Aerolysin单分子界面的构建及高选择性单分子检测

提出了一种基于Aerolysin膜蛋白质分子构建单分子界面的方法,运用蛋白质工程技术对单分子界面进行定点修饰,所建立方法灵活、可控且重复性好.采用Poly(dA)4为探针分子对修饰后的单分子界面进行了表征,结果表明,在孔口处的Arginine修饰影响了寡聚核苷酸的选择性.为进一步理解Aerolysin单分子界面及合理设计功能性单分子界面提供了参考.

茶多酚对嗜水气单胞菌致病力的抑制作用

针对嗜水气单胞菌污染水产品所致动物感染和消费者食源性疾病等问题,筛选能够抑制嗜水气单胞菌致病力的天然产物茶多酚。溶血试验表明茶多酚对气溶素溶血活性具有直接抑制作用,通过荧光热漂移和七聚体形成试验分析其作用机制。结果表明,茶多酚虽在128μg/mL以下不抑制嗜水气单胞菌的生长,但能在1~8μg/mL直接抑制其主要毒力蛋白气溶素的溶血活性。荧光热漂移和七聚体试验发现,茶多酚通过与气溶素直接结合,降低了气溶素七聚体的形成并抑制其活性。细胞试验结果表明,4~8μg/mL茶多酚能对气溶素导致的人肺癌上皮细胞死亡具有显著的保护作用。此外,50 mg/kg茶多酚治疗可使斑点叉尾鮰嗜水气单胞菌感染模型的存活率提高至60%。综上,茶多酚通过直接与气溶素结合,抑制气溶素形成功能性七聚体而降低其活性,从而显著降低嗜水气单胞菌的体内、外致病力。研究结果提示茶多酚可作为抗生素替代或辅助药物用于治疗嗜水气单胞菌相关感染。

Aerolysin纳米孔道对寡聚核苷酸的高灵敏单分子检测

自纳米孔道单分子电化学技术提出以来,为了构建性能良好的纳米孔道,研究人员一直在寻找不同的孔道材料.本研究探索了Aerolysin生物纳米孔道在寡聚核苷酸检测方面的可能性.实验结果表明,与常用的α-溶血素纳米孔道相比,Aerolysin纳米孔道在寡聚核苷酸检测方面表现出更强的空间和时间分辨能力.三个碱基长度的寡聚核苷酸可对Aerolysin纳米孔道造成约为40%的电流阻断.阻断时间表现出电压相关性,随电压的升高而减小.与其他生物纳米孔道相比,Aerolysin纳米孔道无需任何基因突变、化学修饰即可实现对单个寡聚核苷酸的超灵敏分析.未来,Aerolysin纳米孔道将有可能应用于DNA损伤检测、micro RNA分析以及其他基于纳米孔道的单分子分析检测.

Precise Construction and Tuning of an Aerolysin Single-Biomolecule Interface for Single-Molecule Sensing

Membrane protein molecules can self-assemble to form a single-biomolecule interface,which can accommodate one single molecule at a time and provide a suitable sensing environment for single-molecule measurements.To achieve the high temporal and spatial resolution for revealing the heterogenous of single molecules,one of the most important challenge is to construct a functional single-biomolecule interface.

Aerolysin纳米孔核酸检测灵敏区域的协同相互作用探索研究

纳米孔单分子检测技术以其简便、快速、高通量及无需标记等特点,应用于DNA及蛋白质测序,更有望实现单分子动态构象变化的研究. Aerolysin(气单胞菌溶素)纳米孔道由于其特有的较长的β-桶限域区(β-barrel)及孔内壁丰富的带电荷氨基酸残基,在单个寡聚核苷酸分子分析中展现出极高的灵敏性.本设计利用dA14-4-X,dA14-11-X,dA14-4-X-11-X (X=C, T, G)等单个寡聚核苷酸探针分子,研究了Aerolysin的两个灵敏区域R1和R2,探索了R1灵敏区域对单个碱基弱相互作用的差异,实现区分单个碱基差异.进一步实验证明,R1灵敏区域对单个碱基类型差异的灵敏区分不受R2灵敏区域被碱基A、C、T占位所影响.然而,当R2区域被碱基G占位时,会使R1区域丧失对整个孔道电流的主导性.本研究有助于理解Aerolysin对单个寡聚核苷酸分子的超灵敏测量机制.

基于Aerolysin纳米孔道对单个c-di-AMP分子的检测研究

环二腺苷酸(c-di-AMP)是原核细胞中普遍存在的第二信使,不仅能够有效调控细胞生长、离子转运、细胞壁代谢平衡等多种生理过程,还能引发I型干扰素应答,激发机体天然免疫反应.本实验使用单个气单胞菌溶素(Aerolysin)纳米孔道蛋白构建的单分子界面,对c-di-AMP进行单分子测量研究.为提高Aerolysin纳米孔对带负电小分子化合物的测量灵敏度,本实验利用LiCl为支持电解质,有效屏蔽Aerolysin孔口表面负电荷,减小c-di-AMP与Aerolysin纳米孔之间的静电排斥,从而显著增强了Aerolysin纳米孔道对单个c-di-AMP分子的检测能力.实验结果显示,在90mV电压下,每分钟在LiCl中获得的有效穿孔事件的数量最高可达同条件KCl支持电解质的30倍,且有效穿孔事件占总体事件的比例在不同电压下提升了7~11倍.进一步表明,使用LiCl支持电解质,可有效增强Aerolysin孔道对带负电小分子化合物的测量灵敏度.因此,本研究实现了Aerolysin纳米孔道对单个环二核苷酸的高灵敏免标记检测,有望为单分子水平上阐明新型免疫干扰机制提供新的分析方法.

致病性嗜水气单胞菌气溶素基因PCR检测方法的建立

根据我国致病性嗜水气单胞菌分离株 AH-78-2气溶素 ( Aer)基因保守区的测序结果 ,设计 2对引物 ,建立了检测嗜水气单胞菌的 PCR方法。通过对 2 0株嗜水气单胞菌、1 2株相关菌株及 1 57份送检病料的检测 ,并与 SPA-Co A检测结果对照表明 ,PCR方法具有较高的敏感性与特异性 ,可检测最低 1 0 0 cfu的细菌。该方法的建立为致病性嗜水气单胞菌的检测提供了一种简便、快速的新途径 。

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。

鲢鳙鱼源致病性嗜水气单胞菌的分离、鉴定

从江西省南城县和广东省佛山市、韶关市患细菌性败血症病鲢鱼、鳙鱼体内分离到3株优势菌,人工感染鲢后证实为该病的病原菌,此3株菌对剑尾鱼的半致死量(LD50)分别为:2.64×105、9.24×104、4.45×105CFU/g。对3株病原菌进行形态特征、ATB细菌鉴定仪生理生化特性鉴定结果符合嗜水气单胞菌的特征;为进一步确定病原菌分类地位,对其16SrRNA序列扩增测序,并与相关细菌16SrRNA序列比对,构建系统发育树,在系统发育树中与嗜水气单胞菌聚类为一支。Aero气溶素基因PCR扩增出209bp条带,检测结果进一步表明此3株菌为含有毒力基因的致病性嗜水气单胞菌。

致病性嗜水气单胞菌气溶素基因的克隆与高效表达

根据 Gen Bank中致病性嗜水气单胞菌气溶素 (Aer)基因的序列设计引物 ,以国内嗜水气单胞菌分离株为模板 ,扩增出 Aer基因的全长序列。经 T载体克隆和序列测定 ,证实克隆了国内分离株的不含信号肽的 Aer全长基因。将该基因以正确的读码框架与表达载体 p ET2 8b连接 ,经 IPTG诱导、SDS- PAGE检测 ,外源基因获得高效表达。诱导 4 h的培养物中 ,融合蛋白的表达占菌体总蛋白含量的 4 8.5 7%。 Western-印迹结果显示 ,利用纯化包涵体制备的兔抗血清可以很好地识别嗜水气单胞菌产生的天然毒素 。

和厚朴酚对嗜水气单胞菌气溶素表达的抑制作用

为了研究不同浓度和厚朴酚对嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)致病力的影响,筛选抗嗜水气单胞菌感染的天然化合物,通过溶血试验、免疫印记试验、荧光定量PCR试验和动物试验进行了研究。结果发现,和厚朴酚能在亚抑菌浓度下降低嗜水气单胞菌培养物上清中的溶血活性;蛋白免疫印迹试验发现和厚朴酚能降低嗜水气单胞菌气溶素的分泌;荧光定量PCR试验进一步表明和厚朴酚与嗜水气单胞菌共培养后降低了气溶素编码基因aerA的转录而降低气溶素的分泌。此外,通过动物试验发现和厚朴酚治疗能显著提高斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)嗜水气单胞菌感染模型的存活率。以上研究表明,和厚朴酚能通过降低气溶素编码基因aerA的转录而降低嗜水气单胞菌的致病力,和厚朴酚是一种潜在的新型抗嗜水气单胞菌感染的先导化合物。

嗜水气单胞菌气溶素基因的克隆与序列分析

以嗜水气单胞菌BZ和NK分离株的DNA为模板，采用PCR技术，扩增气溶素基因（aerA）的DNA片段，将其克隆到pMD18-T载体上。通过序列测定，分析结果表明-所克隆的1393bp片段为aerA部分序列，编码产生464个氨基酸。BZ与NK之间aerA核苷酸同源性为97．6％，氨基酸同源性为98．3％，与其它分离物核苷酸同源性为71．6％～97．5％，氨基酸同源性为68．0％～98．9％。利用邻接法构建了aerA分子树状图，树状图分析表明：气单胞菌属各分离物聚为三支，其中嗜水气单胞菌各菌株之间关系密切，被聚类为同一支。

辽宁地区养殖淡水鱼感染嗜水气单胞菌的流行病学调查

通过RS选择性培养基和针对16S rDNA与气溶素基因的双重PCR检测技术,对采集于辽宁省不同地区、不同鱼类、不同症状病鱼感染的嗜水气单胞菌进行了系统的流行病学调查,并对致病性嗜水气单胞菌进行了毒力验证试验及对抗菌药物的敏感性试验。结果发现,51株临床样本中有26株分离菌扩增得到685 bp大小的目的片段,证明为嗜水气单胞菌,占分离细菌总数的50.98%,占绝对的优势,其中以出血症状为主的病鱼分离的菌占23.99%,以肠炎为主症状的病鱼分离菌占17.99%,以烂鳃症状为主病鱼分离菌占9%。26株嗜水气单胞菌中有17株同时扩增出252 bp大小的气溶素基因(aerA),表明这17株分离菌为致病性嗜水气单胞菌。人工感染试验结果表明,致病性嗜水气单胞菌均有毒力且毒力大小差异明显。药敏实验结果显示,嗜水气单胞菌不同分离株对抗生素的敏感性差异很大,对先锋V耐药率高达90%,对新生霉素、红霉素、利福平、四环素耐药率也相对较高,分别为56.2%,42.7%,37.5%,31.1%,而对氟哌酸、链霉素、庆大霉素则较敏感。该结果对建立片区病原库,揭示辽宁地区淡水养殖鱼类感染的嗜水气单胞菌的地理分布、毒力大小、耐药性差异,进而弄清嗜水气单胞菌的表型、基因型差异具有重要理论参考意义。

嗜水气单胞菌Lamp检测方法的建立及应用

基于嗜水气单胞菌气溶素（aerolysin）基因的序列，设计了1套引物，通过条件优化，成功建立了针对致病性嗜水气单胞菌的环媒恒温基因扩增（Lamp）检测法。采用Lamp法对病原菌进行了扩增，并对病鱼血样进行了检测。结果表明，该法只检出致病性嗜水气单胞菌。对不同浓度的细菌悬液扩增结果表明，Lamp检测嗜水气单胞菌的最低菌液浓度为1．4～14／μL。

PCR扩增特异性16SrDNA和溶血素基因检测致病性嗜水气单胞菌

根据已发表的气单胞菌16SrDNA基因序列及气单胞菌气溶素(aerolysin)基因序列,设计了2对引物,建立了检测致病性嗜水气单胞菌的PCR方法。通过对12株气单胞菌的检测,发现16SrDNA引物具有高度的特异性,仅对嗜水气单胞菌扩增阳性。而Aero基因引物检测结果与采用生物学方法(鲜血平板法)检测的结果符合率为97.2%,且具有高度的敏感性,可检测最低1fg的模板。将16SrDNA与Aero基因结合PCR方法检测致病性嗜水气单胞菌与用致病性嗜水气单胞菌检测试剂盒的符合率为94.4%。该方法的建立为致病性嗜水气单胞菌的检测提供了一种简便、快速的途径,是一种比较实用的致病性嗜水气单胞菌的检测方法。

嗜水气单胞菌双重PCR检测方法的建立及应用

根据GenBank收录的细胞兴奋性肠毒素(alt)基因和气溶素结构基因(aerA),依据嗜水气单胞菌保守序列分别设计能检测alt和aerA基因的特异性引物,并进行PCR反应体系和反应条件的优化。建立了一种快速检测嗜水气单胞菌双重PCR方法。结果显示,在同一PCR反应体系中,供试菌株嗜水气单胞菌扩增2条目的带,扩增产物的片段大小分别为200bp和280bp,而对照菌株温和气单胞菌、杀鲑气单胞菌、豚鼠气单胞菌、河流弧菌的PCR扩增则无条带检出。敏感性试验结果显示,该双重PCR最低能检测3×104cfu/mL菌体密度的嗜水气单胞菌,对嗜水气单胞菌模板DNA的检出极限为49fg/μL;同时对送检的患病水产品进行抽检,检测出阳性结果的样品均可分离到优势生长的嗜水气单胞菌。结果证实,试验所建立的基于2种基因的双重PCR方法快捷、灵敏,为今后由于该菌所引起的水产动物疾病的检测提供了参考依据。

嗜水气单胞菌实时荧光三重TaqMan PCR快速检测体系的建立

目的建立针对嗜水气单胞菌的高灵敏、高特异的实时荧光三重TaqMan聚合酶链式反应(PCR)快速检测体系。方法根据嗜水气单胞菌的16SrDNA、气溶素基因(aerA)和丝氨酸蛋白酶基因(ahp)的特异性序列设计引物及TaqMan探针,利用高通量实时荧光PCR检测平台探讨该检测体系的灵敏度;用29种其他肠道致病菌及院内感染中常见的致病菌评价该检测体系的特异性。结果实时荧光三重TaqMan PCR快速检测体系对嗜水气单胞菌重组质粒的检测灵敏度为1×102拷贝/反应体系;对嗜水气单胞菌基因组的检测灵敏度为5×10-2pg/反应体系;该体系的特异性引物探针在检测29种其他肠道致病菌及院内感染中常见的致病菌时未出现假阳性,整个反应在2h内完成。结论本研究建立的实时荧光三重TaqManPCR检测体系可作为嗜水气单胞菌灵敏、特异、快速的检测方法,并同时评价嗜水气单胞菌的致病潜力。

东北三省致病性嗜水气单胞菌快速检测

从东北三省养殖鱼类体内分离到21株嗜水气单胞菌,通过生理生化方法对该菌进行初步鉴定,然后根据已发表的嗜水气单胞菌16S rDNA基因和气溶素基因(Aer)的保守序列,设计2对引物,利用PCR方法对所分离到的21株嗜水气单胞菌以及参考株进行PCR扩增。结果表明,相对于常规的微生物生理生化检测,PCR对嗜水气单胞菌的检出率为90.48%。本方法的建立为常规理化检测方法提供辅助手段,从而更加有效、快捷的检测致病性嗜水气单胞菌,对东北三省地区水产养殖动物的疾病防治、流行病学调查等具有重要意义。

含嗜水气单胞菌气溶素的免疫刺激复合物的制备及其对欧洲鳗的免疫效果

将嗜水气单胞菌气溶素(AerA)基因定向连接到pET32a(+)表达载体,转化大肠杆菌BL21(DE3),SDS-PAGE分析表明,硫氧还蛋白-气溶素融合蛋白(Trx-AerA)表达量占重组菌总蛋白量的65.5%。将上述融合蛋白与商品化的QuilA混合,分别添加Mega-10、卵磷脂、胆固醇获得Trx-AerA ISCOMs。其中同时添加Mega-10、卵磷脂、胆固醇组蛋白回收率最高为10.46%,仅添加QuilA组蛋白回收率为1.82%,两者差异显著(P<0.05)。分别采用Trx-AerA、Trx-AerA ISCOMs、Trx ISCOMs经腹腔注射免疫欧洲鳗,免疫30 d后,每个实验组取5尾实验鱼采集血清,按1∶200稀释通过ELSIA法检测抗体水平,同时采用菌数为2.0×106CFU的嗜水气单胞菌ZN1株进行攻击,测定免疫效力。结果显示:Trx-AerA免疫组相对保护率为0%(3/15),Trx-AerA ISCOMs免疫组为83.3%(13/15),Trx ISCOMs免疫组为50%(9/15);3个免疫组针对气溶素的特异性抗体水平OD450值分别为0.19,0.52,0.36,Trx-AerA ISCOMs免疫组、Trx-AerA免疫组显著高于Trx ISCOMs免疫组(P<0.05)。结果表明影响嗜水气单胞菌免疫效果的除了气溶素的抗体水平外,ISCOMs等也能够增强非特异性免疫保护应答。

嗜水气单胞菌气溶素的纯化及其溶血特性分析

目的用亲和纯化法纯化嗜水气单胞菌气溶素,从单因子水平分析嗜水气单胞菌的溶血特性。方法用嗜水气单胞菌气溶素单克隆抗体McAb3C12B11为配体制备亲和层析柱,甘氨酸洗脱以获得纯化的嗜水气单胞菌ZN1气溶素。获得的纯化气溶素分别与1%欧洲鳗鲡血红细胞、1%兔血红细胞、1%羊血红细胞进行溶血特性分析,并利用单克隆抗体McAb3C12B11进行溶血抑制试验。结果经亲和纯化获得分子量约为51.7kDa的气溶素,该气溶素能在Western-blotting反应中被嗜水气单胞菌ZN1胞外产物(ECPs)免疫血清和McAb3C12B11所识别。溶血试验证实亲和纯化的ZN1气溶素和ZN1ECPs对兔血红细胞、欧洲鳗血红细胞和绵羊血红细胞的溶血效价分别为5.12×104HU/mg、3.20×103HU/mg、6.40×103HU/mg和2.56×104HU/mg、1.28×104HU/mg、3.20×103HU/mg。溶血抑制试验结果表明:当红细胞为1%兔血红细胞时,McAb3C12B11对气溶素和ZN1ECPs的溶血抑制效价均为1∶211;当红血细胞为1%欧洲鳗血红细胞时,McAb3C12B11对气溶素的溶血抑制效价为1∶210,对ZN1ECPs的溶血抑制效价仅为1∶23。结论嗜水气单胞菌气溶素在单因子条件下与嗜水气单胞菌ECPs的溶血特性存在一定的差异,嗜水气单胞菌ZN1ECPs中存在多种溶血性毒素,这些毒素对不同宿主的溶血能力存在差异,同一嗜水气单胞菌菌株对不同的宿主起主要作用的溶血性毒素不同。