CN116813718B - 一种重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体及其表达体系和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体及其表达体系和应用,属于猪圆环病毒防治技术领域。本发明提供了一种氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体,克服了现有技术中猪圆环病毒的疫苗免疫原性差、应用有风险等问题。本发明提供的蛋白三聚体免疫原性好,能够有效保护猪免受野毒的攻击,在制备动物疫苗中具有良好前景。采用大肠杆菌表达系统生产,得到的重组蛋白用于制备疫苗不含病原感染性物质,能够避免活病毒疫苗毒力返强、灭活疫苗灭活不完全等的潜在风险。特定的表达系统可高效规模化生产Cap蛋白三聚体疫苗,具备成本低、产量高的优势。
Description
技术领域
本发明涉及猪圆环病毒防治技术领域,尤其涉及一种重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体及其表达体系和应用。
背景技术
猪圆环病毒(Porcine Circovirus,PCV)是圆环病毒科(Circoviridae)、动物圆环病毒属的成员。该病毒是已知能自行复制的最小的哺乳动物病毒。PCV可以分为PCV1和PCV2两种血清型,PCV2是断奶后仔猪多系统衰弱综合征的主要病因,临床上主要表现为皮肤苍白、发热、进行性消瘦,伴随呼吸与消化系统失调。感染猪群中发病率约60%以上,死淘率达80%。此外,猪皮炎与肾炎综合征、增生性坏死性肺炎、猪呼吸道综合征、繁殖障碍、先日性颤抖、胎儿心肌炎及肠炎等疾病也与PCV2感染有关。PCV2感染可导致机体免疫系统功能严重受损,形成免疫抑制,增强对其它多种病原体的易感性,引起在正常情况下具有较低致病性的病原体感染发病,使猪群发生难以控制的复发性疾病和多重感染。现有研究已证明,PCV2和猪繁殖与呼吸综合症、猪瘟、猪细小病毒等混合感染对猪群危害极大。
疫苗免疫是防制该病的有效手段,主要有嵌合活病毒疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗(杆状病毒表达系统、大肠杆菌表达系统)等类型。例如现有技术公开了多种嵌合活病毒疫苗:中国专利CN106834242A公开的嵌合型猪圆环病毒活疫苗C1-233株及其构建方法;再如CN109195623A公开了一种嵌合型猪圆环病毒2型(PCV2)疫苗。但是现有的嵌合活病毒疫苗存在疫苗毒力返强的风险,且致弱毒株毒力评价较为困难,生产过程复杂、成本高。
PCV2灭活疫苗是将病毒通过细胞培养扩增后,再通过理化方法处理使其丧失感染性,加入适宜的佐剂制备而成。灭活疫苗存在病毒难培养、培养周期长、生产成本高、研发周期长等缺陷。
亚单位疫苗不含病原感染性物质,其能够避免活病毒疫苗毒力返强、灭活疫苗灭活不完全等的潜在风险。目前商品化的猪圆环病毒亚单位疫苗大多由杆状病毒/昆虫细胞表达系统表达,但该表达系统生产效率低、成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体,能够解决现有技术中猪圆环病毒的疫苗存在免疫原性差、应用有风险等问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体,所述重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
本发明还提供了编码上述重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的基因,所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
本发明还提供了一种表达重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的重组载体,所述重组载体包括初始载体和上述编码重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的基因。
优选的,所述初始载体为pGEX载体、pET系列载体或pMAL载体。
优选的,所述初始载体为pET30a载体。
本发明还提供了一种表达重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的重组载体,所述重组载体的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
本发明还提供了一种包含上述重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的编码基因的重组菌株。
优选的,所述重组菌株通过IPTG进行诱导表达。
优选的,所述IPTG的浓度为0.3~0.9mmol/L;
所述诱导表达的温度为35~38℃;
所述诱导表达的时间为4~6h。
本发明还提供了上述重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体、重组载体、重组菌株在制备动物疫苗中的应用。
本发明的有益效果:
本发明提供了氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体,该蛋白三聚体免疫原性好,能够有效保护猪免受野毒的攻击,在制备动物疫苗中具有良好前景。
本发明所述的重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体采用大肠杆菌表达系统生产,用于制备疫苗不含病原感染性物质,能够避免活病毒疫苗毒力返强、灭活疫苗灭活不完全等的潜在风险。特定的表达系统可高效规模化生产Cap蛋白三聚体疫苗,具备成本低、产量高的优势。
附图说明
图1为菌液PCR鉴定结果图,其中1-10:菌液PCR的样品编号,M:为Marker,从下向上对应的条带大小分别为:300、500、800、1000、1500、2000、3000、5000bp。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将Cap蛋白核苷酸+GS Linker核苷酸+T4 Foldon核苷酸组成一条序列并进行密码子优化,优化后序列如SEQ ID NO.2所示:ATGACCTATCCGCGTCGCCGTTTTCGTCGTCGTCGTCACCGTCCTCGTAGCCAGCTGGGTCAGATTCTGCGTCGTCGTCCGTGGCTGGTTCATCCGCGTCATCGTTATCGTTGGCGTCGTAAAAATGGTATTTTCAATGCACGTCTGAGCCGTACCTTTGGTTATACCGTTAAAGCAACCACCGTGAGCACACCGAGCTGGAGCGTTGATATGCTGCGTTTTAACCTGGATGATTTTGTGCCGCCTGGTGGCGGTACAAATAAAATCTCAATCCCGTTTGAATATTATCGTATTCGCAAAGTGAAAGTTGAATTTTGGCCGTGTAGCCCGATTACCCAGGGTGATCGTGGTGTTGGTAGCAGTGCAATTATTCTGGACGATAATTTTGTTATGAAAGTTCCGGCACAGACCTATGATCCGTATGTGAACTATAGCAGTCGTCATACCATCCCGCAACCGTTTAGCTATCATAGCCGTTATTTTACCCCGAAACCGGTTCTGGATAGCACCATTGATTACTTCCAGCCGAATAACAAACGTAATCAGCTGTGGATGCGTCTGCAGACCAGCCGAAATGTTGATCATGTTGGTCTGGGCACCGCATTTGAAAATAGCAAGTATGATCAGGATTATAATATTCGTGTTACCATGTATGTTCAGTTTCGTGAATTTAATCTGAAAGATCCTCCGCTGAAACCGGGTAGTGGTAGCGGCAGCGGTGGTTATATTCCGGAAGCCCCTCGCGATGGTCAGGCATATGTTCGTAAAGATGGTGAATGGGTTCTGCTGAGCACCTTTCTGTAA,在上述编码基因前后引入BamHI酶切位点,发送基因合成公司合成。
将合成后的序列(目标序列)和pET30a载体分别通过BamHI酶切,将酶切后产物进行电泳、切胶回收,将上述回收产物进行连接,连接体系如下:
5×T4 DNA Ligase Buffe:2μL;
T4 DNA Ligase:0.5μL;
pET30a载体:0.5μL(约100ng);
目标序列:400ng;
总体积:10μL;
连接后的重组载体序列为:tggcgaatgggacgcgccctgtagcggcgcattaagcgcggcgggtgtggtggttacgcgcagcgtgaccgctacacttgccagcgccctagcgcccgctcctttcgctttcttcccttcctttctcgccacgttcgccggctttccccgtcaagctctaaatcgggggctccctttagggttccgatttagtgctttacggcacctcgaccccaaaaaacttgattagggtgatggttcacgtagtgggccatcgccctgatagacggtttttcgccctttgacgttggagtccacgttctttaatagtggactcttgttccaaactggaacaacactcaaccctatctcggtctattcttttgatttataagggattttgccgatttcggcctattggttaaaaaatgagctgatttaacaaaaatttaacgcgaattttaacaaaatattaacgtttacaatttcaggtggcacttttcggggaaatgtgcgcggaacccctatttgtttatttttctaaatacattcaaatatgtatccgctcatgaattaattcttagaaaaactcatcgagcatcaaatgaaactgcaatttattcatatcaggattatcaataccatatttttgaaaaagccgtttctgtaatgaaggagaaaactcaccgaggcagttccataggatggcaagatcctggtatcggtctgcgattccgactcgtccaacatcaatacaacctattaatttcccctcgtcaaaaataaggttatcaagtgagaaatcaccatgagtgacgactgaatccggtgagaatggcaaaagtttatgcatttctttccagacttgttcaacaggccagccattacgctcgtcatcaaaatcactcgcatcaaccaaaccgttattcattcgtgattgcgcctgagcgagacgaaatacgcgatcgctgttaaaaggacaattacaaacaggaatcgaatgcaaccggcgcaggaacactgccagcgcatcaacaatattttcacctgaatcaggatattcttctaatacctggaatgctgttttcccggggatcgcagtggtgagtaaccatgcatcatcaggagtacggataaaatgcttgatggtcggaagaggcataaattccgtcagccagtttagtctgaccatctcatctgtaacatcattggcaacgctacctttgccatgtttcagaaacaactctggcgcatcgggcttcccatacaatcgatagattgtcgcacctgattgcccgacattatcgcgagcccatttatacccatataaatcagcatccatgttggaatttaatcgcggcctagagcaagacgtttcccgttgaatatggctcataacaccccttgtattactgtttatgtaagcagacagttttattgttcatgaccaaaatcccttaacgtgagttttcgttccactgagcgtcagaccccgtagaaaagatcaaaggatcttcttgagatcctttttttctgcgcgtaatctgctgcttgcaaacaaaaaaaccaccgctaccagcggtggtttgtttgccggatcaagagctaccaactctttttccgaaggtaactggcttcagcagagcgcagataccaaatactgtccttctagtgtagccgtagttaggccaccacttcaagaactctgtagcaccgcctacatacctcgctctgctaatcctgttaccagtggctgctgccagtggcgataagtcgtgtcttaccgggttggactcaagacgatagttaccggataaggcgcagcggtcgggctgaacggggggttcgtgcacacagcccagcttggagcgaacgacctacaccgaactgagatacctacagcgtgagctatgagaaagcgccacgcttcccgaagggagaaaggcggacaggtatccggtaagcggcagggtcggaacaggagagcgcacgagggagcttccagggggaaacgcctggtatctttatagtcctgtcgggtttcgccacctctgacttgagcgtcgatttttgtgatgctcgtcaggggggcggagcctatggaaaaacgccagcaacgcggcctttttacggttcctggccttttgctggccttttgctcacatgttctttcctgcgttatcccctgattctgtggataaccgtattaccgcctttgagtgagctgataccgctcgccgcagccgaacgaccgagcgcagcgagtcagtgagcgaggaagcggaagagcgcctgatgcggtattttctccttacgcatctgtgcggtatttcacaccgcatatatggtgcactctcagtacaatctgctctgatgccgcatagttaagccagtatacactccgctatcgctacgtgactgggtcatggctgcgccccgacacccgccaacacccgctgacgcgccctgacgggcttgtctgctcccggcatccgcttacagacaagctgtgaccgtctccgggagctgcatgtgtcagaggttttcaccgtcatcaccgaaacgcgcgaggcagctgcggtaaagctcatcagcgtggtcgtgaagcgattcacagatgtctgcctgttcatccgcgtccagctcgttgagtttctccagaagcgttaatgtctggcttctgataaagcgggccatgttaagggcggttttttcctgtttggtcactgatgcctccgtgtaagggggatttctgttcatgggggtaatgataccgatgaaacgagagaggatgctcacgatacgggttactgatgatgaacatgcccggttactggaacgttgtgagggtaaacaactggcggtatggatgcggcgggaccagagaaaaatcactcagggtcaatgccagcgcttcgttaatacagatgtaggtgttccacagggtagccagcagcatcctgcgatgcagatccggaacataatggtgcagggcgctgacttccgcgtttccagactttacgaaacacggaaaccgaagaccattcatgttgttgctcaggtcgcagacgttttgcagcagcagtcgcttcacgttcgctcgcgtatcggtgattcattctgctaaccagtaaggcaaccccgccagcctagccgggtcctcaacgacaggagcacgatcatgcgcacccgtggggccgccatgccggcgataatggcctgcttctcgccgaaacgtttggtggcgggaccagtgacgaaggcttgagcgagggcgtgcaagattccgaataccgcaagcgacaggccgatcatcgtcgcgctccagcgaaagcggtcctcgccgaaaatgacccagagcgctgccggcacctgtcctacgagttgcatgataaagaagacagtcataagtgcggcgacgatagtcatgccccgcgcccaccggaaggagctgactgggttgaaggctctcaagggcatcggtcgagatcccggtgcctaatgagtgagctaacttacattaattgcgttgcgctcactgcccgctttccagtcgggaaacctgtcgtgccagctgcattaatgaatcggccaacgcgcggggagaggcggtttgcgtattgggcgccagggtggtttttcttttcaccagtgagacgggcaacagctgattgcccttcaccgcctggccctgagagagttgcagcaagcggtccacgctggtttgccccagcaggcgaaaatcctgtttgatggtggttaacggcgggatataacatgagctgtcttcggtatcgtcgtatcccactaccgagatgtccgcaccaacgcgcagcccggactcggtaatggcgcgcattgcgcccagcgccatctgatcgttggcaaccagcatcgcagtgggaacgatgccctcattcagcatttgcatggtttgttgaaaaccggacatggcactccagtcgccttcccgttccgctatcggctgaatttgattgcgagtgagatatttatgccagccagccagacgcagacgcgccgagacagaacttaatgggcccgctaacagcgcgatttgctggtgacccaatgcgaccagatgctccacgcccagtcgcgtaccgtcttcatgggagaaaataatactgttgatgggtgtctggtcagagacatcaagaaataacgccggaacattagtgcaggcagcttccacagcaatggcatcctggtcatccagcggatagttaatgatcagcccactgacgcgttgcgcgagaagattgtgcaccgccgctttacaggcttcgacgccgcttcgttctaccatcgacaccaccacgctggcacccagttgatcggcgcgagatttaatcgccgcgacaatttgcgacggcgcgtgcagggccagactggaggtggcaacgccaatcagcaacgactgtttgcccgccagttgttgtgccacgcggttgggaatgtaattcagctccgccatcgccgcttccactttttcccgcgttttcgcagaaacgtggctggcctggttcaccacgcgggaaacggtctgataagagacaccggcatactctgcgacatcgtataacgttactggtttcacattcaccaccctgaattgactctcttccgggcgctatcatgccataccgcgaaaggttttgcgccattcgatggtgtccgggatctcgacgctctcccttatgcgactcctgcattaggaagcagcccagtagtaggttgaggccgttgagcaccgccgccgcaaggaatggtgcatgcaaggagatggcgcccaacagtcccccggccacggggcctgccaccatacccacgccgaaacaagcgctcatgagcccgaagtggcgagcccgatcttccccatcggtgatgtcggcgatataggcgccagcaaccgcacctgtggcgccggtgatgccggccacgatgcgtccggcgtagaggatcgagatcgatctcgatcccgcgaaattaatacgactcactataggggaattgtgagcggataacaattcccctctagaaataattttgtttaactttaagaaggagatatacatatgcaccatcatcatcatcattcttctggtctggtgccacgcggttctggtatgaaagaaaccgctgctgctaaattcgaacgccagcacatggacagcccagatctgggtaccgacgacgacgacaaggccatggctgatatcgGATCCATGACCTATCCGCGTCGCCGTTTTCGTCGTCGTCGTCACCGTCCTCGTAGCCAGCTGGGTCAGATTCTGCGTCGTCGTCCGTGGCTGGTTCATCCGCGTCATCGTTATCGTTGGCGTCGTAAAAATGGTATTTTCAATGCACGTCTGAGCCGTACCTTTGGTTATACCGTTAAAGCAACCACCGTGAGCACACCGAGCTGGAGCGTTGATATGCTGCGTTTTAACCTGGATGATTTTGTGCCGCCTGGTGGCGGTACAAATAAAATCTCAATCCCGTTTGAATATTATCGTATTCGCAAAGTGAAAGTTGAATTTTGGCCGTGTAGCCCGATTACCCAGGGTGATCGTGGTGTTGGTAGCAGTGCAATTATTCTGGACGATAATTTTGTTATGAAAGTTCCGGCACAGACCTATGATCCGTATGTGAACTATAGCAGTCGTCATACCATCCCGCAACCGTTTAGCTATCATAGCCGTTATTTTACCCCGAAACCGGTTCTGGATAGCACCATTGATTACTTCCAGCCGAATAACAAACGTAATCAGCTGTGGATGCGTCTGCAGACCAGCCGAAATGTTGATCATGTTGGTCTGGGCACCGCATTTGAAAATAGCAAGTATGATCAGGATTATAATATTCGTGTTACCATGTATGTTCAGTTTCGTGAATTTAATCTGAAAGATCCTCCGCTGAAACCGGGTAGTGGTAGCGGCAGCGGTGGTTATATTCCGGAAGCCCCTCGCGATGGTCAGGCATATGTTCGTAAAGATGGTGAATGGGTTCTGCTGAGCACCTTTCTGTAAGgatccgaattcgagctccgtcgacaagcttgcggccgcactcgagcaccaccaccaccaccactgagatccggctgctaacaaagcccgaaaggaagctgagttggctgctgccaccgctgagcaataactagcataaccccttggggcctctaaacgggtcttgaggggttttttgctgaaaggaggaactatatccggat,如SEQ ID NO.3所示。
从-80℃冰箱取出冻存的E.coli.BL21(购自北京索莱宝科技有限公司)感受态细胞,置冰上融化(5min);取出EP管,每管加入50µL感受态细胞,再加入连接产物5µL,轻弹使之混匀。于冰水浴中静置30 min(同时将液体LB培养基放于37 ℃,打开水浴42℃);42 ℃热激45 s(TransT1热激30s);迅速冰浴2 min;每管加入500 µL预热的LB培养基,混匀,37 ℃(200 rpm)摇菌45min(同时将LB平板放于37 ℃培养箱中);3500 rpm离心3 min,吸掉上清400µL,留取下部液体100µL;将此液体涂布在含有0.1%卡那霉素的LB平板上,37 ℃放置1h至液体被吸收,然后倒置平板;37℃培养14h。
取若干个灭菌EP管,每管加入600µL 含有0.1%卡那霉素的LB培养基,用小白枪头挑取单个菌落,将枪头在培养基中吹吸几次,打入EP管中,37℃,300rpm,摇菌4-6h(直到培养基变得不透亮),进行菌液PCR鉴定,结果如图1所示。由图1可知,成功扩增出目的条带(大小为661bp),说明成功构建了重组大肠杆菌,菌液鉴定PCR体系如下:
ddH2O:3 μL
Primer-F(20μM/μL):0.5μL
Primer-R(20μM/μL):0.5 μL
菌液模板:1μL
2xPCR TaqMix:5 μL
总体积:10 μL
其中,Primer-F的序列为:GTTATCGTTGGCGTCGTA,如SEQ ID NO.4所示;
Primer-R序列为:CGAACATATGCCTGACCAT,如SEQ ID NO.5所示。
将重组大肠杆菌接种于含有0.1%卡那霉素的LB液体培养基中,37℃培养12h,加入冻干保护剂后冻干,作为种子批。
将菌种接种于含有0.1%卡那霉素的LB液体培养基中,36.5℃培养,当OD600达到0.6~0.8时,加入IPTG溶液使其终浓度达到0.6mmol/L,诱导表达5h,收获离心收集菌体。
按每克菌体湿重加10mL灭菌生理盐水进行菌体重悬,高压均质机破菌(破菌时温度控制在15℃以下)。在显微镜下检查破菌液,待99%以上菌体破碎后停止破菌。破碎后的菌液8000r/min离心18min,收集上清液。
向上清液中加入终浓度为1%的Triton X-114,充分混匀。将蛋白液于4℃冷库中放置7h,每隔2.5h摇匀一次,30℃水浴放置40min,12000r/min离心30min,收集水相,再次加入TritonX-114,以同样方法重复操作3次,得到去除内毒素的蛋白溶液,加入硫酸铵至50%的饱和度,充分混匀后,2~8℃静置15h,以12000r/min离心20min后,收集沉淀,称重后按每克沉淀加20mL灭菌生理盐水进行重悬,向重悬液中加入硫酸铵至20%饱和度,充分混匀后4℃静置4h,以12000r/min 离心20min,收集上清。向上清液中加入硫酸铵至50%饱和度,充分混匀后,4℃静置15h,以12000r/min 离心20min后,收集沉淀,称重后按每克沉淀加10mL灭菌生理盐水进行复溶,得到复溶液,按体积加入终浓度0.1%甲醛溶液,4℃灭活72h,即获得纯化后的Cap蛋白三聚体,所述Cap蛋白三聚体的氨基酸序列为:
MTYPRRRFRRRRHRPRSQLGQILRRRPWLVHPRHRYRWRRKNGIFNARLSRTFGYTVKATTVSTPSWSVDMLRFNLDDFVPPGGGTNKISIPFEYYRIRKVKVEFWPCSPITQGDRGVGSSAIILDDNFVMKVPAQTYDPYVNYSSRHTIPQPFSYHSRYFTPKPVLDSTIDYFQPNNKRNQLWMRLQTSRNVDHVGLGTAFENSKYDQDYNIRVTMYVQFREFNLKDPPLKPGSGSGSGGYIPEAPRDGQAYVRKDGEWVLLSTFL,如SEQ ID NO.1所示。
实施例2
获得纯化后的Cap蛋白三聚体经以下步骤制备为成品疫苗:
1)半成品配制:用灭菌生理盐水补足体积,然后按照抗原与201佐剂1:1添加201佐剂,将201佐剂缓慢加入乳化罐中预热至30℃,将预热的混合抗原液缓慢加入到乳化罐中,设置温度30℃,150r/min,继续搅拌1h,冷却至室温静置2h;
2)半成品检验:检测内毒素、Cap蛋白三聚体琼扩效价、蛋白浓度测定、无菌检验等;
3)分装、轧盖、贴标签、包装、入库;
4)成品检验:检测内毒素、Cap蛋白三聚体琼扩效价、蛋白浓度测定、无菌检测等,检测合格获得Cap蛋白三聚体疫苗。
实验例1 不同诱导温度对Cap蛋白三聚体表达的影响
取胰蛋白胨10g(购自北京索莱宝科技有限公司)、酵母浸粉5g(购自北京索莱宝科技有限公司)、氯化钠10g(购自北京索莱宝科技有限公司),溶解于900mL无离子水中,定容至1000mL,115℃高压灭菌20min,待温度降至50℃左右加入终浓度为0.1%卡那霉素(购自北京索莱宝科技有限公司),2~8℃保存备用。将二级生产种子按照4%的比例接种于2瓶LB液体培养基中,37℃ 150rpm培养至菌体浓度OD600值为0.6~0.8。加入终浓度为0.6mmol/L的IPTG(购自北京索莱宝科技有限公司),分别以16℃诱导过夜和37℃诱导4h。将收获的菌体破碎离心取上清,检测Cap蛋白三聚体琼扩效价,结果如表1所示:
表1 不同诱导温度对Cap蛋白三聚体表达的影响
结果显示,37℃诱导表达的Cap蛋白三聚体琼扩效价高于16℃,因此选择37℃为最适诱导温度。
实验例2 不同诱导剂浓度对Cap蛋白三聚体表达的影响
将二级生产种子按照4%的比例接种于4瓶LB液体培养基中,37℃ 150rpm培养至菌体浓度OD600值为0.6~0.8。分别以终浓度为0.1、0.3、0.6和1.2mmol/L的IPTG(购自北京索莱宝科技有限公司),37℃诱导4h。并将取得的菌体破碎离心取上清,检测Cap蛋白三聚体琼扩效价,结果如表2所示:
表2 不同诱导剂浓度对Cap蛋白三聚体表达的影响
结果表明,当诱导剂IPTG的浓度为0.6mmol/L时,Cap蛋白三聚体的表达量最高,因此选用IPTG诱导终浓度为0.6mmol/L。
实验例3 不同诱导时间对Cap蛋白三聚体表达的影响
将二级生产种子按照4%的比例接种于1 LB液体培养基中,37℃ 150rpm培养至菌体浓度OD600值为0.6~0.8。加入终浓度为0.6mmol/L的IPTG,加入诱导剂后2、4、6、8h分别取菌液20mL,将取得的菌体破碎离心取上清,检测Cap蛋白三聚体琼扩效价,结果如表3所示:
表3 不同诱导时间对Cap蛋白三聚体表达的影响
结果表明,当诱导时间为4h和6h,Cap蛋白三聚体的表达量达到最高,因此选择诱导4~6h,确保蛋白的高效表达。
实验例4 不同破菌方式对蛋白液制备的影响
采用两种方式进行菌体破裂,分别为超声破碎和高压均质机破碎。称取同一批次的菌泥采,用10倍(W/V)体积的灭菌生理盐水重悬,采用两种方式进行破菌。收集上清液,琼扩试验检测蛋白效价。
通过琼扩试验检测两种不同破菌方式下制备的Cap蛋白三聚体效价,结果如表4所示:
表4 不同破菌方式对蛋白液制备的影响
研究表明两种方式制备的蛋白效价无明显差别,均在1:64之上。
实验例5 不同硫酸铵浓度的影响
下述不同饱和度的硫酸铵,均是根据硫酸铵饱和度计算表(25℃),添加硫酸铵粉末(购自北京索莱宝科技有限公司)以达到要求的饱和度。
去除内毒素后的蛋白质沉淀,称重后按每克沉淀加20mL灭菌生理盐水进行重悬,将重悬液分为3组,加入硫酸铵调整溶解浓度分别为10%、20%、30%饱和度。充分混匀后4℃静置4h,以12000r/min 离心20min,收集上清。向上清液中加入硫酸铵至不同的沉淀浓度(沉淀浓度分别见表5、表6和表7),充分混匀后,4℃静置15h,以12000r/min 离心20min后,收集沉淀,称重后按每克沉淀加10mL灭菌生理盐水进行复溶,得到复溶液,测定复溶液中目的蛋白的琼扩效价和蛋白质浓度,以评估纯化效果。
10%硫酸铵饱和度试验组蛋白纯化
设置溶解浓度为10%硫酸铵饱和度,然后分为5组,根据硫酸铵饱和度计算表(25℃)分别调整沉淀浓度为30%、40%、50%、60%、70%硫酸铵饱和度。检测复溶液中目的蛋白的琼扩效价和蛋白质浓度,结果如下表5所示,其中3~5号样品蛋白浓度明显高于1和2号,琼扩效价3~5号均为1:64,2号效价为1:16,1号效价为1:8。因此综合分析3号样品纯化效果较好,琼扩效价高,蛋白质浓度较低。
表5 10%硫酸铵饱和度试验组蛋白纯化结果
20%硫酸铵饱和度试验组蛋白纯化
设置溶解浓度为20%硫酸铵饱和度,然后分为4组,根据硫酸铵饱和度计算表(25℃)分别调整沉淀浓度为40%、50%、60%、70%硫酸铵饱和度。检测复溶液中目的蛋白的琼扩效价和蛋白质浓度,结果如下表6所示,其中8~9号样品蛋白浓度明显高于6和7号,琼扩效价7~9号均为1:64,6号效价为1:32。因此综合分析7号样品纯化效果较好,琼扩效价高,蛋白质浓度较低。
表6 20%硫酸铵饱和度试验组蛋白纯化结果
30%硫酸铵饱和度试验组蛋白纯化结果
设置溶解浓度为30%硫酸铵饱和度,然后分为3组,根据硫酸铵饱和度计算表(25℃)分别调整沉淀浓度为50%、60%、70%硫酸铵饱和度。检测复溶液中目的蛋白的琼扩效价和蛋白质浓,结果如下表7所示,其中11~12号样品蛋白浓度高于10号,但琼扩效价均为1:48。因此10号样品纯化效果较好,蛋白质浓度较低。
表7 30%硫酸铵饱和度试验组蛋白纯化结果
综上所述,7号是最佳选择,溶解浓度为20%,沉淀浓度为50%,获得的目的蛋白琼扩效价高,蛋白质浓度较低。
实验例6 不同Triton X-114浓度的影响
试验分组将蛋白液分成三份,Triton X-114(购自北京索莱宝科技有限公司)工作浓度设置为0.5%、1%、2%三种浓度,进行试验,2~8℃放置6h,间隔2个h振摇一次,然后30℃水浴40min,12000rpm离心30min,收集上层水相。将每次离心后得到的水相取样,样品参照《中国药典》第3部(2010版)细菌内毒素检测法进行内毒素含量的检测,去除内毒素以后蛋白液使用琼扩方法检测Cap蛋白三聚体的琼扩效价,确定最适浓度。
通过使用不同浓度的Triton X-114处理,内毒素下降最高的为2%试验组,其次为1%试验组,下降程度最低的为0.5%试验组。处理完成后蛋白效价基本保持不变,结果如表8所示:
表8 Triton X-114液相萃取前后各项指标
结果显示,1%和2%浓度Triton X-114第一次处理效果明显高于0.5%浓度的TritonX-114。因此初步确定采用1%~2%终浓度作为Triton X-114的工作浓度。
实验例7 不同Triton X-114处理次数的影响
按照最适Triton X-114浓度加入待处理蛋白样中(1%和2%),2~8℃放置6h,间隔2个h振摇一次,然后30℃水浴40min,12000rpm离心30min,收集上层水相,所得水相再次加入Triton X-114,重复操作3次。将每次离心后得到的水相取样,样品参照《中国药典》第3部(2010版)细菌内毒素检测法进行内毒素含量的检测,去除内毒素以后蛋白液使用琼扩方法检测Cap蛋白三聚体的琼扩效价,确定最适处理次数。分别采用1%和2%的Triton X-114作为工作浓度连续处理三次,进行内毒素和蛋白效价测定,结果如表9所示:
表9 Triton X-114处理不同次数结果
结果显示,通过二次和三次处理,1%和2%试验组处理内毒素的效果差距逐渐减小,最终第三次处理后的蛋白液内毒素检测均在0.5~1万之间。因此为了减小Triton X-114用量,节约成本,减少环境污染,最终选择1%作为Triton X-114的工作浓度,处理次数确定为三次。
实验例8 不同灭活温度对蛋白抗原液灭活效果
取灭菌水配制的0.2M BEA(购自武汉华翔科洁有限公司)和0.4N的NaOH(购自北京化工厂)等体积混合,置37℃水浴,每隔10min振摇1次,1h后终止环化,制备成终浓度为0.1mol/L的BEI(二乙烯亚胺)。
取Cap蛋白三聚体抗原液150mL,分三管,每管50mL,分别加入终浓度为2%的0.1mol/L BEI溶液,分别放置37℃、25℃和4℃环境中静置,每隔12h观察一次,连续观察72h。记录抗原液性状变化,确定最适灭活温度。抗原加入终浓度2% BEI溶液,放置不同的温度下进行灭活,结果如表10所示:
表10 不同灭活温度对蛋白抗原液灭活效果
注:+代表灭活检验阳性灭活不完全,-代表灭活完全灭活检验合格。
研究表明,37℃试验组灭活所需时间最短,因此选择37℃作为最适灭活温度。
实验例9 不同灭活剂浓度对蛋白抗原液灭活效果
将灭活剂终浓度浓度设置为0.1%、0.5%、1%、2%分别加入50mL Cap蛋白三聚体抗原液中,混合均匀,选择最适灭活温度(37℃)放置72h,每隔12h取样进行灭活检验,确定最适灭活剂浓度。
将灭活剂终浓度浓度设置为0.1%、0.5%、1%、2%加入蛋白液中,37℃放置72h,每隔12h取样进行灭活检验,结果1%和2%终浓度灭活组均能在12h内完全灭活,结果如表11所示:
表11 不同灭活剂浓度对蛋白抗原液灭活效果
注:+代表灭活检验阳性灭活不完全,-代表灭活完全灭活检验合格。
实验例10 疫苗效力检验猪圆环病毒2型攻毒保护试验
猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体抗原,与佐剂(201佐剂,购自法国赛比克公司)配制成疫苗,抗原含量为1:2(琼扩效价),抗原与佐剂比分别为3:1、2:1、1:1、1:2。14~21日龄健康仔猪30头,经ELISA(试剂盒购自INgezim)检测猪圆环病毒2型抗体阴性。每个试验组5头试验猪,首免后14日进行二免,二免后14日攻毒,每头猪经颈部肌肉注射PCV2 RYZ株毒4mL、滴鼻3mL(含毒量106.0TCID50/mL),空白对照猪不攻毒隔离饲养。攻毒后第4、7日,分别对所有猪(空白对照组除外)用弗氏不完全佐剂(购自上海碧云天生物技术有限公司)乳化的钥匙孔血蓝蛋白(KLH/ICFA,1mg/mL)在每头猪的两侧腋下及两侧臀部共接种4个点,每个点接种1mL。攻毒前和攻毒后28日称重,计算相对增重率,攻毒后28日,扑杀所有试验猪,取腹股沟淋巴结,免疫组化检测法检测。
相对增重率计算方法如下。攻毒试验组(免疫攻毒组、攻毒对照组)仔猪与空白对照组(非免疫非攻毒组)仔猪相比,如相对增重率≥5.0%,则判为该仔猪生长发育不良。计算公式为:
攻毒相对增重率=(空白对照组平均日增重-攻毒试验猪平均日增重)/空白对照组平均日增重×100%;
攻毒试验仔猪平均日增重=(攻毒后28日该仔猪体重-攻毒前该仔猪体重)/28日;
空白对照组仔猪平均日增重=(攻毒后28日空白对照组仔猪体重之和-攻毒前空白对照组仔猪体重之和)/(28日×5头);
结果如下表12所示:3:1攻毒保护率为4/5,2:1、1:1、1:2攻毒保护率为5/5。
表12 疫苗效力检验猪圆环病毒2型攻毒保护试验
由以上实施例可知,本发明提供了重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体及其表达系统和在动物疫苗制备中的应用,可高效规模化生产,具备成本低、产量高等优势。通过重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体制备得到的动物疫苗免疫原性好,能够有效保护猪免受野毒的攻击。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种编码重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的基因,其特征在于,所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
2.一种表达重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的重组载体,其特征在于,所述重组载体包括初始载体和权利要求1所述的编码重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的基因。
3.根据权利要求2所述的重组载体,其特征在于,所述初始载体为pGEX载体、pET系列载体或pMAL载体。
4.根据权利要求3所述的重组载体,其特征在于,所述初始载体为pET30a载体。
5.一种表达重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的重组载体,其特征在于,所述重组载体的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
6.一种包含权利要求1所述的重组猪圆环病毒2型Cap蛋白三聚体的编码基因的重组菌株。
7.根据权利要求6所述的重组菌株,其特征在于,所述重组菌株通过IPTG进行诱导表达。
8.根据权利要求7所述的重组菌株,其特征在于,所述IPTG的浓度为0.3~0.9mmol/L;
所述诱导表达的温度为35~38℃;
所述诱导表达的时间为4~6h。
9.权利要求2~5任一项所述的重组载体、权利要求6~8任一项所述的重组菌株在制备动物疫苗中的应用。
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