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无冗余氨基酸鹅α干扰素在毕赤酵母中的表达及其生物学活性研究

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目录

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摘要

1 前言

1.1 干扰素概述

1.1.1 干扰素的产生和分类

1.1.2 干扰素的分子结构

1.1.3 干扰素的理化特性

1.1.4 干扰素的生物学活性

1.2 禽干扰素的研究概况

1.2.1 禽Ⅰ型干扰素

1.2.2 禽Ⅱ型干扰素

1.2.3 禽Ⅲ型干扰素

1.2.4 鹅α-干扰素概述

1.3 酵母表达系统概述

1.3.1 酵母表达系统的优点

1.3.2 两种酵母表达系统简介

1.4 本研究的目的与意义

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 试验动物、禽胚、细胞

2.1.2 质粒、载体、菌株、和毒株

2.1.3 引物设计与合成

2.1.4 主要试剂及抗体

2.1.5 主要仪器

2.2 鹅α-干扰素多克隆抗体的制备

2.2.1 重组菌BL21/pWL-GoIFN-α的鉴定

2.2.2 大肠杆菌表达GoIFN-α与纯化

2.2.3 GoIFN-α多抗血清的制备及效价检测

2.3 鹅α-干扰素在毕赤酵母中的分泌表达

2.3.1 鹅α-干扰素原始基因的获得

2.3.2 重组质粒pPICZαA-GoIFN-α的构建及鉴定

2.3.3 重组表达载体pPICZαA-GoIFN-α的转化入毕赤酵母GS115

2.3.4 重组表达载体pPICZαA-GoIFN-α转化入毕赤酵母X33

2.3.5 鹅α干扰素在毕赤酵母中的表达

2.4 高密度发酵工艺的初步研究

2.4.1 种子液的制备

2.4.2 发酵罐的组装与灭菌

2.4.3 高密度发酵重组毕赤酵母

2.4.4 发酵重组蛋白的检测

2.5 鹅-α干扰素抗病毒活性的测定

2.5.1 病毒的制备及效价测定

2.5.2 重组GoIFN-α蛋白抗病毒活性的测定

3 结果与分析

3.1 鹅α-干扰素多克隆抗体的制备

3.1.1 重组菌BL21/pWL-GoIFN-α的鉴定

3.1.2 大肠杆菌表达鹅α-干扰素表达与纯化

3.1.3 多克隆抗体血清效价检测结果

3.2 鹅α-干扰素在毕赤酵母中的分泌表达

3.2.1 pPICZZαA-GoIFN-α酵母表达载体的构建

3.2.2 重组酵母的鉴定

3.2.3 GoIFN-α在毕赤酵母中的表达及鉴定

3.2.4 Dot-ELISA比较7株重组酵母的表达量

3.2.5 不同甲醇诱导浓度对蛋白表达量的影响

3.3 高密度发酵表达重组GoIFN-α

3.3.1 不同时间点酵母菌体湿重

3.3.2 间接ELISA法检测重组GoIFN-α蛋白的表达

3.3.3 SDS-PAGE检测重组蛋白的表达及蛋白表达量

3.4 重组GoIFN-α抗病毒活性分析

3.4.1 摇瓶发酵表达的重组GoIFN-α蛋白抗病毒效价

3.4.2 高密度培养毕赤酵母表达重组蛋白的抗病毒活性

3.4.3 不同时间点表达重组蛋白的抗病毒活性

3.4.4 不同浓度重组鹅α干扰素对病毒增殖的影响

3.4.5 重组GoIFN-α蛋白的抗病毒活性阻断分析

4 讨论

4.1 表达载体的选择

4.2 获得无冗余氨基酸鹅α-干扰素的策略

4.3 不同转化方法的选择

4.4 重组鹅IFN-α生物学活性

4.5 糖基化修饰对蛋白的影响

4.6 提高外源蛋白表达策略

4.7 高密度发酵培养技术的初步探索

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

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摘要

干扰素(Interferon,IFN)是由病毒或其它干扰素诱生剂刺激机体易感细胞(巨噬细胞、淋巴细胞以及体细胞等)产生的一类具有抗病毒、抗肿瘤和增强免疫功能的细胞因子。在众多干扰素类型中,α-干扰素的广谱抗病毒能力最为显著。毕赤酵母表达系统是目前应用较广的外源蛋白真核表达系统之一,目前,利用该系统已成功表达了哺乳动物、禽类、鱼类等动物干扰素。酵母培养基成分确定,无热原或毒素,不易污染,成本较低,更适宜于规模生产蛋白,因此,利用毕赤酵母表达系统规模化生产有生物学活性的干扰素具有广阔的应用前景。
   为了获得具抗病毒活性无冗余氨基酸的鹅α干扰素(GoIFN-α),在鹅肝脏组织中克隆获得GoIFN-α基因,克隆核苷酸序列与GenBank上序号为AY524422 GoIFN-α核苷酸序列比较,同源性为100%。通过融合PCR的方法将GoIFN-α的N端准确连接入pPICZαA载体的分泌信号肽序列后,构建重组酵母表达质粒pPICZαA-GoIFN-α;重组质粒经SacⅠ线性化后,用LiCl转化法及电转化法转化入酵母菌GS115和X33中。甲醇诱导阳性重组菌96h后,检测筛选最佳表达时间和甲醇浓度。诱导后菌液上清进行盐析处理后进行SDS-PAGE分析,表达的蛋白为一条大小在25~35ku范围内弥散的表达带且较理论值(18ku)大。用以大肠杆菌表达的GoIFN-α为抗原制备的多抗血清进行Western blot检测,证实表达的蛋白为GoIFN-α。经免疫酶斑点技术比较,确定7号重组酵母蛋白的表达量最高。
   为提高重组GoIFN-α蛋白的表达量,选择7号重组酵母进行发高密度发酵罐培养,并对发酵过程中的溶氧值、流加甲醇量进行控制。发酵后菌液上清进行盐析处理,进行SDS-PAGE分析,显示高密度发酵重组酵母同样获得一条大小在25~35ku范围内弥散的蛋白表达带。
   利用微量细胞病变抑制法评价了表达的重组鹅GoIFN-a的抗病毒活性。检测摇瓶发酵重组酵母表达的GoIFN-α在DEF上抑制GPMV及VSV的活性分别为1.80×105U/mg和2.12×105U/mg;高密度发酵重组酵母表达的GoIFN-α在DEF上抑制GPMV及VSV的抗病毒活性分别为2.7×105U/mg和4.21×105U/mg。

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