哈维氏弧菌vgrG基因的原核表达及多克隆抗体的制备

VI型分泌系统(T6SS)是革兰氏阴性菌特有的一种多功能分泌系统,它与致病菌的致病性密切相关;而vgrG则是T6SS系统的结构蛋白之一,它与T6SS的功能直接相关.为了获得哈维氏弧菌vgrG基因的外源重组蛋白及制备其多克隆抗体,本研究以哈维氏弧菌QT520菌株的DNA为模板,在扩增获得vgrG基因后,构建了原核表达载体pET32a-vgrG并将其转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行原核表达.结果显示,在16℃和1mmol·L^(-1)IPTG诱导20 h的条件下,可诱导重组蛋白rvgrG大量表达,条带大小与预期的分子量(88 kDa)一致;通过Ni^(2+)亲和层析柱对融合蛋白rvgrG进行纯化,获得了纯度较高的目的蛋白rvgrG;将rvgrG重组蛋白通过腹腔注入小鼠体内后观察其毒性,结果显示rvgrG对小鼠无毒害作用;进一步用纯化蛋白rvgrG制备多克隆抗体,经ELISA检测,vgrG多克隆抗体的效价高达1∶320000;蛋白免疫印迹(Western blot)检测表明,本实验所制备的vgrG多克隆抗体特异性强,可为后续进行vgrG蛋白的致病性及致病机制研究提供良好的实验材料.

细菌Ⅵ型分泌系统Hcp与VgrG蛋白的共进化分析

以组成Ⅵ型分泌系统(T6SS)鞘结构蛋白Hcp和VgrG为研究对象,通过蛋白质序列同源性、进化特征及表达相关性的分析,以了解Hcp和VgrG共进化的特征及其在表达上的相互影响。结果表明:Hcp与其他T6SS结构基因共进化,但VgrG却有很大的随机性。1个细菌可能有多套T6SS,一般1个hcp基因对应1套系统。vgrG的数目变化很大,有的细菌只有1个vgrG基因,有的细菌却多达30个,且与有多少套T6SS没有多大的关系。进化分析表明:Hcp可分为14个类,种间的差异小于种内差异。VgrG在进化上可分为3大类,种间差异也小于种内差异。VgrG多样性可能与其识别并辅助不同效应因子转运有关。共进化分析显示VgrG与Hcp具有一定的共进化特性,可推测单个细菌中相互配对的VgrG与Hcp。表达分析显示,在水稻细菌性条斑病菌RS105中,几乎所有的vgrG都与hcp基因的表达正相关,说明在表达水平不能分析两者之间的进化关系,但可说明RS105中VgrG与Hcp功能的相关性。因此,VgrG与Hcp在进化和功能上具有显著相关性。

铜绿假单胞菌VgrG1a蛋白的原核表达及其人鼠嵌合型单抗的制备与鉴定

目的探究铜绿假单胞菌Ⅵ型分泌系统缬氨酸甘氨酸重复蛋白G1a(VgrG1a)的原核表达方法,并制备其鼠源性和人鼠嵌合型单克隆抗体,为抗铜绿假单胞菌感染的诊断和治疗提供基础。方法根据NCBI网站上查找到的VgrG1a序列构建重组质粒pET-21a-VgrG1a,转化大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)plysS进行诱导。通过免疫沉淀法和酶联免疫吸附实验(ELISA)对诱导得到的重组蛋白进行表达、纯化和鉴定。用纯化后的VgrG1a重组蛋白免疫BALB/c小鼠,制备鼠源多克隆抗体,并利用ELISA方法测定小鼠血清抗体的效价和特异性。通过P3X63Ag8.653骨髓瘤细胞融合小鼠脾细胞制备杂交瘤细胞,再通过有限稀释法获得单克隆细胞。经多次ELISA筛选出能够稳定表达特异性抗体的细胞株。测序后获得单克隆抗体的序列信息,并构建人鼠嵌合基因,设计出含有此嵌合基因抗体的质粒,转染Expi293细胞,制备人源化单克隆抗体。结果实验成功构建了VgrG1a重组质粒,经探索在最佳表达诱导条件下[16℃下使用0.5 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导16 h],表达得到了重组蛋白VgrG1a。SDS-PAGE凝胶电泳结果显示,相对分子质量72000处重组蛋白浓度最高。检测制备的鼠源抗体在稀释到1/640000后效价仍较高,并且与目的蛋白能特异性地识别并结合。人鼠嵌合型单克隆抗体8A4F5对抗原VgrG1a亲和力高于鼠源单克隆抗体。结论该原核表达的重组蛋白具有良好的免疫原性,利用表达的重组蛋白制备的单克隆抗体具有较高的抗体效价和特异性,为进一步研究蛋白的结构与功能、研制相关的诊断试剂及疫苗提供了生物材料。

VI型分泌系统2核心组分VgrG对禽致病性大肠杆菌致病性的影响

【目的】构建禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)VI型分泌系统2(Type VI secretion system 2,T6SS2)结构基因vgrG缺失株,研究其对APEC生物学特性及致病性的影响。【方法】通过Red同源重组方法构建DE719菌株vgrG基因缺失株,并利用低拷贝质粒pSTV28构建互补株。比较分析野生株、缺失株与互补株的生长特性、运动性、生物被膜形成能力、黏附侵袭能力、动物致病力等差异。【结果】vgr G基因缺失不影响DE719的生长速度、运动能力及生物被膜形成能力。致病性试验表明缺失vgrG导致体内定殖能力及致病力显著下降,然而对DF-1细胞的黏附能力增强。【结论】T6SS2核心组分VgrG在APEC感染过程中发挥重要作用,为了解APEC的致病作用提供参考。

河弧菌VfqI-VfqR密度感应系统对VflT6SS2附属基因簇中vgrG操纵子的调控研究

目的探究河弧菌VfqI-VfqR密度感应系统对VflT6SS2附属基因簇hcp-vgrG中vgrG操纵子的调控。方法使用荧光定量反转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测野生株和VfqI-VfqR系统缺失株中vgrG的mRNA水平。利用启动子-lux报告质粒系统检测冷光值,确定vgrG启动子在河弧菌野生株、缺失株、回补株中的活性差异。在大肠埃希菌中,导入VfqR过表达质粒,检测vgrG启动子-lux报告质粒冷光值,确定VfqR可否激活vgrG启动子。结果△vfqI、△vfqR和△vfqI-vfqR缺失株中vgrG mRNA水平和启动子活性均显著低于野生株;在△vfqR中回补VfqR表达质粒pSRvfqR和在△vfqI中分别添加3-oxo-C_(10)-HSL、C_(10)-HSL和3-oxo-C_(12)-HSL AHLs分子均能恢复vgrG启动子活性,并且3种AHLs分子效果大体一致。在大肠埃希菌中过表达VfqR并添加上述3种外源AHLs,对vgrG启动子活性没有影响。结论VfqI-VfqR密度感应系统在启动子水平正性调控vgrG操纵子,并且该调控作用是间接的。

VI型分泌系统核心组分VgrG的致病功能

VI型分泌系统（Type VI secretion system,T6SS）是一种接触依赖性分泌系统,能够将效应因子分泌至细菌胞外,具有多种不同功能,包括增强致病菌毒力、抗细菌毒力、增加机会致病菌的菌间竞争力。T6SS存在于超过四分之一的革兰阴性菌中[1-2]。禽致病性大肠杆菌（Avian Pathogenic Escherichia coli,APEC）可引起鸡、鸭及其他禽类的肠道外疾病,严重制约养禽业的健康发展,同时对食品安全构成威胁。

辣椒溶杆菌Lysobacter capsici X2-3遗传操作体系的建立

辣椒溶杆菌(Lysobacter capsici)X2-3是本实验室从小麦根际土壤中分离的对多种植物病原真菌和卵菌有明显拮抗活性的菌株,建立有效的遗传操作体系对了解其基因的功能具有重要意义。本研究以VgrG为目标基因,比较了不同载体对X2-3基因敲除效果,结果发现,载体pEX18GM、pBR325和pK19mob转化X2-3后,均未得到VgrG缺失突变体;而载体pKMS1转化X2-3后,经10%蔗糖二次筛选、PCR和Southern blot验证等,成功得到VgrG缺失突变体;用广宿主载体pBBR1MCS-5构建的VgrG互补突变体,可以恢复VgrG基因的功能。本结果为进一步研究该菌的基因功能提供了技术保障。

鼠伤寒沙门氏菌Ⅵ型分泌系统相关基因敲除及其功能特性

Ⅵ型分泌系统(T6SS)是大多数革兰氏阴性细菌中都存在的一种重要的分泌系统,能介导细菌与细菌之间以及细菌和宿主细胞之间的相互作用,溶血素共调节蛋白(Hcp)和缬氨酸甘氨酸重复蛋白G(VgrG)是组成T6SS穿刺装置的重要组分。但鼠伤寒沙门氏菌Ⅵ型分泌系统的Hcp与VgrG在该菌入侵宿主细胞及抗吞噬过程中发挥的作用尚不十分清楚。【目的】本研究旨在利用基因敲除技术构建的鼠伤寒沙门氏菌hcp及vgrg基因缺失株体外接种真核上皮细胞和巨噬细胞,并以其亲本株作为对照,以研究Hcp及VgrG在该菌粘附、侵入上皮细胞及抗吞噬过程中所发挥的作用。【方法】通过优化Red同源重组系统操作过程中各个条件,建立一套快速敲除鼠伤寒沙门氏菌Ⅵ型分泌系统相关基因的操作系统,成功构建鼠伤寒沙门氏菌CVCC541的hcp及vgrg单基因缺失株、双基因缺失株及三基因缺失株,并用Hela细胞接种试验和菌落计数试验,评估不同菌株的粘附和侵袭能力;用小鼠巨噬细胞RAW 264.7接种试验,评估不同菌株的抗吞噬能力。【结果】与亲本株CVCC541粘附侵袭Hela细胞相比,基因缺失株CVCC541Δvgrg、CVCC541Δhcp2Δvgrg和CVCC541Δhcp1Δhcp2Δhcp3的粘附率分别为17.17%±2.1%、14.73%±2.5%和82%±3.7%;CVCC541Δvgrg、CVCC541Δhcp2Δvgrg和CVCC541Δhcp1Δhcp2Δhcp3的侵袭率分别为7.05%±1.05%、6.21%±1.35%和87%±3.25%;与亲本株CVCC541在小鼠巨噬细胞RAW 264.7中的存活相比,基因缺失株CVCC541Δvgrg、CVCC541Δhcp2Δvgrg和CVCC541Δhcp1Δhcp2Δhcp3的存活率分别为15.67%±2.9%、14.47%±1.87%和56.12%±3.48%。【结论】鼠伤寒沙门氏菌Ⅵ型分泌系统VgrG和Hcp对该菌入侵细胞和抗吞噬方面具有重要作用,该研究为鼠伤寒沙门氏菌通过六型分泌系统与宿主细胞相互作用的机制研究奠定了基础。

霍乱弧菌Ⅵ型分泌系统的效应蛋白对细菌细胞壁的降解机制

【背景】肽聚糖(Peptidoglycan,PG)是细菌细胞壁的重要组成部分,而霍乱弧菌Ⅵ型分泌系统(Type Ⅵ Secretion System,T6SS)可以分泌具有肽聚糖水解酶活性的效应蛋白到受体细菌中杀死细胞,这类水解酶的作用机制尚未研究清楚。【目的】通过对细菌细胞壁的PG成分进行研究,建立细胞壁PG成分分析方法,并对霍乱弧菌T6SS分泌的2个破坏细胞壁的效应蛋白TseH和VgrG3的作用机制进行解析。【方法】使用显微镜观察TseH和VgrG3异位表达对宿主细菌生长的影响;纯化大肠杆菌细胞壁,使用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)观察提纯的细胞壁形态;使用纯化的TseH和VgrG3分解消化PG,利用超高效液相色谱-飞行时间质谱(Ultra-Performance LiquidChromatography-Time-of-FlightMassSpectrometry,UPLC-TOFMS)分析鉴定消化后的产物成分;通过分析结果推导结构。【结果】通过透射电子显微镜观察,发现提纯的PG呈现半透明的薄膜泡状;通过UPLC-TOFMS的分析以及逆向推导,得到了提纯的PG被VgrG3水解酶降解之后的3种主要产物,分别是二糖二肽(Disaccharide,Di)、二糖三肽(Disaccharide Tripeptide,Tri)和二糖四肽(Disaccharide Tetrapeptide,Tetra)。【结论】建立了提纯PG和UPLC-TOFMS分析PG成分的方法,揭示了效应蛋白VgrG3而非TseH可以降解PG多糖链N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸之间的β(1-4)糖苷键的功能。由于攻击细胞壁的效应蛋白在革兰氏阴性细菌中广泛存在,本研究不仅为鉴定这类重要效应蛋白的功能提供了有效的方法,而且对研究靶向细胞壁的新型抗生素也有重要的指导作用。