CN112439056B - 基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒及由其制备的o型口蹄疫疫苗和应用 - Google Patents

基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒及由其制备的o型口蹄疫疫苗和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒及由其制备的O型口蹄疫疫苗和应用。本发明将O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白与自组装铁蛋白纳米颗粒亚基融合得到融合蛋白。本发明将O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白的部位位点进行突变，所得到突变体的可溶性表达量和表达效率提升显著。本发明进一步利用原核表达系统、家蚕及AcMNPV‑昆虫细胞真核表达系统表达重组蛋白或通过重组杆状病毒在脊椎动物体内进行基因呈递产生抗原诱导抗体产生。本发明所提供疫苗通过在幽门螺杆菌铁蛋白笼形结构表面展示O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白，引起广泛中和性抗O型口蹄疫病毒抗体，提高了免疫效力还有效扩大免疫范围，具有成为通用疫苗的潜力。

Description

基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒及由其制备的O型口蹄疫疫 苗和应用
技术领域
本发明涉及基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒，尤其涉及包含由O型口蹄疫VP1结构蛋白和单体铁蛋白亚基融合在一起的纳米抗原颗粒以及由该纳米颗粒抗原制备的O型口蹄疫疫苗，属于O型口蹄疫疫苗的制备和应用领域。
背景技术
口蹄疫(FMD)是由口蹄疫病毒(FMDV)引起的针对猪、牛、羊等偶蹄动物的一种急性、热性、高度接触性传染病，是一类严重危害中国畜牧业发展的传染疾病，也是造成家畜及其产品国际贸易受阻的重要疾病，被国际兽医局(OIE)和联合国粮农组织(FAO)在国际动物卫生法典中列为18种A类传染病之一，并位列其首。近年，FMD又被列为重大跨国动物疫病的全球消灭计划及生物武器安全公约组织重点检查对象。
口蹄疫病毒(FMDV)为单股正链RNA病毒，属小RNA病毒科口蹄疫病毒属成员依据交叉保护试验和血清学试验已确定，已发现的FM DV中有7个血清型,即O、A、C、AsiaⅠ和SAT1、SAT2、SAT3,在这7种血清型中包含了60多种亚型。由于O、A、C和AsiaⅠ型具有较高的同源性，因此被分为一个群，而SAT1、SAT2、SA T3分为另一群。FM DV衣壳表面有多个抗原位点，分布于四个结构蛋白上，除此之外，非结构蛋白具有很高的保守性，也存在着多个抗原表位，但在FMDV的抗原表位中，关键的免疫原性表位位于VP1蛋白的第141-160位和第200-213位氨基酸的上。
铁蛋白外形近似球体,主要由蛋白外壳和富含铁磷的铁核两部分组成,蛋白外壳是由24个亚基高度对称性地组成内空腔结构,而铁核是由超过四千个氢氧化铁分子和数百磷酸盐分子构成的不均匀的中心核结构。铁蛋白壳外直径约为11—13nm,壳内直径为8—9nm,铁核位于蛋白壳中心,直径约为7—8nm。近年来，铁蛋白笼作为一种多样化的纳米平台，可以通过生物和化学修饰对铁蛋白笼进行表面修饰，在多个领域得到应用。其蛋白外壳由24个铁蛋白亚基自组装而成，其中每三个亚基组成一个三聚体亚单位。铁蛋白的N末端伸向外表面，易于进行基因修饰，融合蛋白多肽。并且铁蛋白有着很灵活的可控的自组装能力，我们可以通过调节构建元件的尺寸和组装体系的离子强度对自组装结构实现可控。铁蛋白纳米颗粒展示抗原，能够显著地增强抗原的免疫原性，引起更强的体液、细胞免疫反应，因此铁蛋白是理想的纳米疫苗平台。
针对疾病最好的治疗方案莫过于防患未然，而针对各种疾病的疫苗正式发挥预防作用的主力军。传统的疫苗多为减毒活疫苗，包括天然减毒株和基因重组弱毒株等。应用减毒株疫苗的最大缺陷是减毒株在易感群体中有恢复毒力作用的风险。因此，生产安全、高效及廉价的基因工程疫苗成为新的需求。而由24个亚基自组装而成的铁蛋白纳米粒子正式一个理想的抗原呈递和疫苗开发平台。
针对目前口蹄疫病毒防治趋势，亟待需要研制出一种具有广谱，高效免疫效力、安全、廉价的通用疫苗。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种包含O型口蹄疫VP1结构蛋白的融合蛋白的自组装铁蛋白纳米抗原颗粒；
本发明的目的之二是将所述融合蛋白进行部分位点的突变进而提高融合蛋白的表达量或表达效率；
本发明的目的之三是提供基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒得到的O型口蹄疫疫苗；
本发明目的之四提供高效表达所述融合蛋白的方法；
本发明目的之五是提供一种将自组装铁蛋白纳米颗粒与O型口蹄疫VP1结构蛋白所构建的融合基因呈递给动物体内并在动物体内呈递抗原诱导产生抗体的方法。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明首先提供了一种包含融合蛋白的纳米抗原颗粒，所述融合蛋白由O型口蹄疫VP1结构蛋白和单体铁蛋白亚基连接得到；优选的，将O型口蹄疫VP1结构蛋白的C端和单体铁蛋白亚基的N端通过连接肽SGG连接得到融合蛋白。
所述单体铁蛋白亚基包括细菌铁蛋白、植物铁蛋白、藻铁蛋白、昆虫铁蛋白、真菌铁蛋白或哺乳动物铁蛋白中的任何一种；优选的，所述单体铁蛋白亚基是幽门螺杆菌铁蛋白单体，其氨基酸序列为NCBI上GenBank序列号为WP_000949190所示的序列。
所述O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白优选为O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白或O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白完整序列；最优选的，所述的O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白的氨基酸序列为NCBI上GenBank序列号AQY77496.1所示的氨基酸序列。
本发明为了提高O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白与铁蛋白单体连接后得到的融合蛋白的表达量，本发明进一步将由O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白的氨基酸序列C端与幽门螺杆菌铁蛋白单体N端结合构成所示的融合蛋白(FMDV VP1-Ferritin)的同感序列进行突变优化，并在序列优化之后进行糖基化位点分析，以消除糖基化位点来增加可溶性表达。从而在同感序列优化之后进行氨基酸单位点突变，双位点突变和多位点突变以提高其可溶性表达量和表达效率：
具体的，本发明人通过分析了19条最近年份，流行于不同地区的FMDV菌株的VP1结构蛋白氨基酸序列进行比对分析，找出一条最为通用的同感序列，作为相应毒株的抗原基因，以期取得最佳的保护效果；在此基础上，本发明进一步利用OptimumGeneTM技术对FMDVVP1结构蛋白氨基酸序列进行优化，将优化后的VP1结构蛋白氨基酸序列和铁蛋白单体亚基氨基酸序列根据大肠杆菌密码子偏好性对氨基酸序列进行改造，对影响基因转录效率、翻译效率和蛋白折叠的GC含量、CpG二核苷酸含量、密码子偏好性、mRNA的二级结构、mRNA自由能稳定性、RNA不稳定性基因序列、重复序列等多种相关参数进行优化设计，并保持最终翻译成的蛋白序列不变。此外，为了提高铁蛋白的表达量，同时提高可溶表达，对铁蛋白单体亚基进行点突变N19Q。最终，本发明O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白的氨基酸序列C端与幽门螺杆菌铁蛋白单体N端结合构成所示的融合蛋白的同感序列的氨基酸为SEQ ID NO.1所示，其编码基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.2所示，将该编码基因的核苷酸序列的进行优化后得到优化基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.3所示。
本发明将优化后的同感序列在家蚕表达系统中进行表达，根据基因表达产物ELISA效价结果可见，密码子优化后的同感序列的表达量相比优化前有了显著提高。
本发明获得了FMDV VP1-Ferritin-C突变体以FMDV VP1-Ferritin-C突变体密码子优化后的基因序列为模板，设计多对引物对同感序列进行定点突变：
将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照T15S、T23N、F35Y、I49M、T57S、V63E、L77V、N86K、D100H、N104I、A111P、P119R、Y131H、G140S、D148V、K155N、K170I、R180S、L193P或H202Q的氨基酸单位点突变方式获得了多个单位点突变体；
本发明所述氨基酸单位点突变“T15S”表示将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列的第15位氨基酸由T突变成S；其余的单位点突变的表述依此类推。
本发明将突变后的这些单位点突变体在家蚕表达系统中进行表达，根据表达结果可见：将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照F35Y、V63E、N104I、P119R、Y131H或R180S的氨基酸单位点突变方式获得的6个突变体的表达产物的效价呈显著提升。
基于所确定的部分单位点的突变是有效突变可以达到提高FMDV VP1-Ferritin-C-O-M突变体表达量的目的。考虑到氨基酸的排列顺序是蛋白质的一级结构并决定着蛋白质的高级结构，且上述进行的氨基酸单位点突变有部分突变位点的位置可能是相互关联的，本发明进一步进行氨基酸双位点突变。本发明将可以提高表达量的单突变位点FMDVVP1：F35Y、V63E、N104I、P119R、Y131H或R180S两两组合进行双位点突变，具体如下：
将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照F35Y-V63E，F35Y-N104I，F35Y-P119R，F35Y-Y131H，F35Y-R180S，V63E-N104I，V63E-P119R，V63E-Y131H，V63E-R180S，N104I-P119R，N104I-Y131H，N104I-R180S，P119R-Y131H，P119R-R180S或Y131H-R180S的氨基酸双位点突变方式获得15个双位点突变体。
本发明所述氨基酸双位点突变“F35Y-V63E”表示将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列的第35位氨基酸由F突变成Y以及将第63位氨基酸由V突变成E；其余的双位点突变的表述依此类推。
本发明将获得的15个双位点突变体分别在家蚕表达系统中进行表达，根据表达结果可见：将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照F35Y-V63E，N104I-P119R或P119R-Y131H的氨基酸双位点突变方式获得的3个位点突变体的表达产物的效价呈显著提升，其中，将SEQID NO.1所示的氨基酸按照N104I-P119R氨基酸双位点突变获得的突变体表达量最显著。
鉴于部分双位点突变能够有效提升表达量后效价，考虑到氨基酸的排列顺序是蛋白质的一级结构，并决定着蛋白质的高级结构，推测可能是由于进行的氨基酸单位点突变有部分突变点的位置相互靠近彼此关联的，本发明进一步尝试进行氨基酸多位点突变。本发明通过分析糖基化位点，得出6个单突变位点能有效提高目的基因的表达量，因此多位点突变是基于上述获得有效的双位点突变序列的基础之上，通过融合PCR的方法进行多突变位点的定点突变，具体突变方式如下：
将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照F35Y-V63E-N104I-P119R-Y131H-R180S氨基酸多位点突变方式获得多位点突变体。
本发明所述氨基酸多位点突变“F35Y-V63E-N104I-P119R-Y131H-R180S”表示将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列同时进行下述突变：将第35位的氨基酸由F突变为Y，将第63位的氨基酸由V突变为E，将第104位的氨基酸由N突变为I，将第119位的氨基酸由P突变为R，将第131位的氨基酸由Y突变H为以及将第180位的氨基酸由R突变为S。
本发明将获得的该多位点突变体在家蚕表达系统中进行表达，根据表达结果可见：所得的该多位点突变体的表达量相比上述单突变体、双突变体的表达量均有显著提升。本发明进一步将该多位点突变体在家蚕表达系统中的表达产物经过初步纯化后采用电镜进行观察，观察结果可见产物大小与预期符合的纳米颗粒，笼状体的直径为12纳米左右，仔细观察可见有天线状突出，如图3所示。
本发明将获得的多位点突变体编码基因克隆到杆状病毒哺乳动物的表达载体中构建得到呈递基因的重组杆状病毒；将重组杆状病毒呈递给小鼠，结果发现小鼠所产生的抗体效价明显高于健康蚕蛹对照和传统疫苗。
因此，本发明所提供的包含融合蛋白的自组装铁蛋白纳米抗原颗粒能应用于制备O型口蹄疫疫苗，其应用方法包括：
(Ⅰ)将所述的融合蛋白编码基因采用原核系统表达系统在原核细胞中进行表达得到纳米抗原颗粒，将所表达的纳米抗原颗粒产物纯化后与医学上可接受的免疫佐剂或载体混合在一起得到O型口蹄疫疫苗；
作为参考，采用原核表达系统在原核细胞中表达纳米抗原颗粒的步骤包括：
(1)将融合蛋白原始序列或突变优化后的融合蛋白序列克隆到表达载体pET28a上，得到重组质粒pET28a-FMDV VP1-Ferritin；
(2)将重组质粒pET28a-FMDV VP1-Ferritin转化到BL21(DE3)感受态细胞中表达，随后经过镍柱纯化，即得。
(Ⅱ)将所述的融合蛋白编码基因采用真核表达系统在真核细胞中进行表达，将所表达的抗原产物纯化后与医学上可接受的免疫佐剂或载体混合在一起得到O型口蹄疫疫苗。
作为参考，所述的融合蛋白编码基因采用真核表达系统在真核细胞中进行表达的方法包括以下步骤：
将所述的融合蛋白编码基因在家蚕表达系统中进行表达，收集并纯化所表达的抗原；优选的，将所述的融合蛋白编码基因构建到家蚕杆状表达载体中制备得到重组家蚕杆状病毒；将重组家蚕杆状病毒在家蚕细胞中扩增后在家蚕或蚕蛹中进行表达；
或者将所述的融合蛋白编码基因在AcMNPV-昆虫细胞真核表达系统中进行表达，收集并纯化所表达的抗原；优选的，将融合蛋白编码基因克隆到杆状病毒转移载体中构建得到重组杆状病毒转移载体；将重组杆状病毒转移载体与杆状病毒DNA共转染昆虫细胞，获得重组杆状病毒；将重组杆状病毒感染昆虫宿主或昆虫细胞，培养被感染的昆虫细胞或昆虫宿主表达相应的抗原，纯化即得。
(Ⅲ)还可将所述的融合蛋白编码基因克隆到基因呈递载体上构建得到向脊椎动物细胞或个体中呈递外源基因的重组杆状病毒转移载体，将重组杆状病毒转移载体转染家蚕细胞得到重组病毒；所得到的重组病毒通过注射或口服的方式在动物体内呈递抗原并诱导动物产生抗体。
本发明进一步提供了一种防治O型口蹄疫的疫苗，包括：预防或治疗上有效量的包含融合蛋白的自组装铁蛋白纳米抗原颗粒以及药学上可接受的免疫佐剂或载体。
本发明的疫苗可以以各种不同的药物赋形剂或载体配制。它们可以包括盐和缓冲剂以提供生理学的离子强度和pH，表面活性剂诸如聚山梨醇酯20和80以防止抗原聚集，用于抗原稳定的稳定剂，诸如PEG、海藻糖和明胶及用于缓释的聚合物诸如CMC、HEC、和葡聚糖。疫苗还可以受控释放或增强的展示系统配制，诸如水凝胶、病毒体、纳米颗粒和乳液。疫苗还可以佐剂配制，以进一步增加交叉反应免疫应答和交叉保护，所述合适的佐剂可以选自多糖诸如脂多糖和皂苷、核酸诸如CpG和脂质诸如MPL(单磷酰脂质A)、蛋白质诸如细菌鞭毛蛋白、无机盐诸如铝盐和磷酸钙、乳剂诸如弗氏不完全佐剂、MF59和AS03和各种Toll样受体配体。可以用处理的抗原测试不同的佐剂，以鉴定在合适的佐剂剂量产生较高水平的交叉反应免疫应答和交叉保护，包括完全的100％的保护的合适的佐剂。
本发明的O型口蹄疫疫苗可通过各种途径使用，如肌内、皮下、局部、舌下、或口服。
本发明所提供的疫苗能通过在幽门螺杆菌铁蛋白笼形结构表面展示O型口蹄疫病毒蛋白三聚体结构，从而能够引起广泛中和性抗O型口蹄疫抗体。此种疫苗诱导个体产生的中和性抗体不仅增加了免疫效力，还增加了免疫范围，能免疫不同年份同型口蹄疫病毒。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、本发明利用原核表达系统大肠杆菌、家蚕杆状病毒和AcNPV-昆虫细胞真核表达系统表达重组蛋白疫苗，疫苗制备过程不涉及到活的有害病毒，相比传统的制备O型口蹄疫疫苗方法操作更加安全、简便，适合进行快速大规模生产。
2、本发明提供的纳米O型口蹄疫疫苗可以诱导具有广谱性质的O型口蹄疫抗体，为制备一种通用O型口蹄疫疫苗打下基础。
3、本发明提供的纳米O型口蹄疫疫苗，用这种纳米O型口蹄疫疫苗免疫接种动物而诱导产生的抗O型口蹄疫抗体水平明显比传统疫苗的高。
本发明所涉及到的术语定义
除非另外定义，否则本文所用的所有技术及科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所了解相同的含义。
词语“抗原”和“免疫原”可互换使用，且是指能够诱导特异性体液(抗体)和细胞免疫应答的分子、物质、蛋白质、糖蛋白、或活病毒。
术语“抗原性”是指抗体与特异性抗原反应或结合的能力；术语“免疫原性”是指抗原或疫苗诱导特异性免疫应答的能力；术语“免疫应答”是指针对抗原、疫苗或感染因子的体液或抗体介导的和细胞介导的免疫应答；术语“疫苗”是指用于针对感染性或非感染性疾病的治疗性处理或预防性免疫的包括抗原的组合物；术语“免疫”是指通过接种疫苗或感染产生的免疫应答，其提供针对感染性或外来试剂的保护；术语“重组蛋白质或抗原”是指以重组DNA技术产生的蛋白质或抗原，其可用于在包括细菌、哺乳类细胞、昆虫细胞和植物的各种宿主中克隆和表达基因以产生蛋白质。术语“效力”是指如通过指定的效力测定测量的在抗原制剂或疫苗中抗原的量。
术语“突变”和“突变体”在此具有它们的常用含义，指的是在核酸或多肽序列中的遗传的、天然存在的或引入的变化，它们的意义与本领域人员通常所知的意义相同。
术语“宿主细胞”或“重组宿主细胞”意指包含本发明多核苷酸的细胞，而不管使用何种方法进行插入以产生重组宿主细胞，例如直接摄取、转导、f配对或所属领域中已知的其它方法。外源性多核苷酸可保持为例如质粒的非整合载体或者可整合入宿主基因组中。
术语“转染”指真核细胞由于外源DNA掺入而获得新的遗传标志的过程。
附图说明
图1FMDV VP1-Ferritin在大肠杆菌原核表达系统中诱导表达沉淀与上清的聚丙烯酰胺凝胶电泳图；1-6分别为FMDV VP1-Ferritin原核表达样品；空载为pET-28a载体的原核表达样品；未诱导为未诱导的FMDV VP1-Ferritin原核表达样品。
图2FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6在家蚕表达系统中表达产物Western blotting检测图；A为FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6家蚕表达产物；B为阴性对照。
图3FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6纳米颗粒蚕血淋巴样品经初步纯化后用透射电镜检测，标尺尺寸：20nm；图中可观察到符合预期大小的大量球状物质，表明融合蛋白成功自组装成纳米颗粒抗原。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
1、试验材料与试剂
(1)菌株、病毒株与载体：原核表达载体pET-28a(+)、大肠杆菌TOP10菌株、转移载体pVL1393、原核表达菌株BL21(DE3)、家蚕细胞BmN、Sf-9细胞、Hi5昆虫细胞、家蚕核型多角体病毒亲本株BmBacmid、苜蓿斜纹夜蛾多角体病毒亲本株AcBacmid、家蚕品种JY1均为中国农业科学院生物技术研究所分子微生物实验室保存；
(2)铁蛋白序列和O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白基因序列：通过分析得到的优化序列送至金斯瑞公司合成，并克隆到原核表达载体pUC57载体上。
(3)酶与试剂：限制性内切酶、T4 DNA连接酶及所对应的缓冲液均购自Promega公司；LA Taq聚合酶及缓冲液购自TaKaRa公司；各种规格的DNA和蛋白质分子量标准为TranGen Biotech公司产品；2K PlusⅡDNA Marker购自北京全式金生物技术有限公司；辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG二抗购自MBL公司；DEPC、M-MLV-Rtase(逆转录酶)购自Promega公司；相关FMDV VP1抗原购买不到，通过原核表达的His-Ferritin蛋白免疫小鼠后的血清为一抗。
(4)生化试剂：Tris、Ampicillin、Kanamycin、IPTG、SDS、尿素、咪唑、TritonX-100、TEMED(N,N,N',N'-Tetramethylethylene diamine)、过硫酸铵(Ammonium Persulfate)、卡那霉素(Kanamycin)购自Sigma公司；bisacrylamide、acrylamide、IPTG、X-Gal购自Promega公司；琼脂糖为Sunbiotech公司产品；酵母抽提物(Yeast Extract)、胰蛋白胨均购自英国OXOID公司；0.2um、0.45um滤器购自Gelman Sciences公司；溴化乙锭(EB)、考马斯亮兰R-250购自Fluka公司；Ni-NTA Agarose、Proteinase K、胎牛血清购自Invitrogen公司；牛血清白蛋白购自罗氏公司；其它均为国产或进口分析纯试剂。引物合成与基因测序均由北京擎科新业生物技术有限公司完成。
(5)培养基：大肠杆菌培养基为LB培养基；家蚕昆虫细胞培养基为TC-100购自AppliChem公司；
(6)O型口蹄疫病毒与铁蛋白融合构建的纳米疫苗的动物实验在隔离实验室进行。
2、实验方法中用于定点突变的融合PCR方法
参照邝翡婷等人(一种载体构建的新方法：重组融合PCR法，基因组学与应用生物学，2012年，第31卷，第6期，第634-639页)所描述的方法进行。
实施例1 FMDV VP1-Ferritin原始序列纳米颗粒疫苗的制备与效力检测
1有关溶液和培养基的配置
有关溶液和培养基的配置方法参照相关工具书(Joseph et al.,分子克隆实验指南第三版，2002；奥斯伯，等人，精编分子生物学指南，1998)。
2 FMDV VP1结构蛋白基因序列和铁蛋白基因序列的合成。
为了使O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白与铁蛋白更好的融合表达，利用信号肽分析软件(SignalP)和跨膜结构域分析软件(TMHMM)分别对O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白(NCBI上GenBank序列号：AQY77496.1)的氨基酸序列进行分析得出O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白无信号肽和跨膜区存在，该蛋白总长度为214个氨基酸。
为了促进O型口蹄疫病毒与铁蛋白融合纳米颗粒的表达效率，并提高可溶表达，将幽门螺杆菌铁蛋白氨基酸序列(NCBI上GenBank序列号：WP_000949190)中第19位天冬酰胺(N)突变为谷氨酰胺(Q)，以消除糖基化位点。其中O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白序列与铁蛋白序列之间由一段连接肽连接(SGG)，将铁蛋白氨基酸序列前4个氨基酸去掉，然后将连接肽连在铁蛋白N端第5个氨基酸上。
为了提高目的基因在家蚕杆状病毒真核表达体系中的翻译起始效率，在基因前面加了Kozak序列AAC，为了提高翻译终止效率，终止密码子改为TAA。此外，还去除了基因序列内部的BamHI、EcoRI等限制性酶切位点，在基因上游加上了BamHI，在基因下游加上了EcoRI限制性酶切位点，以便后续克隆到真核转移载体pVL1393中。
利用pET-28a(+)载体上的ATG进行起始翻译。此外，还去除了基因序列内部的BamHI、EcoRI等限制性酶切位点，在基因上游加上了BamHI，在基因下游加上了EcoRI限制性酶切位点，以便后续克隆到原核载体pET-28a(+)上。
将上述所设计的O型口蹄疫病毒基因序列和铁蛋白基因序列人工合成。
3 O型口蹄疫病毒和铁蛋白融合蛋白的质粒构建
3.1 O型口蹄疫病毒和铁蛋白融合蛋白的PCR扩增
用融合PCR技术将O型口蹄疫病毒和铁蛋白融合在一起。具体实验方法见上述实验方法2。
3.1.1大肠杆菌表达质粒的PCR扩增
PCR扩增FMDV VP1序列：以质粒pUC57-FMDV VP1为模板
F1 5’-CGGGATCCATGACCACCTCCACAGGTGAGTC-3’
R1 5’-CTTGATGATGTCGCCACCGGACAACAACTGTTTCACAGG-3’
PCR扩增Ferritin序列：以pUC57-Ferritin为模板，
F2 5’-CCTGTGAAACAGTTGTTG TCCGGTGGCGACATCATCAAG-3’
R2 5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
以PCR产物FMDV VP1和Ferritin为模板，Overlap-PCR扩增出FMDV VP1-Ferritin
F1 5’-CGGGATCCATGACCACCTCCACAGGTGAGTC-3’
R2 5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
3.1.2家蚕表达系统中表达质粒的PCR扩增
PCR扩增FMDV VP1序列：以质粒pUC57-FMDV VP1为模板
F3 5’-CGGGATCCAACATGACCACCTCCACAGGTGAGTC-3’
R3 5’-CTTGATGATGTCGCCACCGGACAACAACTGTTTCACAGG-3’
PCR扩增Ferritin序列：以pUC57-Ferritin为模板，
F4 5’-CCTGTGAAACAGTTGTTG TCCGGTGGCGACATCATCAAG-3’
R4 5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
以PCR产物FMDV VP1和Ferritin为模板，Overlap-PCR扩增出FMDV VP1-Ferritin
F3 5’-CGGGATCCAACATGACCACCTCCACAGGTGAGTC-3’
R4 5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
PCR反应体系为表1：
表1 PCR反应体系
Figure BDA0002183273360000071
PCR参数设置：
Figure BDA0002183273360000072
Figure BDA0002183273360000081
3.2玻璃奶纯化回收DNA片段
配置1％(w/v)琼脂糖凝胶，对PCR扩增的产物进行电泳；将琼脂糖凝胶置于紫外灯下，快速切下含有单一的目的核酸条带的凝胶，放入1.5mL的离心管中，称重，加三倍体积的6M NaI，放于37℃恒温培养箱中融化；向已经完全融化的溶液中加8μL Glassmilk，混匀，冰浴5min，中间摇匀两次；8000rpm离心10s，弃掉上清；加800μL New Wash洗涤，轻轻弹起后离心，重复2次；弃去上清，将离心管放37℃恒温培养箱干燥2～3min；干燥后加20μL 0.1×TE溶解，混合充分溶解DNA，12000rpm离心5min，取上清立即用于连接，其余放-20℃保存。
3.3目的基因PCR产物酶切处理
将PCR产物跑胶，胶回收正确的产物用限制性内切酶BamH I和EcoR I进行双酶切反应获得目的片段FMDV VP1-Ferritin。酶切体系如表2所示：
表2酶切体系
Figure BDA0002183273360000082
3.4感受态细胞的小量制备
制备大肠杆菌Top10感受态细胞，－80℃保存。
3.5目的基因与pET-28a(+)载体和pVL1393载体的连接与转化
3.5.1酶切处理pET-28a(+)和pVL1393载体
用限制性内切酶BamHⅠ和EcoRⅠ对转移载体pVL1393和pET-28a(+)进行双酶切，65℃灭活20min，保存于－20℃备用。
3.5.2连接
酶切回收的目的片段与经BamHⅠ/EcoRⅠ双酶切处理后的转移载体pVL1393和pET-28a(+)的连接。用T4 DNA连接酶，16℃，连接过夜。连接体系如表3所示：
表3连接体系
Figure BDA0002183273360000083
3.5.3转化
取-80℃保存的感受态细胞，快速融化一半，加入上述连接产物3μL，冰上放置半小时；42℃恒温水浴锅中放置90s，迅速置于冰上3～5min；向管中加入适量的1mL LB培养基，37℃恒温培养箱中静置培养60min；离心，弃去大部分上清，留200μL涂布于LB平板(100μg/mL Amp)上，37℃恒温培养箱正置培养30min，后倒置培养过夜。
3.6核酸快速抽提法粗筛阳性克隆
挑取LB平板上的单菌落，接种于LB液体培养基(100μg/mL Amp)中，置于37℃恒温震荡培养器中，设置转速为220rpm，过夜培养；取500μL菌液于离心管内，收集菌体；加入30μL Loading Buffer和20μL酚/氯仿(1:1)，用涡旋震荡器充分混匀，使菌体重悬；12000rpm离心3min，取8μL上清进行琼脂糖凝胶电泳，同时以同样方法处理的空载体作为对照。凝胶成像系统的紫外灯下观察条带，选取质粒带明显退后的菌液提取质粒。
3.7 SDS碱裂解法提取质粒DNA
收集3mL菌液于离心管中，SDS碱裂解法提取质粒DNA，-20℃保存备用。
3.8阳性克隆的酶切与测序鉴定
酶切体系如表4所示：
表4酶切体系
Figure BDA0002183273360000091
37℃反应2h后，取7μL用1％的琼脂糖进行电泳检测。酶切检测正确的质粒DNA人工测序，结果和目的基因一致，得到的重组质粒命名为pET28a-FMDV VP1-Ferritin、pVL1393-FMDV VP1-Ferritin。
4重组质粒的表达与纯化
4.1重组质粒在大肠杆菌中诱导表达
将鉴定正确的重组表达质粒pET28a-FMDV VP1-Ferritin转化BL21感受态细胞，在37℃，IPTG终浓度为0.5mM的条件下，分别诱导1h、2h、3h、4h、5h后收集菌液，用SDS-PAGE电泳分析表达情况，pET28a-FMDV VP1-Ferritin在约42.719kD处出现了特异条带，这与预期的带His的重组蛋白大小相符，而未诱导的重组表达载体没有产生该特异条带，表明融合蛋白在大肠杆菌内成功表达，在添加IPTG后1～4h，表达量逐渐增加，而诱导5h和诱导4h的多积累的重组蛋白几乎一样多。用超声波将菌体细胞破碎，发现上清有一部分目的蛋白，沉淀中有明显目的条带，说明重组蛋白His-FMDV VP1-Ferritin主要以不可溶的包涵体形式存在，聚丙烯凝胶电泳图见图1。
4.2重组蛋白的大量表达与包涵体蛋白样品的处理
将保存于-80℃表达量高的菌种划线，37℃培养过夜，挑取单菌落接种于4mL LB液体培养基(50μg/mL Kan)中，37℃培养过夜；1％的菌液转接于200mL含的LB液体培养基(50μg/mL Kan)中，37℃震荡培养，使OD值达0.6左右，加入IPTG(终浓度为0.5mM)，37℃继续培养4h；4℃，5000rpm离心10min收集菌体，用无菌ddH2O洗2次，离心收集菌体。用裂解缓冲液重悬菌体，用量为100μL裂解液/mL菌液，冰浴30min，冰上超声波破碎裂解菌体；4℃，12000rpm离心10min，弃上清，沉淀即为重组蛋白包涵体；沉淀用适量包涵体洗涤液Ⅰ和包涵体洗涤液Ⅱ重悬并洗涤，弃上清；用适量脲NTA-0Buffer重悬沉淀，4℃，过夜溶解。
4.3镍柱亲和层析纯化重组蛋白
取上述溶解过夜的包涵体溶液，4℃，12000rpm离心15min，取上清，用0.45μm膜过滤；用Ni-NTA树脂层析柱纯化该表达蛋白，在脲NTA-25、脲NTA-50、脲NTA-100、脲NTA-250、脲NTA-500，5个梯度收集洗脱液，收集穿透液、洗脱液，每管收集一个NTA体积，SDS-PAGE分析确定蛋白质的结合情况、目标蛋白在洗脱液中的分布情况。蛋白电泳显示在50mM咪唑浓度洗脱下来的蛋白最多，在100mM浓度也有蛋白洗脱下来，而250mM浓度下洗脱下来的很少。纯化后的重组蛋白经SDS-PAGE电泳后，观察大小正确，条带单一的蛋白带，纯化后的蛋白含量为5.1mg/mL。
4.4多克隆抗体的制备
将纯化后的His-Ferritin蛋白定量后收集1.5mg蛋白，经SDS-PAGE电泳后切下含有目的蛋白的凝胶，尽量切碎，37℃烘干后研磨成粉末，用生理盐水将抗原蛋白稀释到2倍最终浓度，充分混合佐剂，无菌条件下取出所需用量与抗原蛋白按体积比1：1迅速混匀，通过后腿小腿肌肉注射免疫小鼠，两免之后收集全部血清，测定血清的抗体效价。
5重组质粒在家蚕真核表达系统中表达与纯化
5.1家蚕核型多角体病毒亲本株BmBacmid的繁殖及病毒DNA的制备
按AppliChem公司产品说明配制1×TC-100培养基，用2M NaOH将pH调至6.22，过滤除菌后的培养基补加10％胎牛血清，27℃下培养家蚕细胞BmN。用家蚕核型多角体病毒亲本株感染对数生长期的细胞约50mL，3～4d后收集病毒感染液，10000rpm离心10min，除去沉淀，上清用25000rpm离心1小时，除上清，用1mL病毒DNA抽提液(1L中含Tris 12.1g，EDTA33.6g，KCl 14.1g，pH 7.5)悬浮病毒粒子沉淀，转移至1.5mL离心管中，加入蛋白酶K至终浓度为50μg/mL，50℃保温2小时，再加入35％的Sarkorsel至终浓度为1％，继续于50℃保温2小时，用等体积的饱和酚、苯酚:氯仿(1:1)、氯仿依次抽提，将上层水相转移到一个新管中，加入1/10体积的3M NaCl，再加入2倍体积的无水乙醇，－20℃放置2小时以上沉淀病毒DNA，5000rpm离心10分钟，沉淀用75％乙醇洗一次，冷冻干燥。溶解在100μLTE Buffer中，放4℃保存备用。
5.2重组家蚕杆状病毒rBmBacmid(PPH-FMDV VP1-Ferritin)的构建和获得
接种大约1×106细胞于15cm2培养瓶中，细胞贴壁后，除去含胎牛血清(FBS)培养基，用不含FBS的培养基洗三次，加1.5mL无FBS培养基。向一灭菌管中依次加入1μg家蚕杆状病毒亲本株BmBcmid DNA(专利号为：ZL201110142492.4)，2μg重组转移质粒pVL1393-FMDVVP1-Ferritin和5μL脂质体，用无菌双蒸水补足体积到60μL，轻轻混匀，静置15min后，逐滴加入到培养瓶中进行共转染。27℃培养4h后补加1.5mL无血清培养基和300μL FBS。27℃恒温培养4～5天，收集上清液用于重组病毒rBmBacmid(PPH-FMDV VP1-Ferritin)的筛选。接种适量细胞(约70～80％)于35mm小平皿中，细胞贴壁后，吸去培养基，将共转染上清进行不同浓度稀释，取1mL共转染液加到贴壁细胞中，分布均匀。27℃感染1h后，吸去感染液，将2％低融点琼脂糖凝胶于60℃水浴中融化，冷至40℃与40℃预热的2×TC-100培养基(含20％FBS)混合均匀，每平皿加4mL胶，待凝固后用Parafilm封口，27℃倒置培养3～5d，显微镜观察。将不含有多角体的空斑挑选出来，重复以上步骤，经过2～3轮的纯化获得纯的重组家蚕杆状病毒rBmBacmid(PPH-FMDV VP1-Ferritin)。
5.3重组病毒rBmBacmid(PPH-FMDV VP1-Ferritin)在家蚕细胞中的扩增
将重组家蚕杆状病毒rBmBacmid(PPH-FMDV VP1-Ferritin)感染正常生长的BmN细胞，培养3天后收集上清液，上清中即含有大量的重组病毒rBmBacmid(PPH-FMDV VP1-Ferritin)。
5.4重组病毒的鉴定
利用PCR方法分析外源基因整合。游离病毒基因组DNA的提取方法如下：取病毒上清150μL，加入150μL(0.5mol/L)的NaOH后混匀，再加入20μL(8mol/L)的醋酸铵，混匀后用等体积的酚和氯仿抽提一次，酒精沉淀后用20μL的TE溶解DNA。
取上述病毒基因组DNA 1μL进行PCR扩增，反应条件为：94℃变性5min、94℃1min、58℃1min、72℃3min，30个循环，最后72℃延伸10min。取15μL反应产物电泳分析，结果证明获得了重组病毒。
5.5 FMDV VP1-Ferritin在家蚕体内和蚕蛹中的表达
所用的家蚕蛹为高表达品种为JY1(由本实验室保存)。JY1品种家蚕饲养按吕鸿声主编的《中国养蚕学》(上海科学技术出版社，1991)的常规方法进行。饷食后48h选择平均体重相同的家蚕及结茧七天后平均体重相同的15粒蚕蛹，每头蚕蛹和蚕接种约1.0×105pfurBmBacmid(PPH-FMDV VP1-Ferritin)，4～5d后收集发病蚕蛹和取蚕血，-20℃冻存以进行ELISA法检测。
5.6 FMDV VP1-Ferritin类病毒颗粒的收集与纯化
将含表达有目的基因的蚕蛹用预冷的PBS(料液比为1：9)在匀浆器中研磨后，用0.45um滤器过滤。在30％蔗糖溶液中，1.5×105g超高速离心2h。用含0.1M NaCl的Tris-HCl(pH 7.0)的溶液把沉淀复溶到原体积，过阳离子交换层析填料SP(GE公司)，0.5M NaCl的Tris-HCl(pH 7.0)洗脱。再通过分子筛层析S200(GE公司)，纯度可达95％，得率可达40％以上。同时证明，在家蚕中表达的目的蛋白在高浓度下是可以自组装成类病毒颗粒。
6 Western blotting检测
将重组病毒感染的家蚕血淋巴用PBS(pH 7.4)稀释10倍超声波破碎后，进行SDS-PAGE凝胶电泳，浓缩胶为5％，分离胶浓度为15％，再用半干转法，将蛋白转移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上，用PBST配制3％BSA封闭，原核表达的His-Ferritin、His-Ferritin蛋白免疫小鼠后的血清为一抗(实验室自制，见上文多克隆抗体的制备；1:1000稀释)，HRP标记的山羊抗小鼠IgG为二抗(1:5000稀释)，最后用DAB(二氨基联苯胺)显色，后用去离子水终止，检测结果。Western blotting结果表明，在重组病毒感染后蚕血淋巴样品的上清液中可检测到42.719kD(FMDV VP1-Ferritin)大小的特异性条带。
7 ELISA检测：
将待检蚕血淋巴样品用包被液适度倍比稀释，另设亲本病毒感染的蚕血样品做阴性对照，只加包被液作为空白对照，每孔加100μL于酶标板中，4℃过夜。快速弃掉孔内液体，用PBST洗3次。每孔加300μL3％BSA封闭液，37℃作用3h，用PBST洗涤3次。将实验室自制His-Ferritin多克隆抗体稀释1：1000，每孔加100μL，37℃作用1.5h，用PBST洗4次。每孔加100μLHRP标记的羊抗鼠(1：5000)，37℃温育45～60min，用PBST洗涤4次。再加入新鲜配置的OPD(邻苯二胺)显色液100μL，室温，暗处显色10～30min。于各反应孔中加入2M硫酸50μL终止反应。在酶标仪上用492nm处波长测定OD值，以空白对照孔调零后测各孔OD值，以P/N值(阳性孔OD值减去空白对照孔OD值/阴性孔OD值)大于或等于2.1为阳性。
ELISA结果判定：以P/N值(阳性孔OD值减去空白对照孔OD值/阴性孔OD值)大于或等于2.1为阳性，结果表明FMDV VP1-Ferritin基因表达产物ELISA效价可达1：32。
表5为FMDV VP1-Ferritin原始基因序列表达产物的ELISA效价测定实验数据，结果表明FMDV VP1-Ferritin基因表达产物ELISA效价可达1：32。
表5 FMDV VP1-Ferritin原始序列表达产物ELISA效价
组别 效价
亲本病毒感染的蚕血样品(阴性对照) 1：4
FMDV VP1-Ferritin 1：32
实施例2 FMDV VP1-Ferritin原始序列进行同感序列设计及将其优化后的纳米颗粒疫苗的制备与效力检测
1有关溶液和培养基的配置
具体溶液和培养基的配置方法见实施例1。
2 O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白同感序列的基因获取
本发明将实施例1中O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白原始氨基酸序列和从NCBI上获取的其他10条VP1结构蛋白氨基酸序列进行比对，得到一条同感序列，将此同感序列与铁蛋白单体亚基氨基酸序列通过SGG连接命名为FMDV VP1-Ferritin-C(其氨基酸序列为SEQ IDNO.1所示，编码基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.2所示)。进一步利用OptimumGeneTM技术对O型口蹄疫病毒VP1结构蛋白氨基酸序列进行优化，将优化后的VP1结构蛋白氨基酸序列和铁蛋白单体亚基氨基酸序列根据家蚕密码子偏好性对氨基酸序列进行改造，对影响基因转录效率、翻译效率和蛋白折叠的GC含量、CpG二核苷酸含量、密码子偏好性、mRNA的二级结构、mRNA自由能稳定性、RNA不稳定性基因序列、重复序列等多种相关参数进行优化设计，并保持最终翻译成的蛋白序列不变，命名为FMDV VP1-Ferritin-C-O(密码子优化的基因核苷酸序列为SEQ ID NO.3所示)，具体优化过程见实施例1。
3融合蛋白的质粒构建
具体实验方法见实施例1。
FMDV VP1-Ferritin-C融合PCR引物：
FMDV VP1 PCR引物：
F5：5’-CGGGATCCAACATGACCACCTCCACAGGTGAGTC-3’
R5：5’-CTTGATGATGTCGCCACCGGACAACAACTGTTTCACAGG-3’
Ferritin PCR引物：
F6：5’-CCTGTGAAACAGTTGTTG TCCGGTGGCGACATCATCAAG-3’
R6：5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
Over-lapPCR引物：
F5：5’-CGGGATCCAACATGACCACCTCCACAGGTGAGTC-3’
R6：5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
FMDV VP1-Ferritin-C-O融合PCR引物：
FMDV VP1 PCR引物：
F7:5’-CGGGATCCATGACAACTTCAACCGGCGAATC-3’
R7:5’-CTTGATGATGTCGCCACCGGACAACAGCTGTTTAACTGG-3’
Ferritin PCR引物：
F8：5’-CCAGTTAAACAGCTGTTGTCCGGTGGCGACATCATCAAG-3’
R8：5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
Over-lapPCR引物：
F7：5’-CGGGATCCATGACAACTTCAACCGGCGAATC-3’
R8：5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
3.1目的基因与pVL1393载体的连接与转化
3.2核酸快速抽提法粗筛阳性克隆
具体实验方法见实施例1。
3.3 SDS碱裂解法提取质粒DNA
具体实验方法见实施例1。
3.4阳性克隆的酶切与测序鉴定
具体实验方法见实施例1。
4重组质粒pVL1393-FMDV VP1-Ferritin-C与pVL1393-FMDV VP1-Ferritin-C-O分别在家蚕表达系统中表达与纯化
4.1家蚕核型多角体病毒亲本株BmBacmid的繁殖及病毒DNA的制备
具体实验方法见实施例1。
4.2重组家蚕杆状病毒rBmBacmid的构建和获得
具体实验方法见实施例1。
4.3重组病毒rBmBacmid在家蚕细胞中的扩增
具体实验方法见实施例1。
4.4重组病毒的鉴定
具体实验方法见实施例1。
4.5 pVL1393-FMDV VP1-Ferritin-C；FMDV VP1-Ferritin-C-O分别在家蚕体和蚕蛹中的表达
具体实验方法见实施例1。
4.6 pVL1393-FMDV VP1-Ferritin-C；FMDV VP1-Ferritin-C-O类病毒颗粒的收集与纯化具体实验方法见实施例1。
5 Western blotting与ELISA检测
具体实验方法见实施例1。
6结果鉴定
ELISA结果判定：以P/N值(阳性孔OD值减去空白对照孔OD值/阴性孔OD值)大于或等于2.1为阳性，结果表明FMDV VP1-Ferritin-C基因表达产物ELISA效价可达1：64；FMDVVP1-Ferritin-C-O基因表达产物ELISA效价可达1：128。
从表6的基因表达产物ELISA效价结果可见，同感序列的表达量有了明显的提高，在密码子优化后的同感序列的表达量更是有了显著的提升，说明本实施例的改造和优化是成功的。
表6 FMDV VP1-Ferritin-C和FMDV VP1-Ferritin-C-O基因表达产物ELISA效价
组别 效价
亲本病毒感染的蚕血样品(阴性对照) 1：4
FMDV VP1-Ferritin 1：32
FMDV VP1-Ferritin-C 1：64
FMDV VP1-Ferritin-C-O 1：128
实施例3FMDV VP1-Ferritin-C-O突变体进行氨基酸单位点突变、双位点突变和多位点突变后的纳米颗粒疫苗制备与效力检测
1实验方法
1.1 FMDV VP1-Ferritin-C-O氨基酸序列单位点、双位点、多位点突变体基因的构建
基于实施例2的结果，本发明获得了FMDV VP1-Ferritin-C突变体，以FMDV VP1-Ferritin-C突变体密码子优化后的基因序列为模板，设计多对引物对同感序列进行定点突变，定点突变是利用融合PCR的方法进行，融合PCR的方法见实施例1。
突变位点分别为FMDV：T15S、T23N、F35Y、I49M、T57S、V63E、L77V、N86K、D100H、N104I、A111P、P119R、Y131H、G140S、D148V、K155N、K170I、R180S、L193P或H202Q。所得突变体命名为FMDV VP1-Ferritin-C-O-M(T15S、T23N、F35Y、I49M、T57S、V63E、L77V、N86K、D100H、N104I、A111P、P119R、Y131H、G140S、D148V、K155N、K170I、R180S、L193P或H202Q)。
在此基础上，本发明将单突变位点FMDV VP1：F35Y、V63E、N104I、P119R、Y131H或R180S两两组合进行双位点突变，双位点突变是在单位点突变序列的基础之上，以其(FMDVVP1-Ferritin-C-O-M)作为模板，利用相应的引物，通过融合PCR的方法进行第二位的定点突变，从而获得双位点突变的目的片段，融合PCR的方法见实施例1。
双突变位点为FMDV VP1：F35Y-V63E，F35Y-N104I，F35Y-P119R，F35Y-Y131H，F35Y-R180S，V63E-N104I，V63E-P119R，V63E-Y131H，V63E-R180S，N104I-P119R，N104I-Y131H，N104I-R180S，P119R-Y131H，P119R-R180S或Y131H-R180S共15种组合，所获得的突变体命名为FMDV VP1-Ferritin-C-O-D(F35Y-V63E，F35Y-N104I，F35Y-P119R，F35Y-Y131H，F35Y-R180S，V63E-N104I，V63E-P119R，V63E-Y131H，V63E-R180S，N104I-P119R，N104I-Y131H，N104I-R180S，P119R-Y131H，P119R-R180S或Y131H-R180S)突变体。
本发明通过分析糖基化位点，得出6个单突变位点能有效提高目的基因的表达量，因此多位点突变是双位点突变序列的基础之上，以其(FMDV VP1-Ferritin-C-O-D)为模板，利用相应的引物，通过融合PCR的方法进行多突变位点的定点突变，从而获得多位点突变的目的片段，融合PCR的方法见实施例1。
将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照F35Y-V63E-N104I-P119R-Y131H-R180S氨基酸多位点突变方式获得多位点突变体。
获得了组合：FMDV VP1(F35Y-V63E-N104I-P119R-Y131H-R180S)。命名为FMDVVP1-Ferritin-C-O-M6(F35Y-V63E-N104I-P119R-Y131H-R180S)。
将FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6在家蚕真核表达系统及AcMNPV-昆虫细胞表达系统中表达。
FMDV VP1-Ferritin-C-O进行氨基酸单位点、双位点及多位点突变所需引物：
FMDV VP1-Ferritin-C-O:
(1)两侧上下游引物：
F：5’-CGGGATCCAACATGACAACTTCAACCGGCGAATC-3’
R：5’-GCGTCGACGAATTCTTAGCTCTTGCGGGACTTGGCGATG-3’
(2)中间上下游引物：
1.
F：CTGCTGACCCTGTCACCACATCTGTGGAAAACTACGGT
R：ACCGTAGTTTTCCACAGATGTGGTGACAGGGTCAGCAGA
2.
F：GAAAACTACGGTGGAGAAAACCAAGTGCAGAGAAGACAACA
R：TGTTGTCTTCTCTGCACTTGGTTTTCTCCACCGTAGTTTTC
3.
F：CAACACACAGACGTTAGCTACATATTGGATAGATTCGTG
R：CACGAATCTATCCAATATGTAGCTAACGTCTGTGTGTTG
4.
F：GTTACACCGAAGGACCAAATGAATGTCCTCGATCTGATG
R：CATCAGATCGAGGACATTCATTTGGTCCTTCGGTGTAAC
5.
F：GTCCTCGATCTGATGCAGTCTCCCGCTCACACCCTCGTG
R：CACGAGGGTGTGAGCGGGAGACTGCATCAGATCGAGGAC
6.
F：ACTCCCGCTCACACCCTCGAGGGTGCTCTGTTGAGAACT
R：AGTTCTCAACAGAGCACCCTCGAGGGTGTGAGCGGGAGT
7.
F：ACCTACTACTTCGCTGACGTCGAAGTCGCCGTGAAACAC
R：GTGTTTCACGGCGACTTCGACGTCAGCGAAGTAGTAGGT
8.
F：GCCGTGAAACACGAAGGAAAACTGACATGGGTGCCGAAT
R：ATTCGGCACCCATGTCAGTTTTCCTTCGTGTTTCACGGC
9.
F：GCTCCCGAAGCTGCCTTGCATAACACCACAAATCCGACT
R：AGTCGGATTTGTGGTGTTATGCAAGGCAGCTTCGGGAGC
10.
F：GCCTTGGATAACACCACAATTCCGACTGCTTACCACAAG
R：CTTGTGGTAAGCAGTCGGAATTGTGGTGTTATCCAAGGC
11.
F：CCGACTGCTTACCACAAGCCTCCTCTGACAAGATTGGCT
R：AGCCAATCTTGTCAGAGGAGGCTTGTGGTAAGCAGTCGG
12.
F：CTGACAAGATTGGCTCTCCGTTACACTGCCCCACACAGA
R：TCTGTGTGGGGCAGTGTAACGGAGAGCCAATCTTGTCAG
13.
F：AGAGTTCTGGCCACTGTCCACAACGGTAATTGCAAATAC
R：GTATTTGCAATTACCGTTGTGGACAGTGGCCAGAACTCT
14.
F：AATTGCAAATACGGCGAAAGTGCTGTTACCAACGTCAGA
R：TCTGACGTTGGTAACAGCACTTTCGCCGTATTTGCAATT
15.
F：GTTACCAACGTCAGAGGAGTTCTGCAAGTTTTGGCCCAG
R：CTGGGCCAAAACTTGCAGAACTCCTCTGACGTTGGTAAC
16.
F：CTGCAAGTTTTGGCCCAGAACGCTGCCAGAACATTGCCA
R：TGGCAATGTTCTGGCAGCGTTCTGGGCCAAAACTTGCAG
17.
F：TTCAATTACGGTGCTATCATAGCCACCAGAGTCACAGAA
R：TTCTGTGACTCTGGTGGCTATGATAGCACCGTAATTGAA
18.
F：GTCACAGAACTCCTGTACAGTATGAAGAGAGCTGAAACT
R：AGTTTCAGCTCTCTTCATACTGTACAGGAGTTCTGTGAC
19.
F：TACTGTCCTAGACCATTGCCCGCTATCCACCCTGAACAA
R：TTGTTCAGGGTGGATAGCGGGCAATGGTCTAGGACAGTA
20.
F：CACCCTGAACAAGCCAGACAGAAACAGAAGATTGTGGCC
R：GGCCACAATCTTCTGTTTCTGTCTGGCTTGTTCAGGGTG
2 FMDV VP1-Ferritin-C-O-M、FMDV VP1-Ferritin-C-O-D和FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6突变体的质粒构建
具体实验方法见实施例1。
3重组质粒的转化与鉴定
具体实验方法见实施例1。
4重组质粒在家蚕表达系统及AcMNPV-昆虫细胞表达系统中表达与纯化
4.1家蚕核型多角体病毒亲本株BmBacmid的繁殖及病毒DNA的制备
具体方法同实施例1。
4.2重组家蚕杆状病毒的构建和获得
具体方法同实施例1。
4.3重组病毒rBmBacmid在家蚕细胞中的扩增
具体实验方法见实施例1。
另外，AcBacmid DNA的构建和制备：按下述方法(张志芳，李轶女，易咏竹，等.表达多外源基因的昆虫生物反应器及其构建方法和应用[P].中国：CN102286534A,2011.)进行制备。
含目的基因的重组病毒DNA的制备按下述方法进行，按AppliChem公司产品说明配制1×TC-100培养基，用2M NaOH将pH调至6.22，过滤除菌后的培养基补加10％胎牛血清，27℃下培养Sf-9细胞。用含目的基因的重组的AcBacmid病毒感染对数生长期的细胞约5mL，3～4d后收集病毒感染液，10000rpm离心10min，除去沉淀，上清用25000rpm离心1小时，除上清，用1mL病毒DNA抽提液(1L中含Tris 12.1g，EDTA 33.6g，KCl 14.1g，pH 7.5)悬浮病毒粒子沉淀，转移至1.5mL离心管中，加入蛋白酶K至终浓度为50μg/mL，50℃保温2小时，再加入35％的Sarkorsel至终浓度为1％，继续于50℃保温2小时，用等体积的饱和酚、苯酚:氯仿(1:1)、氯仿依次抽提，将上层水相转移到一个新管中，加入1/10体积的3M NaCl，再加入2倍体积的无水乙醇，－20℃放置2小时以上沉淀病毒DNA，5000rpm离心10分钟，沉淀用75％乙醇洗一次，冷冻干燥。溶解在100μL TE Buffer中，放4℃保存备用。
4.4重组病毒的鉴定
具体实验方法见实施例1。
4.5 FMDV VP1-Ferritin-C-O-M突变体基因在家蚕体内和蚕蛹中的表达
具体方法同实施例1。
4.6 FMDV VP1-Ferritin-C-O-M类病毒颗粒的收集与纯化
具体方法同实施例1。
5 Western blotting与ELISA检测
具体实验方法见实施例1。
6结果鉴定
ELISA结果判定标准：以P/N值(阳性孔OD值减去空白对照孔OD值/阴性孔OD值)大于或等于2.1为阳性，虽然最高的ELISA值在为512左右，因为本实验是用阈值和稀释倍数作为定量指标的，具体的样本的量因为P/N值的大小不同，还是有所差别的。
从表7的数据可以看出在同感序列(SEQ ID NO.1)的基础上进行氨基酸单位点突变，所得突变体有六个单突变体(F35Y、V63E、N104I、P119R、Y131H或R180S)的表达产物的表达量相比同感序列的表达量有了明显提高。
表7 FMDV VP1-Ferritin-C-O-M突变体表达产物的ELISA效价
Figure BDA0002183273360000161
Figure BDA0002183273360000171
根据以上结果可见六个单突变体(F35Y、V63E、N104I、P119R、Y131H或R180S)的单突变位点是有效的，因此选取这6个有明显效价提高的单突变位点两两组合进行双位点突变。
从表8中数据看出同感序列氨基酸双位点突变中，在同感序列(SEQ ID NO.1)的基础上进行氨基酸双位点突变所得突变体有三个双突变体(F35Y-V63E，N104I-P119R或P119R-Y131H)的表达量相比同感序列的表达量有了明显提高。
表8 FMDV VP1-Ferritin-C-O-D突变体表达产物的ELISA效价
Figure BDA0002183273360000172
Figure BDA0002183273360000181
根据表8的结果中得到三个表达量明显提高的三个双突变体(F35Y-V63E，N104I-P119R或P119R-Y131H)，考虑到氨基酸的排列顺序是蛋白质的一级结构并决定着蛋白质的高级结构，推测可能是由于进行的氨基酸单位点突变有部分突变点的位置相互靠近彼此关联的，因此尝试将以上的6个突变位点同时突变以获得一个多位点突变体(F35Y-V63E-N104I-P119R-Y131H-R180S)。
ELISA结果判定：以P/N值(阳性孔OD值减去空白对照孔OD值/阴性孔OD值)大于或等于2.1为阳性；结果表明FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6基因表达产物ELISA效价可达1：2048。FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6突变体在AcMNPV-昆虫细胞表达系统中的表达产物检测的ELISA值代表每毫升昆虫细胞的表达量。
从表9中的数据可以看出将融合蛋白同感序列进行氨基酸位点多突变，所得突变体的表达量相比上述单突变体、双突变体等的表达量有了明显提升。
表9 FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6突变体在家蚕和AcMNPV-昆虫细胞表达系统中的表达产物ELISA检测
组别 效价
亲本病毒感染的蚕血样品(阴性对照) 1：4
FMDV VP1-Ferritin-C-O-D 1：1024
FMDV VP1-Ferritin-C-O-M<sub>6</sub>(家蚕) 1：2048
AcFMDV VP1-Ferritin-C-O-M<sub>6</sub>(AcMNPV-昆虫细胞) 1：1024
7电镜观察
用1mL注射器吸一定量的1％醋酸铀待用，用另一注射器吸一定数量的蒸馏水。将FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6纳米颗粒蚕血淋巴经过初步纯化后，用悬浮液稀释，将悬浮样品滴在封口膜上，使之形成一个小液珠，用镊子尖端夹住载网，并使带膜的一面朝下，沾取样品，而后用滤纸吸干，再洗去多余的悬浮物，清洗5次。吸干后，将载网摆在1％醋酸铀染液的液滴上，染色3分钟，用滤纸从铜网边缘吸干多余的染液，重复2-3次，待干燥后镜检。结果如图3所示，可见大小与预期符合的纳米颗粒，笼状体的直径为12纳米左右，仔细观察可见有天线状突出。
实施例4 pVLCAG-FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6杆状病毒哺乳动物表达用重组病毒的构建和动物实验
1构建pVLCAG载体
具体实验方法参照(张志芳，姚斌，李轶女等。在动物细胞或动物组织中表达外源基因的方法[P].中国：ZL 201210408558.4.)进行，构建向脊椎动物细胞或个体中呈递外源基因的重组杆状病毒转移载体。
2构建呈递报告基因的重组病毒
2.1将FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6基因克隆到基因呈递转移载体上
将实施例3中带有酶切位点的FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6基因片段酶切回收连接到同样酶切处理的pVLCAG载体，鉴定正确后获得pVLCAG-FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6。
2.2构建基因呈递用的重组病毒并大量制备
用pVLCAG-FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6转移载体通过reBmBac共转染BmN细胞获得重组病毒Bm-CAG FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6，在共转染过程中依然需要pVL1393-Luc作为对照来确定共转染的成功与否，病毒纯化过程同上。
用重组病毒感染5龄起家蚕幼虫，4-5d后收获蚕血淋巴其中含有大量扩增的重组病毒。
将蚕血淋巴用PBS稀释后超声破碎(10s×10次)，然后用12000rpm离心10分钟去除细胞碎片，再用1.5×105g离心3h，去除上清，沉淀用适量PBS重悬获得初步纯化的重组杆状病毒的病毒粒子，这里一般10mL蚕血的重组病毒离心后用2mLPBS重悬，重悬后重组病毒量约为2.5×1012PFU/mL(约为5×1012viral genomes(vg)/mL，病毒拷贝数利用BmNPV病毒DNA骨架序列引物，GJ-1F(CGAACGGAGACGATGGATGTGG)和GJ-1R(GTGCCGAGCGATTGTAAGGGATC)通过荧光定量PCR计算。
3重组病毒在哺乳动物细胞中表达
采用VERO细胞作为基因呈递的目标，将重组病毒Bm-CAG FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6各取100MOI的病毒来进行研究。方法步骤如下：
1)在六孔板中接种上VERO细胞(1×106cell/well)，37℃贴壁培养8-12h；
2)取1×108PFU纯化后的重组病毒Bm-CAG FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6加到六孔板的细胞中，37℃孵育1h；
3)孵育后去掉含有病毒的培养基，换上正常的DMEM含血清培养基，42小时左右处理细胞，收集表达产物，ELISA检测效价1：512。
4动物试验
4.1将杆状病毒表达的FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6表达产物免疫动物
将分析得出的最优序列FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6在家蚕真核表达系统中表达所得蚕蛹，按照30μg/只的量来免疫动物，根据ELISA效价制备32只/g蚕蛹的疫苗。
制备方法为：分别称取10g表达FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6纳米颗粒抗原的蚕蛹，加入90mL PBS缓冲液，搅拌器搅拌5～10min使其充分混匀，制备成母液放入灭菌瓶中。206佐剂事先灭菌后放到30℃保温箱中保温。适量的母液先放在冰上并进行调整，与佐剂混合时，先在15mL离心管中加佐剂3mL，慢慢滴加母液3mL，用匀浆器匀浆3min。加入盐酸环丙沙星，使用量为30～50mg/1kg小鼠体重。疫苗呈乳白色，检测疫苗质量时可取出少量，3000rpm离心15min，疫苗不分层即为合格。用同样的方法处理健康蚕蛹，制成疫苗做对照。
将分析得出的最优序列FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6在AcBacmid-昆虫细胞真核表达系统中表达所得细胞沉淀，按照30μg/只的量来注射动物。
制备方法：昆虫细胞表达的抗原按测定的制备疫苗所需的蛋白含量的细胞沉淀量经超声破碎后，混合相应的佐剂而成。
取SPF小鼠50只适应性饲养一周后，随机分为5组，每组10只，其中两组小鼠通过腹腔或肌内注射FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6在分别家蚕真核表达系统和AcMNPV-昆虫细胞表达系统中表达产物制备的疫苗1份(0.2mL)。10只接种健康蚕蛹制备的疫苗作为阴性蚕蛹免疫组，10只不做免疫处理作为正常对照组，10只接种传统疫苗株作为阴性对照。接种15天后，采用眼眶取血，采1mL左右，放试管中倾斜放置，37℃放置2h后，转至室温过夜。将血清转移至离心管中，2000rpmin，10min，收集血清，用原核蛋白pET-28a-FMDV VP1-Ferritin做为抗原，检测血清中抗体效价。阴性蚕蛹免疫组的抗体效价应不高于1：4，传统疫苗株的抗体效价均为1：128，而FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6在家蚕真核表达系统中表达样品组的抗体效价为1：512以上，FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6在AcMNPV-昆虫细胞表达系统中表达样品组的抗体效价为1：128以上。
4.2利用重组病毒向小鼠体内呈递FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6基因
纯化的重组病毒Bm-CAG FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6通过尾静脉注射(1×1012vg/只)和灌注(1×1013vg/只)的方式送入小鼠体内，小鼠体重约为25g。分别在第5d、11d、17d、21d收集小鼠血清，用原核蛋白pET-28a-VP1-Ferritin、FMDV VP1-Ferritin作为检测目的蛋白，检测抗体效价。
5抗体效价
具体实验步骤见上，21天时的抗体效价为最高，具体结果见表10。
从表10中的数据可以看出，融合蛋白氨基酸多位点突变后的突变体呈递给小鼠中所产生的抗体效价比健康蚕蛹对照和传统疫苗高。
表10 FMDV VP1-Ferritin-C-O-M6小鼠血清抗体效价(21天)
组成 效价
健康蚕蛹对照(小鼠) 1：4
传统疫苗(小鼠) 1：128
FMDV VP1-Ferritin-C-O-M<sub>6</sub>小鼠血清(灌注) 1：512
FMDV VP1-Ferritin-C-O-M<sub>6</sub>小鼠血清(注射) 1：256
SEQUENCE LISTING
<110> 中国农业科学院生物技术研究所
<120> 基于自组装铁蛋白纳米抗原颗粒及由其制备的O型口蹄疫疫苗和应用
<130> BJ-2002-190801A
<160> 3
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 380
<212> PRT
<213> Artifical sequence
<400> 1
Met Thr Thr Ser Thr Gly Glu Ser Ala Asp Pro Val Thr Thr Thr Val
1 5 10 15
Glu Asn Tyr Gly Gly Glu Thr Gln Val Gln Arg Arg Gln His Thr Asp
20 25 30
Val Ser Phe Ile Leu Asp Arg Phe Val Lys Val Thr Pro Lys Asp Gln
35 40 45
Ile Asn Val Leu Asp Leu Met Gln Thr Pro Ala His Thr Leu Val Gly
50 55 60
Ala Leu Leu Arg Thr Ala Thr Tyr Tyr Phe Ala Asp Leu Glu Val Ala
65 70 75 80
Val Lys His Glu Gly Asn Leu Thr Trp Val Pro Asn Gly Ala Pro Glu
85 90 95
Ala Ala Leu Asp Asn Thr Thr Asn Pro Thr Ala Tyr His Lys Ala Pro
100 105 110
Leu Thr Arg Leu Ala Leu Pro Tyr Thr Ala Pro His Arg Val Leu Ala
115 120 125
Thr Val Tyr Asn Gly Asn Cys Lys Tyr Gly Glu Gly Ala Val Thr Asn
130 135 140
Val Arg Gly Asp Leu Gln Val Leu Ala Gln Lys Ala Ala Arg Thr Leu
145 150 155 160
Pro Thr Ser Phe Asn Tyr Gly Ala Ile Lys Ala Thr Arg Val Thr Glu
165 170 175
Leu Leu Tyr Arg Met Lys Arg Ala Glu Thr Tyr Cys Pro Arg Pro Leu
180 185 190
Leu Ala Ile His Pro Glu Gln Ala Arg His Lys Gln Lys Ile Val Ala
195 200 205
Pro Val Lys Gln Leu Leu Ser Gly Gly Asp Ile Ile Lys Leu Leu Asn
210 215 220
Glu Gln Val Asn Lys Glu Met Gln Ser Ser Asn Leu Tyr Met Ser Met
225 230 235 240
Ser Ser Trp Cys Tyr Thr His Ser Leu Asp Gly Ala Gly Leu Phe Leu
245 250 255
Phe Asp His Ala Ala Glu Glu Tyr Glu His Ala Lys Lys Leu Ile Ile
260 265 270
Phe Leu Asn Glu Asn Asn Val Pro Val Gln Leu Thr Ser Ile Ser Ala
275 280 285
Pro Glu His Lys Phe Glu Gly Leu Thr Gln Ile Phe Gln Lys Ala Tyr
290 295 300
Glu His Glu Gln His Ile Ser Glu Ser Ile Asn Asn Ile Val Asp His
305 310 315 320
Ala Ile Lys Ser Lys Asp His Ala Thr Phe Asn Phe Leu Gln Trp Tyr
325 330 335
Val Ala Glu Gln His Glu Glu Glu Val Leu Phe Lys Asp Ile Leu Asp
340 345 350
Lys Ile Glu Leu Ile Gly Asn Glu Asn His Gly Leu Tyr Leu Ala Asp
355 360 365
Gln Tyr Val Lys Gly Ile Ala Lys Ser Arg Lys Ser
370 375 380
<210> 2
<211> 1146
<212> DNA
<213> Artifical sequence
<400> 2
aacatgacca cctccacagg tgagtccgct gatcccgtga ccaccaccgt tgagaactac 60
ggtggagaga cacaggtcca gagacgtcaa cacaccgacg tttctttcat tttggacaga 120
tttgtgaaag taacaccaaa agaccaaatc aatgtgctgg acctgatgca aacccctgct 180
cacactttgg taggcgcact cctccgcacc gccacttact acttcgcaga cttagaagtg 240
gcagtgaagc acgagggcaa cctcacctgg gtcccgaacg gggcgcccga ggcggcgctg 300
gacaacacca ccaacccaac ggcctaccat aaggcaccgc tcacccgtct tgctctgcct 360
tacacagcac cacaccgtgt tctggctacc gtttacaacg ggaactgcaa gtatggcgag 420
ggcgctgtga ccaacgtgag gggtgacttg caagtgttgg ctcagaaggc agcaagaacg 480
ctgcctacct cctttaacta cggtgccatc aaggctaccc gggtgactga actgctttac 540
cgcatgaaga gggccgaaac atactgccct cggcctctgc tggccattca cccggaacaa 600
gccagacaca agcagaagat tgtggcacct gtgaaacagt tgttgtccgg tggcgacatc 660
atcaagctgc tgaacgaaca ggtgaacaag gagatgcagt ccagcaacct gtacatgtct 720
atgtcttcat ggtgctacac ccactcactg gacggagctg gtctgttcct gttcgaccac 780
gctgccgagg aatacgaaca cgccaagaag ctgatcatct tcctgaacga gaacaacgtg 840
cctgtccagc tgacctccat cagcgctccc gaacacaagt tcgagggtct gactcaaatc 900
ttccagaagg cctacgaaca cgagcagcac atctctgaat caatcaacaa catcgtggac 960
cacgctatca agagcaagga ccacgccact ttcaacttcc tgcaatggta cgtggctgag 1020
cagcacgagg aagaggtcct gttcaaggac atcctggaca agatcgaact gatcggcaac 1080
gagaaccacg gactgtacct ggctgaccag tacgtcaagg gcatcgccaa gtcccgcaag 1140
agctaa 1146
<210> 3
<211> 1146
<212> DNA
<213> Artifical sequence
<400> 3
aacatgacaa cttcaaccgg cgaatctgct gaccctgtca ccacaactgt ggaaaactac 60
ggtggagaaa cccaagtgca gagaagacaa cacacagacg ttagcttcat attggataga 120
ttcgtgaaag ttacaccgaa ggaccaaatc aatgtcctcg atctgatgca gactcccgct 180
cacaccctcg tgggtgctct gttgagaact gccacctact acttcgctga cctcgaagtc 240
gccgtgaaac acgaaggaaa cctgacatgg gtgccgaatg gcgctcccga agctgccttg 300
gataacacca caaatccgac tgcttaccac aaggctcctc tgacaagatt ggctctccct 360
tacactgccc cacacagagt tctggccact gtctacaacg gtaattgcaa atacggcgaa 420
ggtgctgtta ccaacgtcag aggagatctg caagttttgg cccagaaggc tgccagaaca 480
ttgccaactt cattcaatta cggtgctatc aaagccacca gagtcacaga actcctgtac 540
agaatgaaga gagctgaaac ttactgtcct agaccattgc tcgctatcca ccctgaacaa 600
gccagacaca aacagaagat tgtggcccca gttaaacagc tgttgtccgg tggcgacatc 660
atcaagctgc tgaacgaaca ggtgaacaag gagatgcagt ccagcaacct gtacatgtct 720
atgtcttcat ggtgctacac ccactcactg gacggagctg gtctgttcct gttcgaccac 780
gctgccgagg aatacgaaca cgccaagaag ctgatcatct tcctgaacga gaacaacgtg 840
cctgtccagc tgacctccat cagcgctccc gaacacaagt tcgagggtct gactcaaatc 900
ttccagaagg cctacgaaca cgagcagcac atctctgaat caatcaacaa catcgtggac 960
cacgctatca agagcaagga ccacgccact ttcaacttcc tgcaatggta cgtggctgag 1020
cagcacgagg aagaggtcct gttcaaggac atcctggaca agatcgaact gatcggcaac 1080
gagaaccacg gactgtacct ggctgaccag tacgtcaagg gcatcgccaa gtcccgcaag 1140
agctaa 1146

Claims (11)

1.一种融合蛋白的同感序列的优化基因，所述融合蛋白由O型口蹄疫VP1结构蛋白和单体铁蛋白亚基连接得到；所述融合蛋白的同感序列的氨基酸序列为SEQ ID NO.1所示，融合蛋白的同感序列的编码基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.2所示，其特征在于，所述优化基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.3所示。
2.一种融合蛋白的同感序列的突变体，其特征在于，将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照F35Y、V63E、N104I、P119R、Y131H或R180S中的任何一种氨基酸单位点突变方式获得的单位点突变体。
3.一种融合蛋白的同感序列的突变体，其特征在于，将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照F35Y-V63E，N104I-P119R或P119R-Y131H中任何一种双位点突变方式获得的双位点突变体。
4.一种融合蛋白的同感序列的突变体，其特征在于，将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列按照F35Y-V63E-N104I-P119R-Y131H-R180S进行多位点突变方式获得的多位点突变体。
5.权利要求1所述的优化基因在制备O型口蹄疫疫苗中的用途。
6.权利要求2-4任何一项所述的突变体在制备O型口蹄疫疫苗中的用途。
7.按照权利要求5所述的用途，其特征在于，包括：将权利要求1所述的优化基因在大肠杆菌原核表达系统中进行表达，收集并纯化所表达的抗原；
或者，将权利要求1所述的优化基因在家蚕表达系统或AcMNPV-昆虫细胞真核表达系统中进行表达，收集并纯化所表达的抗原；
或者，将权利要求1所述的优化基因克隆到杆状病毒哺乳动物的表达载体中得到重组杆状病毒；将重组杆状病毒在脊椎动物体内组织进行基因呈递产生抗原。
8.按照权利要求7所述的用途，其特征在于，将权利要求1所述的优化基因克隆到杆状病毒转移载体中构建得到重组转移载体；将重组转移载体与杆状病毒DNA共转染昆虫细胞，获得重组杆状病毒；将重组杆状病毒感染昆虫宿主或细胞，培养被感染的昆虫细胞或昆虫宿主表达相应的抗原，纯化，即得。
9.按照权利要求6所述的用途，其特征在于，包括：将权利要求2-4任何一项所述突变体的编码基因在大肠杆菌原核表达系统中进行表达，收集并纯化所表达的抗原；
或者，将权利要求2-4任何一项所述的突变体的编码基因在家蚕表达系统或AcMNPV-昆虫细胞真核表达系统中进行表达，收集并纯化所表达的抗原；
或者，将权利要求2-4任何一项所述的突变体的编码基因克隆到杆状病毒哺乳动物的表达载体中得到重组杆状病毒；将重组杆状病毒在脊椎动物体内组织进行基因呈递产生抗原。
10.按照权利要求9所述的用途，其特征在于，权利要求2-4任何一项所述突变体的编码基因克隆到杆状病毒转移载体中构建得到重组转移载体；将重组转移载体与杆状病毒DNA共转染昆虫细胞，获得重组杆状病毒；将重组杆状病毒感染昆虫宿主或细胞，培养被感染的昆虫细胞或昆虫宿主表达相应的抗原，纯化，即得。
11.一种O型口蹄疫疫苗，其特征在于，包含有效量的权利要求2-4任何一项所述的突变体和药学上可接受的佐剂或载体。
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