CN112111558A - 一种测定牛痘病毒加帽酶活性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,包括如下步骤:步骤A、利用HPLC‑MS的方法检测转录产物RNA的分子量大小;步骤B、利用HPLC‑MS的方法检测采用牛痘病毒加帽酶进行RNA加帽反应后的产物的分子量大小;步骤C、比较步骤A和步骤B的产物的分子量大小,观察步骤B的产物是否增加一个甲基化鸟苷的分子量,从而判定步骤B的产物是否具有牛痘病毒加帽酶活性。本发明与传统的牛痘病毒加帽酶活性检测方法相比,无放射性污染,灵敏度高,可重复性好,结果易于分析判断,具有较好的工业应用价值。
Description
技术领域
本发明属于生物工程领域,具体地说,是关于一种测定牛痘病毒加帽酶活性的方法。
背景技术
真核生物中mRNA经转录后修饰在5′端形成一个特殊结构,即帽子结构,该结构对mRNA的稳定、转运与翻译过程均有较重要作用。牛痘病毒加帽酶是催化形成帽子结构的有效酶,其由D1和D12两个亚基组成,兼具RNA三磷酸酯酶活性、鸟苷酰基转移酶活性和鸟嘌呤甲基转移酶活性,可将7-甲基鸟嘌呤帽结构(m7Gppp)连接到RNA的5′末端(m7Gppp5′N)。使用酶促反应为RNA加帽是一种简单有效的方法,对用于体外转录、转染和显微注射的RNA,能改善其稳定性和翻译能力。另外,反应中所用到的标记GTP还能提供一种便捷的标记方法,将5′末端带有三磷酸的任何RNA进行标记。因此,检测牛痘病毒加帽酶的活性具有重要的意义。
标准的牛痘病毒加帽酶活性检测采用放射性底物掺入法,即采用以α32P标记的GTP为底物,经牛痘病毒加帽酶将其掺入到一条体外转录的RNA上。经过TCA沉淀、whatman滤纸过滤,通过测定酸不溶性产物中放射性同位素的量,计算出牛痘病毒加帽酶的活性。这种方法易产生放射性污染,且步骤多、周期长,难以实现高通量、自动化,因此为筛选带来了困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种简便、灵敏、重现性好、非放射性的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,包括如下步骤:
步骤A、利用HPLC-MS的方法检测转录产物RNA的分子量大小;
步骤B、利用HPLC-MS的方法检测采用牛痘病毒加帽酶进行RNA加帽反应后的产物的分子量大小;
步骤C、将步骤B的RNA加帽反应后的产物的分子量大小与步骤A的转录产物RNA的分子量大小进行比较,观察是否增加一个甲基化鸟苷的分子量,从而判定步骤B的RNA加帽反应后的产物是否具有牛痘病毒加帽酶活性。当步骤B的产物增加了一个甲基化鸟甘的分子量,则判定步骤B的RNA加帽反应后的产物具有牛痘病毒加帽酶活性。
根据本发明,所述步骤A的转录产物RNA的制备步骤如下:
步骤A1、合成含有T7启动子序列的引物对,将引物混合并退火;
步骤A2、加入4种NTPs,在T7 RNA聚合酶的作用下进行转录,合成RNA。
进一步的,所述含有T7启动子序列的引物对的序列分别如SEQ ID NO:1和SEQ IDNO:2所示。
根据本发明,所述步骤A1的退火的反应体系为:10x退火缓冲液,5μL;引物各20μL;DEPC-H2O补足50μL。
根据本发明,所述步骤A2的转录的反应体系为:10x转录缓冲液,2μL;4种NTPs(各100mM),各2μL;退火混合液,2μL;T7 RNA聚合酶混合液,2μL;DEPC-H2O补足20μL。
根据本发明,步骤B的RNA加帽反应的具体步骤为:在牛痘病毒加帽酶的作用下,对转录产物RNA进行5’端加帽。
根据本发明,所述步骤B的RNA加帽反应的反应体系为:10x加帽缓冲液,2μL;SAM(2mM),1μL;GTP(10mM)1μL;变性的RNA,10μg;RRI(40U/μL),0.5μL;牛痘病毒加帽酶(10U/μL),2μL;DEPC-H2O补足20μL。
本发明的有益效果是:无放射性污染,而且该方法的操作步骤简单快速,1个小时内就能完成检测,无需TCA沉淀、洗涤、干燥、洗脱等;可实现高通量、自动化的检测。
附图说明
图1为RNA体外转录原理图。
图2为mRNA 5’帽子结构图。
图3为RNA阴性对照HPLC-MS结果图。
图4为NEB牛痘病毒加帽酶对RNA加帽后HPLC-MS结果图。
图5为Yeasen牛痘病毒加帽酶对RNA加帽后HPLC-MS结果图。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件进行。
本发明通过研究,建立了一种测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,具体过程为:
首先,合成一对引物T7-F和T7-23R,将引物混合并退火;接着,加入4种NTPs,在T7RNA聚合酶的作用下进行转录,合成RNA;随后在牛痘病毒加帽酶的作用下,对转录产物RNA进行5’端加帽;最后,利用HPLC-MS的方法检测RNA 5’端加帽的效率,以此判定牛痘病毒加帽酶的活性。若牛痘病毒加帽酶无活性,则产物HPLC-MS结果与原始RNA分子量一致;若牛痘病毒加帽酶有活性,则产物HPLC-MS结果比原始RNA分子量大279,即增加一个甲基化鸟苷的量,根据分子量的大小差异就可以判定牛痘病毒加帽酶是否具有活性。
以下实施例的实验材料
1、T7 RNA Polymerase(T7 RNA聚合酶),Yeasen(上海翊圣生物科技有限公司),货号:10617;
2、NTPs(ATP/GTP/CTP/UTP),Yeasen,货号:10133;
3、DNase 1(脱氧核糖核酸酶1),Yeasen,货号:10607;
4、牛痘病毒加帽酶,NEB,货号:M2080S;
5、牛痘病毒加帽酶,Yeasen,货号:10615;
6、RRI(RNA酶抑制剂),Yeasen,货号:10603;
7、SAM(S-腺苷甲硫氨酸),NEB,货号:B9003S;
8、DEPC-H2O,焦碳酸二乙酯处理过的水。
实施例1反应体系的建立
(1)引物T7-F和T7-23R的设计
引物T7-F和T7-23R的含有T7启动子序列,具体序列如下:
T7-F:5’-CGAAATTAATACGACTCACTATAGGG-3’,(SEQ ID NO:1);
T7-23R:5’-TTCTTTTCCTCTCTCTATTCCCCTATAGTGAGTCGTATTAATTTCG-3’,(SEQ IDNO:2)。
(2)引物退火反应体系,如表1所示。
表1反应体系
组分 | 加入量 |
10×Annealing buffer(退火缓冲液) | 5μL |
T7-F(100uM) | 20μL |
T7-23R(100uM) | 20μL |
DEPC-H<sub>2</sub>O | To 50μL |
退火获得Annealing mix(退火混合液)。
(3)反应程序,如表2所示。
表2反应程序
步骤 | 温度 | 时间 | 降温/每个循环 | 循环数 |
预变性 | 95℃ | 4min | ||
梯度降温 | 95℃ | 20sec | -0.1℃/cycle | 750 |
保持 | 20℃ | 1hour | ||
保存 | 4℃ | forever |
(4)转录反应体系,见表3
表3转录反应体系
组分 | 加入量 |
10×Transcription Buffer(转录缓冲液) | 2μL |
NTPs(ATP/GTP/CTP/UTP各100mM) | 各2μL |
上述Annealing mix(退火混合液) | 2μL |
T7 RNA Polymerase Mix(T7 RNA聚合酶混合液) | 2μL |
DEPC-H<sub>2</sub>O | To 20μL |
37℃ 2h,反应结束,加入2U DNase 1 37℃消化15min,然后进行磁珠纯化。
(5)加帽反应体系
取上述纯化后的RNA 10μg,65℃ 5min后,立即置于冰上5min,获得纯化后的Denatured RNA。加帽反应体系如表4所示。
表4加帽反应体系
组分 | 加入量 |
Denatured RNA(变性的RNA) | 10μg |
10×Capping buffer(加帽缓冲液) | 2μL |
GTP(10mM) | 1μL |
SAM(2mM) | 1μL |
RRI(40U/μL) | 0.5μL |
Capping Enzyme(牛痘病毒加帽酶)(10U/μL) | 2μL |
DEPC-H<sub>2</sub>O | To 20μL |
实施例2一种测定牛痘病毒加帽酶活性的方法
步骤一、合成引物T7-F和T7-23R,将引物混合并退火,其中,所述T7-F和T7-23R的引物序列分别如SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示;
步骤二、加入4种NTPs,在T7 RNA聚合酶的作用下进行转录,合成RNA;
步骤三、在牛痘病毒加帽酶的作用下,对转录产物RNA进行5’端加帽;
步骤四、利用HPLC-MS的方法检测RNA 5’加帽的效率,以此判定牛痘病毒加帽酶的活性。结果如图3(RNA阴性对照组)、图4(NEB阳性对照组)、图5(Yeasen:10617)。其中,图3为步骤二合成的RNA的HPLC-MS结果图,图4为NEB牛痘病毒加帽酶对RNA加帽后HPLC-MS结果图,图5为Yeasen牛痘病毒加帽酶对RNA加帽后HPLC-MS结果图。
本发明的检测步骤所需要的总时间约为1个小时。
图3结果显示,RNA阴性对照组目标分子量大小与预期一致(7887.7);图4结果显示,NEB阳性对照组RNA加帽反应后,产物分子量大小为8166.7,表明其增加了一个甲基化的鸟苷,说明加帽成功;图5结果与图4一致,说明其同样加帽成功,即该酶具有加帽活性。
实施例3实际验证
(1)采用传统测定牛痘病毒加帽酶活性的方法进行检测
步骤一、合成引物T7-F和T7-23R,将引物混合并退火,其中,所述T7-F和T7-23R的引物序列分别如SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示;
步骤二、加入4种NTPs,在T7 RNA聚合酶的作用下进行转录,合成RNA;
步骤三、在牛痘病毒加帽酶的作用下,对转录产物RNA进行5’端加帽(32PGTP);
步骤四、经过TCA沉淀、whatman滤纸过滤,通过测定酸不溶性产物中放射性同位素的量,以这样的方法检测RNA 5’加帽的效率。结果如表4所示。传统方法的检测步骤所需要的时间约为3个小时,操作复杂,周期长,且具有放射性污染。
表4传统法测定结果
结果显示:阴性对照中,TCA沉淀后的样品Cpm几乎无信号,表明32PGTP未掺入到RNA上;NEB和Yeasen经TCA沉淀后样品Cpm有信号,表明32PGTP掺入到RNA上。
(2)采用本发明的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法进行检测
利用实施例2的HPLC-MS的方式进行检测实施例3中(1)的步骤二的合成RNA和步骤三的加帽产物,其结果与传统方法一致:NEB和Yeasen样品与阴性对照相比增加了一个甲基化鸟苷的分子量。
结论:本发明的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法准确、可靠,可以有效的检测牛痘病毒加帽酶的活性。
综上所述,若牛痘病毒加帽酶无加帽活性,则在HPLC-MS检测中,RNA加帽反应后产物分子量大小与对照RNA相比无变化;若牛痘病毒加帽酶具有加帽活性,则在HPLC-MS检测中,RNA加帽反应后产物分子量大小与对照RNA相比增加一个甲基化鸟苷的量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
序列表
<110> 翌圣生物科技(上海)有限公司
<120> 一种测定牛痘病毒加帽酶活性的方法
<160> 2
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
cgaaattaat acgactcact ataggg 26
<210> 2
<211> 46
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
ttcttttcct ctctctattc ccctatagtg agtcgtatta atttcg 46
Claims (7)
1.一种测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤A、利用HPLC-MS的方法检测转录产物RNA的分子量大小;
步骤B、利用HPLC-MS的方法检测采用牛痘病毒加帽酶进行RNA加帽反应后的产物的分子量大小;
步骤C、比较步骤A和步骤B的产物的分子量大小,观察步骤B的产物是否增加一个甲基化鸟苷的分子量,从而判定步骤B的产物是否具有牛痘病毒加帽酶活性。
2.如权利要求1所述的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,其特征在于,步骤A的转录产物RNA的制备步骤如下:
步骤A1、合成含有T7启动子序列的引物对,将引物混合并退火;
步骤A2、加入4种NTPs,在T7 RNA聚合酶的作用下进行转录,合成RNA。
3.如权利要求2所述的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,其特征在于,所述含有T7启动子序列的引物对的序列分别如SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示。
4.如权利要求2或3所述的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,其特征在于,所述步骤A1的退火的反应体系为:10x退火缓冲液,5μL;引物各20μL;DEPC-H2O补足50μL。
5.如权利要求2或3所述的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,其特征在于,所述步骤A2的转录的反应体系为:10x转录缓冲液,2μL;4种NTPs,各100mM,各2μL;退火混合液,2μL;T7RNA聚合酶混合液,2μL;DEPC-H2O补足20μL。
6.如权利要求1所述的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,其特征在于,步骤B的RNA加帽反应的具体步骤为:在牛痘病毒加帽酶的作用下,对转录产物RNA进行5’端加帽。
7.如权利要求1或6所述的测定牛痘病毒加帽酶活性的方法,其特征在于,所述步骤B的RNA加帽反应的反应体系为:10x加帽缓冲液,2μL;SAM,2mM,1μL;GTP,10mM,1μL;变性的RNA,10μg;RRI,40U/μL,0.5μL;牛痘病毒加帽酶,10U/μL,2μL;DEPC-H2O补足20μL。
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PB01 | Publication | ||
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