化指标及鉴别试验均符合相关规定,免疫后家兔血清中抗体滴度明显升高(P<0.01),且可通过加强免疫提高其免疫效果。结论成功制备了冻干Hib荚膜多糖-白喉毒素无毒变异体CRM197结合物,且具有良好的免疫原性。

两种ACYW135群脑膜炎球菌多糖-CRM197结合疫苗的制备及质量与免疫原性分析

目的 对比2种结合方式的以白喉毒素无毒突变体197(cross-reacting material 197,CRM197)蛋白为载体制备的ACYW135群脑膜炎球菌结合疫苗的质量与免疫原性。方法 方法一以CRM197蛋白羧基为结合位点,用1-氰基-4-(二甲氨基)吡啶四氟硼酸盐(1-cyano-4-dimethylaminopyridinium tetrafluoroborate, CDAP)分别将A、C、Y、W135群脑膜炎球菌多糖羟基活化为氰基,以己二酸二酰肼(adipic acid dihydrazide, ADH)作为连接剂,最后通过4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐[4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methyl morpholinium chloride, DMTMM]与CRM197反应得到单价结合物;方法二用CRM197蛋白氨基为结合位点,用高碘酸钠分别氧化A、C、Y、W135群脑膜炎球菌多糖羟基为醛基,加入CRM197蛋白生成席夫碱,最后通过氰基硼氢化纳还原,得到单价结合物。对2种结合方式制备的结合物原液进行理化检测,合格后再分别将2种路线的单价结合物按比例与冻干辅料混合后经冻干制成2种ACYW135群脑膜炎球菌结合疫苗(ACYW135-CRM197),分别免疫NIH小鼠后,用ELISA检测小鼠血清中抗体并进行统计学分析。结果 2种结合方式制备的ACYW135群脑膜炎球菌结合疫苗,游离多糖含量均<20.00%,K_D值在0.2以前的洗脱液多糖回收率均>80.00%,但以CRM197蛋白羧基为结合位点的ACYW135群脑膜炎球菌单价结合物原液中游离多糖含量(3.20%~11.50%)均低于以氨基为结合位点的相应结合物原液中的游离多糖(8.35%~17.42%);疫苗成品的平均相对分子质量,以CRM197蛋白羧基为结合位点的ACYW135群脑膜炎球菌结合疫苗更大。2种结合疫苗免疫小鼠后其体内产生的抗体经检定后统计分析,A群、C群多糖免疫原性差异均无统计学意义(P=0.080,P=0.176),W群、Y群多糖免疫原性差异均有统计学意义(P=0.015,P=0.027)。结论 以CRM197蛋白载体羧基为结合位点的ACYW135群脑膜炎球菌结合疫苗在质量和免疫原性方面均不差于传统的以CRM197蛋白载体氨基为结合位点的ACYW135群脑膜炎球菌结合疫苗。

大肠杆菌表达CRM_(197)及其在通用流感疫苗中的应用

利用基因工程技术在大肠杆菌BL21(DE3)中表达白喉毒素无毒突变体CRM_(197),经变性条件下亲和纯化后,作为蛋白载体与流感抗原M2e经BMPH偶联,制备CRM_(197)-M2e结合物,用其免疫BALB/c小鼠,采用间接ELISA法测定血清中M2e特异性IgG抗体.结果表明,重组CRM_(197)在大肠杆菌中成功表达,优化后蛋白表达量约为250±30 mg/L,纯度达95%以上;所制CRM_(197)-M2e结合物可有效免疫BALB/c小鼠,其刺激产生的M2e特异性IgG抗体滴度分别是健康组、M2e免疫对照组、CRM_(197)免疫对照组及CRM_(197)+M2e混合组的430.5,32,181和215倍.