CN103966224B - 一种适配子及其筛选方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一组能识别KIAA0157蛋白的寡核苷酸序列及其制备方法。寡核苷酸序列包括SEQ ID No.2~11,其分别具有较高的亲和特异性,可以用于KIAA0157蛋白的检测。

Description

一种适配子及其筛选方法和应用
背景技术
近些年来,寡核苷酸适配子作为抗体分子的前景性替代分子,其研究较为引人注目。寡核苷酸适配子是由SELEX技术(Systematicevolutionofligandsbyexponentialenrichment)生物文库技术筛选获得的,该技术的原理就是利用分子生物学技术,构建人工合成的单链随机寡核苷酸文库,其随机序列长度在20-100个碱基左右。利用单链寡核苷酸分子构像灵活多变的特性,将随机寡核苷酸文库与靶分子相互作用,保留以空间构像与靶分子结合的寡核苷酸,经反复扩增、筛选数个循环,即可使与该靶子特异结合的寡核苷酸序列得到富集,最终获得多种靶分子的特异寡核苷酸适配子,即aptamer。利用SELEX技术筛选获得的aptamer识别分子的模式与蛋白抗体类似,但与蛋白类抗体相比,核酸类配基具有更多的优越性,如不受免疫条件和免疫原性限制,可体外人工合成,变性与复性可逆,可修饰并有利于长期保存和室温运输等。更重要的是,aptamer比抗体具有更高的特异性,甚至能识别单抗不能区分的蛋白质分子。而且aptamer的靶分子非常广泛,小至染料分子,大至完整的病毒颗粒和细菌病原体,甚至完整的细胞也可以通过消减SELEX技术筛选出高亲和力的寡核苷酸适配子。
KIAA0157定位于10q26.13(NM_032182.),mRNA全长3008bp,cDNA1248bp,编码416个氨基酸(序列2),分子量为47KD的蛋白质。小鼠、大鼠与人的KIAA0157同源性高达90%以上,说明它在进化过程中高度保守,可能发挥着重要的生物学功能。利用生物信息学分析显示,KIAA0157蛋白内部215-266位氨基酸处存在着一个coiledcoil结构域,此结构域通常存在于单体蛋白质中,且高度保守,通常介导蛋白与蛋白之间的相互作用。在对抗凋亡蛋白BPE(BRCA复合体亚基4)的相互作用蛋白筛选过程中,KIAA0157被筛选到。该基因及蛋白为全细胞分布,并在多种肿瘤组织中明显下调表达;肝癌病人中KIAA0157在肝癌组织中表达水平高于癌旁组织。高表达KIAA0157可抑制包括肝癌细胞\肺癌细胞\神经母细胞瘤细胞的生长,并导致细胞发生G0/G1期阻滞。
基于以上考虑,本发明以KIAA0157蛋白为目的靶蛋白,采用SELEX技术获得了10条KIAA0157蛋白特异的aptamer,组合应用能够迅速、敏感、特异的检测到KIAA0157蛋白。由于单链DNA寡核苷酸适配子性能稳定、合成方便且廉价、经修饰后可直接用于荧光或化学发光、发色方法检测靶绑带,因此操作简单、直接。
发明内容
本发明的目的在于提供不仅具有检测快速、操作简单、稳定性高于抗体等特点,而且制备方法容易、制备周期较短的一组能识别KIAA0157蛋白的寡核苷酸序列及其制备方法。
所述能识别KIAA0157蛋白的寡核苷酸序列,包括SEQIDNo.1-10,且采用其中的一条寡核苷酸序列就能完成对KIAA0157蛋白的识别检测;
所述一组能识别KIAA0157蛋白的寡核苷酸序列的制备方法包括以下步骤:
1、合成用于筛选的ssDNA寡核苷酸文库(5′-TCAGTCGCTTCGCCGTCTCCTTC----
N35----GCACAAGAGGGAGACCCCAGAGGG-3′),其中N35为35个随机寡核苷酸;
2、将寡核苷酸文库分别与KIAA0157蛋白混合后进行SELEX筛选,获得适配子富集文库;
3、SELEX筛选完成后,对获得的适配子富集文库进行克隆测序;
4、选择测序结果中出现的高拷贝ssDNA,进行亲和特异性的验证,筛选获得能识别KIAA0157蛋白的寡核苷酸序列。
具体实施方式
实施例1
1、KIAA0157蛋白的制备
采用本领域技术人员熟知的酵母重组表达的方式获得具有与人KIAA0157蛋白相同生物活性的KIAA0157蛋白,该蛋白序列如SEQIDNO:1所示;蛋白溶液的浓度为10mg/ml。
2、文库和引物的合成
2.1、合成用于筛选的ssDNA寡核苷酸文库(5′-TCAGTCGCTTCGCCGTCTCCTTC----
N35----GCACAAGAGGGAGACCCCAGAGGG-3′),其中N35为35个随机寡核苷酸;
引物P1:TCAGTCGCTTCGCCGTCTCCTTC;
引物P2:CCCTCTGGGGTCTCCCTCTTGTGC。
2.2、适配子的SELEX筛选,具体方法如下:
2.2.1ssDNA与KIAA0157蛋白的结合、分离,具体方法如下:
取100μM的ssDNA寡核苷酸文库4μL,用2×结合缓冲液稀释至100μl,95℃变性5min,冰浴10min后加入100μlKIAA0157蛋白,摇床结合30min,再6000rpm离心5min,弃上清,然后用1×结合缓冲液洗沉淀,弃上清;在沉淀中再加入1×结合缓冲液100μL,96℃加热5min,然后15000rpm离心10min,取上清液,对沉淀再次加热并离心,合并上清液,则可分离得到与KIAA0157蛋白有亲和力的ssDNA次级文库;所述2×结合缓冲液为20×结合缓冲液用双蒸水稀释10倍后的溶液,所述1×结合缓冲液为20×结合缓冲液用双蒸水稀释20倍后的溶液;所述20×结合缓冲液配方为1MNaCl、50mMKCl、500mMTris-HCl、10mMMgCl2、pH7.4。
2.2.2ssDNA与KIAA0157蛋白的结合、分离,具体方法如下:
将步骤2.2.1分离得到的能与KIAA0157蛋白结合的ssDNA,再与100μ1KIAA0157蛋白摇床结合30min,后续步骤同步骤2.2.1,则可分离到与KIAA0157蛋白都有亲和力的ssDNA次级文库。
2.2.3不对称PCR扩增ssDNA,具体方法如下:
对步骤2.2.2分离获得的ssDNA次级文库进行不对称PCR扩增,总体积为25μ1的不对称PCR扩增体系为:10×PCR缓冲液:2μl;P1(10μM):1μl;P2(0.2μM):1μ1;dNTP(各2.5mM):0.4μl;MgCl2(25mM):1.2μl;ssDNA模板(0.2μg/μ1):2μl;TaqDNA聚合酶(5u/μ1):0.2μl;ddH2O:17.2μl;PCR反应参数:94℃预变性4min,然后进行40个循环94℃变性30s,58℃退火30s,72℃延伸20s,最后72℃延伸7min;
2.2.4亲和力的测定,具体方法如下:
2.2.4.1扩增:用带有地高辛标记的引物P1不对称PCR扩增筛选出来的ssDNA次级文库,扩增条件和参数与步骤2.2.3的不对称PCR扩增体系和参数相同;
2.2.4.2与蛋白结合:取步骤2.2.4.1扩增所得的PCR产物100μL,95℃变性5min,冰浴10min后加入100μL蛋白中,充分混合,在室温下结合30min,然后6000rpm离心,分离蛋白与上清液,蛋白中包含有与蛋白中结合的带地高辛标记的ssDNA,上清液中是未结合的ssDNA,同时做一不加ssDNA的空白,即用2×结合缓冲液代替PCR产物,同样进行上述操作;
2.2.4.3洗涤:将蛋白用1×结合缓冲液500μL洗涤1次,6000rpm离心,弃上清,取蛋白;
2.2.4.4与酶标兔抗地高辛抗体结合:在蛋白中加入100μL1∶900TBS稀释的过量的酶标兔抗地高辛抗体,充分混合后,反应10min,使之与蛋白中的地高辛标记的ssDNA结合;
所述TBS为0.5MTris-NaCl溶液,配制方法为:先水溶8.5~9gNaCl,再加Tris-HCl(0.5M、pH7.6)溶液100ml,最后加水定容至1L;0.5MTris-HCl(pH7.6,100m1)溶液配制方法:称取Tris6.06g,加入双蒸水40ml溶解,滴加浓HCI调pH至7.6,定容至100ml。
2.2.4.5洗涤:6000rpm离心,去上清,再用1×结合缓冲液500μL洗涤3次,得蛋白;
2.2.4.6TMB(四甲基联苯胺)显色:加入400μL双蒸水重悬蛋白,再加入200μLTMB显色液,避光显色10min后,以2mol/LH2SO4200μL终止反应,测定450nm处的吸光值OD450,该值即反映与菌结合的ssDNA的亲和力,即OD结合,空白同样进行上述步骤2.2.4.3,2.2.4.4,2.2.4.5和2.2.4.6,得到空白相应的吸光度OD空白;
所述TMB显色液使用常规的配制方法配制。
2.2.4.7测定PCR产物中DNA的摩尔浓度:取步骤2.2.4.1扩增所得的PCR产物,以已知浓度梯度的初始ssDNA文库为标准品,用Bandscan软件作为图像分析软件,采用溴化乙锭琼脂糖凝胶电泳法定量测定PCR产物中的DNA含量,获得相应DNA的摩尔浓度,进而可以计算出100μLPCR产物中的DNA摩尔数。
2.2.4.8计算相应文库的亲和力:
2.3重复筛选,具体方法为:以每一轮不对称PCR的产物作为下一轮的筛选文库,重复上述SELEX筛选步骤2.2,直到亲和力不再上升为止,最后经过16轮的筛选得到ssDNA的适配子富集文库。经不对称PCR扩增后,条件同前面的步骤,克隆并测序,得到拷贝数最高的25个有效的ssDNA,将25个适配子分别进行亲和特异性验证,得到10个对KIAA0157蛋白有较好亲和特异性的寡核苷酸序列(适配子),具体序列如下:
亲和力具体数据如下:
适配子名称 亲和力 适配子名称 亲和力
K1 0.54 K10 0.464 -->
K4 0.50 K13 0.57
K5 0.57 K17 0.55
K8 0.55 K20 0.53
K9 0.60 K22 0.52
2.4、分析25条适配子的特异性和亲和性
荧光标记的适配子序列与KIAA0157蛋白孵育,进行流式细胞分析检测,其中10条序列显示了高荧光强度,使用GraphPadPrism5.0软件针对饱和曲线做非线性回归曲线,分别对10条高亲和性适配子序列采用相同的实验操作,得到了每条是配置的Kd值:
适配子名称 Kd值(nM) 适配子名称 Kd值(nM)
K1 54.0 K10 0.46
K4 52.7 K13 38.59
K5 42.8 K17 40.26
K8 50.5 K20 41.57
K9 37.26 K22 45.41
其中K9的Kd值最小,说明与靶蛋白可以快速结合并且结构稳定不易分离。
采用DNAMAN软件构建了10条适配子的二级结构并计算了他们的最小自由能,其结构最小自由能也都较小,结构也相对稳定。
2.5适配子特异性分析
分别采用BSA、人血红蛋白、KIAA0157蛋白与10条适配子进行特异性检测,经过结合试验发现,这10条序列都不与BSA或人血红蛋白相结合,而只与KIAA0157蛋白结合保持较高的特异性。

Claims (1)

1.一种识别KIAA0157蛋白的寡核苷酸序列,其特征在于为SEQIDNo.2-11任一条序列所示。
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