猪N-乙酰谷氨酸合成酶多克隆抗体的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种猪N-乙酰谷氨酸合成酶多克隆抗体的制备方法及其应用。
背景技术
长期以来人们认为猪乳能够提供足够量的氨基酸以满足哺乳仔猪的生长需要,但近年来的研究却表明当猪乳作为仔猪唯一的日粮蛋白来源时,哺乳仔猪并不能够获得最佳的生长性能,研究结果表明仔猪7-21日龄时母乳中的精氨酸供应及仔猪内源合成的精氨酸是限制仔猪最佳生长需要主要因素之一,因此增加哺乳仔猪的精氨酸供应有助于发挥新生仔猪的最大生长潜力。
N-乙酰谷氨酸(NAG)是精氨酸的内源合成途径第一个合成酶-氨基甲酰磷酸合成酶(CPSI)的变构激活剂(Adadjieva et al.,2001)。N-乙酰谷氨酸合成酶(NAGS)存在在肝脏和肠线粒体中,它能催化谷氨酸和乙酰辅酶A合成N-乙酰谷氨酸。在哺乳仔猪的小肠粘膜和肝脏的线粒体中由于N-乙酰谷氨酸合成酶的不足致使N-乙酰谷氨酸的合成量不足,从而降低肠道瓜氨酸和精氨酸的合成,导致哺乳仔猪精氨酸缺乏。虽然在哺乳仔猪的奶替代日粮中添加精氨酸可以极大的提高其生产性能,但由于全自动人工饲喂系统成本昂贵,不适于实际的养猪生产。因此如何检测不同日粮水平和不同发育阶段猪NAGS在体内的分布和表达活性的变化,以阐明NAG缺乏的潜在分子机制和寻找内源性精氨酸的营养调节的实用方法是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种猪N-乙酰谷氨酸合成酶多克隆抗体的制备方法及其应用。这种抗体能检测不同日粮水平和不同发育阶段猪NAGS在体内的分布和表达活性的变化。
本发明猪N-乙酰谷氨酸合成酶多克隆抗体的制备方法,包括如下步骤:
1)克隆猪的NAGS基因,根据该基因序列设计并合成引物:
NAGSF:5’-CGCGCGAATTCAGGAGGAATTTAAAATGAGAGGATCGCATCACCATCACCATCACGACATGAAGCCTCTGGTGGTTCTGGGGCTG-3’;
NAGSR:5’-CTGCAGGTCGACTCATTCAGCTGCCTGGGTCAGAAGCCG-3’,
其中Sal1酶切位点5’G’TCGAC 3’,EcoR1酶切位点5’G’AATTC 3’,CATCACCATCACCATCAC为六个组氨酸标签,通过RT-PCR扩增猪NAGS基因的编码区序列,其全长为1107bp;
2)将步骤1)获得的NAGS基因连接入pLM1载体中,并将连接产物转化大肠杆菌DH5α(E.coli DH5α)感受态细胞中,筛选并得到重组原核表达质粒pLM1-NAGS;
3)将步骤2)获得的表达全长猪N-乙酰谷氨酸合成酶的重组原核表达质粒pLM1-NAGS转化到大肠杆菌BL21(E.coli BL21)中;
4)培养步骤3)的大肠杆菌BL21,直到菌液OD值为0.4;
5)在培养的大肠杆菌BL21中加入IPTG 0.2mM,诱导;
6)将诱导后的菌体离心收集,用PBS重悬,加入溶菌酶裂解,再超声波破碎,把破碎后的菌液离心,收集上清;
7)使用Hitrap chealting HP镍亲和层析柱纯化蛋白;
8)用纯化后的N-乙酰谷氨酸合成酶作为抗原免疫日本大耳白黑眼兔,得到N-乙酰谷氨酸合成酶的多克隆抗体,用不完全福氏佐剂加强;
9)测抗N-乙酰谷氨酸合成酶的血清效价,取血,得到相应的抗血清。
本发明得到的猪N-乙酰谷氨酸合成酶多克隆抗体在促进新生仔猪生长的用途,其中通过所述抗体检测不同日粮水平和不同发育阶段猪NAGS基因在体内的分布和表达活性的变化,以寻找内源性精氨酸的营养调节的实用方法。本发明为深入阐明猪NAGS基因的功能及其表达调控规律奠定了基础。
附图说明
图1是重组质粒pLM1-NAGS图谱(包括NAGS基因插入区域)。
图2是插入的NAGS基因序列(包括特异性酶切位点、组氨酸标签、NAGS全长cDNA)。
图3是重组质粒pLM1-NAGS在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达的SDS-PAGE电泳及Western blot鉴定图。
具体实施方式
1基因克隆:取新鲜健康猪肝组织,用RNA抽提试剂盒,按常规的异硫氰酸胍法提取总RNA。根据我们首次克隆的猪NAGS的基因序列(GenBank登录号EF429095)设计并合成引物。正向引物:5’ATGGACATGAAGCCTCTGGT GG3’;反向引物:5’TCAGCTGCCTGGGTCAGAAGCC 3’.以猪肝脏总RNA为模板,用上述引物通过RT-PCR扩增猪NAGS基因的编码区序列,其全长为1107bp,核苷酸序列见图2。
2重组质粒pLM1-NAGS构建:
根据猪NAGS的基因序列设计并合成引物:
NAGS F:5’-CGCGCGAATTCAGGAGGAATTTAAAATGAGAGGATCGCATCACCATCACCATCACGACATGAAGCCTCTGGTGGTTCTGGGGCTG-3’;
NAGSR:5’-CTGCAGGTCGACTCATTCAGCTGCCTGGGTCAGAAGCCG-3’。
其中Sal1酶切位点5’G’TCGAC 3’,EcoR1酶切位点5’G’AATTC 3’,CATCACCATCACCATCAC为六个组氨酸标签。
PCR反应体系(50μL):10×PCR缓冲液5μL,MgCl2(20mmol/L)4μL,dNTPs(10mmol/L)1μL,引物NAGSF(10pmol/μL)和引物NAGSR(10pmol/μL)各2.5μL,模板DNA(约100ng/μL)1μL,Taq DNA聚合酶(5U/μL)各0.5μL。PCR程序:94℃4min;94℃45sec,63℃45sec,72℃90sec,共30个循环;72℃8min。
使用EcoR1和Sal1双酶切纯化的PCR产物和pLM1载体,室温连接。然后将连接产物转化E.coli DH5α感受态细胞。使用双酶切法筛选阳性克隆子,并将筛选到的阳性克隆进行测序验证即得到pLM1-NAGS重组质粒。
3重组NAGS蛋白的表达、纯化
将pLM1-NAGS重组质粒转化入大肠杆菌中,首先37℃震荡培养,当菌液OD值达到0.4时,加入0.2mM IPTG,诱导NAGS重组蛋白的大量表达。室温震荡培养6hr后,4000rpm离心收集菌体,超声破碎菌体,10次×3组,每次6s,每组间隔10s,然后4℃,8000rpm离心,含有NAGS重组蛋白的粗蛋白在上清和Western blot鉴定。
4兔抗猪NAGS血清的制备
将纯化蛋白以0.25mg/kg与等量弗氏完全佐剂进行多点皮下注射;首免后每隔14-20天加强免疫一次,共加强4次(每次间隔两周)。从耳缘静脉采取少量血液,经琼脂糖双向扩散试验证明阳性后,颈动脉插管收集血清,加0.1%叠氮钠-20℃保存。
5兔抗猪NAGS多克隆抗体的鉴定
5.1ELISA测定抗体效价
(1)包被:用pH 9.6的PBS将纯化蛋白稀释至约10μg/ml,微量反应板上每孔0.1ml,置湿盒中,37℃温育2h,转入418h℃以上。
(2)洗涤:倾去孔内液体,用洗涤缓冲液洗涤三次(每孔200μl),每次5min。
(3)封闭;每孔加入100μl的1%BSA-PBS于37℃封闭2h;
(4)洗涤:同(2)
(5)加样;待检血清、阴性血清均用稀释缓冲液作梯度稀释,每孔100μl。
(6)洗涤:同(2)
(7)加HRP-SPA:按工作效价稀释后每孔100μl,置湿盒中,37℃温育1h。
(8)洗涤:同(2)
(9)加入100μl新配制的底物缓冲夜(OPD),37℃温育10-20min;
(10)加入50μl的终止液;
(11)经ELISA测定,所制备的多克隆抗体效价为1∶25600。
5.2Western blot分析
将制备的多克隆抗体以1∶2000稀释进行Western blot分析,结果在NC膜上看到40kDa处的特异性条带。
6ELISA法检测pNAGS在Vero细胞中的表达动力学
6.1ELISA检测样品的制备
采用脂质体介导方法将pCI-NAGS转染Vero细胞,转染后,每隔12h,用胰酶消化,0.01M/L PBS(pH 7.2)洗涤一次,4℃,2000g离心10min,收集细胞,沉淀重悬于100μl PBS,反复冻融3次后,用0.06%Triton-100室温裂解细胞15min,4℃,2000g离心10min,收集上清液,-40℃保存备用。
6.2ELISA检测chIL-2的表达动力学
用纯化的pNAGS抗体包被96孔酶标板(2.5μg/ml),37℃温育1h后转入4℃过夜,5%的脱脂奶封闭1h,PBST洗3次后加入100μl待检样品,37℃孵育1h。PBST洗3次后加入纯化的兔抗猪NAGS(10μg/ml),37℃孵育1h。PBST洗3次后加入5000倍稀释的HRP-羊抗兔IgG后37℃孵育1h,PBST洗8次后加底物37℃温育10分钟,最后用2M H2SO4终止反应,用酶标仪读取各孔在OD 490nm值。检测结果显示,重组载体转染Vero细胞36h之前均检测不到蛋白的表达,48h后即为阳性,P/N值为2.25±0.38,72h达到峰值,P/N值为2.78±0.25,随后又有所下降;而pCI对照组和正常对照组的P/N值均在1.5以下,结果均为阴性。本发明达到的技术指标为:
1.根据GeneBank上提供的猪EST序列信息,设计合成引物,采用RT-PCR的方法,以猪肝组织总RNA反转录所得的cDNA为模板,扩增pNAGS全长编码区;然后利用基因重组技术将该PCR扩增产物构建到原核表达载体pLM1中,获得原核表达质粒pLM1-NAGS(见图1),其大小为4764bp,该质粒中启动子元件、多克隆位点均来源于pLM1,在其EcoR1和Sal1位点之间插入了包括起始和终止密码子的NAGS全长编码区,并且His标签的开放阅读框与NAGS的开放阅读框完全一致,两编码区之间有的间隔为3bp(如图2所示)。
2.该原核表达质粒pLM1-NAGS在IPTG诱导下可在BL21(DE3)中表达。对该蛋白在大肠杆菌中的分布定位分析表明,该蛋白主要以可溶形式存在于上清中。亲和层析后得到了纯化的融合蛋白(如图3所示)。
3.用该质粒表达并经亲和层析纯化后的产物免疫家兔制备的抗蛋白抗体具有较高的滴度及特异性(图3)。
Untitled1.ST25.txt
序列表
<110>印遇龙
<120>猪N-乙酰谷氨酸合成酶多克隆抗体的制备方法及其应用
<160>3
<170>PatentIn version 3.3
<210>1
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<212>PRT
<213>猪
<400>1
Cys Gly Cys Gly Cys Gly Ala Ala Thr Thr Cys Ala Gly Gly Ala Gly
1 5 10 15
Gly Ala Ala Thr Thr Thr Ala Ala Ala Ala Thr Gly Ala Gly Ala Gly
20 25 30
Gly Ala Thr Cys Gly Cys Ala Thr Cys Ala Cys Cys Ala Thr Cys Ala
35 40 45
Cys Cys Ala Thr Cys Ala Cys Gly Ala Cys Ala Thr Gly Ala Ala Gly
50 55 60
Cys Cys Thr Cys Thr Gly Gly Thr Gly Gly Thr Thr Cys Thr Gly Gly
65 70 75 80
Gly Gly Cys Thr Gly
85
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<212>PRT
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Cys Thr Gly Cys Ala Gly Gly Thr Cys Gly Ala Cys Thr Cys Ala Thr
1 5 10 15
Thr Cys Ala Gly Cys Thr Gly Cys Cys Thr Gly Gly Gly Thr Cys Ala
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Gly Ala Ala Gly Cys Cys Gly
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<211>4764
<212>DNA
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cttcggggcg aaaactctca aggatcttac cgctgttgag atccagttcg atgtaaccca 60
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cccgtcaggg cgcgtcagcg ggtgttggcg ggtgtcgggg ctggcttaac tatgcggcat 540
cagagcagat tgtactgaga gtgcaccata tgcggtgtga aataccgcac agatgcgtaa 600
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