嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋 白及其應用。
【背景技術】
[0002] 嗜水氣單胞菌（Aeromonashydrophila)廣泛存在于自然界的淡水、污水和土壤 中，通過污染的水和相關產品感染人類。臨床癥狀表現為胃腸炎，皮膚和軟組織感染，也是 淡水養殖較為嚴重的病原菌之一。會導致魚類的出血性敗血癥、積水、潰瘍、無癥狀敗血癥 和眼球突出等。此菌存在有多種血清型，隨地域和宿主的不同而有所差異，限制了滅活疫苗 的使用范圍。解決此問題的關鍵在于找出嗜水氣單胞菌的共同保護性抗原，以制備對不同 血清型菌株均有保護作用的疫苗。外膜蛋白（outer membrane protein，0ΜΡ)是革蘭氏陰 性菌細胞壁的主要成分。它鑲嵌于細菌外膜的中間，在維持細菌外膜結構、物質轉運方面發 揮著重要作用。有許多研宄結果表明，細菌的主要外膜蛋白的免疫原性很強，是重要的保護 性抗原，ompA蛋白族是革蘭氏陰性菌外膜中的主要成分并且是保守的，其主要作用是維持 外膜的完整。缺少ompA和胞壁脂蛋白的細菌變異株其形態為球形，細胞膜也不穩定。健康 的動物具有抵抗病原微生物的侵襲和感染的能力，機體可依靠皮膚、粘膜、血腦等屏障結構 阻止病原微生物的進入，還可通過組織和體液中的抗微生物物質如補體、溶菌酶、干擾素等 進行抑菌、殺菌或溶菌，機體這一系列的免疫反應限制或抵制了細菌的復制。因此，病原菌 的致病作用必須能夠逃避或適應宿主的防御，許多研宄已證實，某些細菌的OMP在細菌致 病過程中起著重要的作用。用SDS-PAGE分析了致禽敗血癥的大腸埃希氏菌0ΜΡ，發現禽大 腸埃希氏菌非致病或表現很髙LD5tl的菌株都缺乏僅在致病菌株中才有的40. 7和28. 8KD的 2種主要蛋白亞單位，說明這2種蛋白可能在禽敗血癥的致病過程中起作用，因此，利用致 病菌的OMP做免疫原可使魚免受產生對不同血清型菌株感染的交叉保護力。
[0003] 魚類的非特異性防御機制可以分為體液防御和細胞防御兩種方式，并且這兩種方 式都是先天形成的，沒有特異性能，作用于所有的外來病原微生物、也無遺傳性和記憶性。 其中溶菌酶、補體和巨噬細胞呼吸暴發活性是評價魚類非特異性免疫防御的重要指標。
[0004] 由此可見，能否利用嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因進行原核表達從而制備一種蛋 白，使其可作為對魚具有保護作用的疫苗，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。
【發明內容】
[0005] 本發明為了解決上述技術問題，提供一種嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋 白及其應用。
[0006] 本發明的技術方案包括：
[0007] -種嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白，所述蛋白將外膜蛋白基因片段克 隆入原核表達載體pET_30a得到重組表達載體，將重組表達載體轉化大腸桿菌獲得重組大 腸桿菌，將所述重組大腸桿菌接種于Amp抗性的LB平板培養至0D_達0. 6時，加入IPTG至 終濃度為1.0 mmol/L進行誘導表達，經純化后獲得嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋 白，所述的嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白氨基酸序列為SEQ ID NO. 1，所述的嗜 水氣單胞菌外膜蛋白基因核苷酸序列為SEQ ID NO. 2。
[0008] 所述的嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白可作為抗原在制備預防嗜水氣 單胞菌的疫苗制劑中使用。
[0009] 所述預防嗜水氣單胞菌的疫苗制劑還包括弗式不完全佐劑。
[0010] 所述弗式不完全佐劑與所述嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白體積比為 1:1〇
[0011] 所述的預防嗜水氣單胞菌的疫苗制劑的制備方法包括以下步驟：在無菌注射器中 加入制備好的嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白，用移液器向所述無菌注射器中加 入等體積的弗式不完全佐劑，乳化5min后，用注射器反復推進，直至水相與油相完全融到 一起乳化完全，形成油包水的乳白色液滴，即制成疫苗制劑。
[0012] 一種嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白的制備方法，包括以下步驟：
[0013] 步驟一：嗜水氣單胞菌基因組DNA提取及嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因的克隆：從 嗜水氣單胞菌分離株提取基因組DNA，根據嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因序列設計特異性引 物，進行PCR擴增反應，將得到的PCR擴增產物純化后，以載體和插入片段物質的量之比1 : 3的比例克隆入PMD18-T載體，在含氨芐青霉素的LB平板上挑取陽性克隆，經雙酶切和PCR 鑒定后，獲得陽性克隆提取質粒DNA ;
[0014] 步驟二：表達質粒構建：對測序正確的所述陽性克隆提取質粒DNA進行BamHI、 Hand III酶切，同時用相同的內切酶對表達質粒pET-30a酶切，膠純化回收酶切的目的基因 片段和pET-30a載體片段，建立連接反應，得到重組質粒pET-32a (+) -pompA，將所述重組質 粒轉化至大腸桿菌感受態細胞，涂布LB平板，挑取單個菌落，接種于LB培養基中培養，抽提 質粒，經酶切鑒定、PCR反應陽性鑒定后得到包含重組質粒pET-32a(+)-pompA的陽性重組 大腸桿菌；
[0015] 步驟三：嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白的誘導表達和純化：將所述陽 性重組大腸桿菌劃線接種于Amp抗性的LB平板培養至00_達0. 6時，加入IPTG至終濃度 為1.0 mmol/L進行誘導表達，將誘導表達的菌液進行超聲波破碎和鑒定，洗滌、溶解、過濾 后即得嗜水氣單胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白。
[0016] 所述特異性引物為：上游引物：5' -CCATGGGCATGTGTTTAC-3' ；下游引物： 5'-GGATCCGACTGGTAGA-3'，上游引物序列為SEQ ID NO. 3,下游引物序列為SEQ ID NO. 4,采 用NcoI酶切所述上游引物，采用BamH I酶切所述下游引物。
[0017] 所述 PCR 擴增反應的體系為 25 yL :2 X Taq Master Mix 12.5 μ 1，DNA 模板 1 μ 1， 上游引物和下游引物各I. 〇 μ 1，補加 CldH2O至25 μ I ;所述PCR擴增反應的條件：95°C預變 性5min，94°C 50s，55°C 30s，72°C 50s，共 30 個循環，最后 72°C延伸 10min，取 5μ1 反應產 物以1%瓊脂糖凝膠進行電泳，凝膠成像系統檢測擴增結果。
[0018] 所述步驟二中抽提質粒的方法為堿裂解法。
[0019] 所述步驟三中將所述陽性重組大腸桿菌劃線接種于Amp抗性的LB平板培養的方 法為：37°C培養過夜，次日挑取單菌落接種于IOmL LB培養液中，200rpm振蕩培養過夜，將 過夜培養的菌液按1:50的比例接種于5mL LB培養液中，劇烈振蕩培養至0D_達0. 6。
[0020] 所述步驟三中誘導表達的過程為誘導4h后，取ImL菌液4°C、12000rpm離心lmin， 棄去上清；沉淀中加入40 μ 1的Tris-HCl緩沖液和10 μ 1的5XSDS上樣緩沖液，100°C水 浴加熱變性lOmin，然后進行12% SDS-PAGE分析。
[0021] 所述步驟三中洗滌、溶解、過濾的過程為：經超聲波破碎和鑒定后的所述誘導表達 的菌液的沉淀用含2M尿素的包涵體洗滌液洗滌，洗滌后8000r/min離心10min倒去上清， 連續3次，每次約5min ;最后用含6M鹽酸胍的緩沖液溶解重組蛋白，溶解至清亮，將溶解后 的溶液，用0. 45 μ m孔徑的濾膜過濾。
[0022] 本發明的有益效果包括：本發明選取嗜水氣單胞菌外膜蛋白ompA基因在大腸桿 菌中進行表達并分析其免疫原性，并與弗式不完全佐劑（FIA)結合，比較研宄了嗜水氣單 胞菌外膜蛋白基因原核表達蛋白PompA在不同FIA作用下對斑點叉尾鮰的免疫效果。為進 一步研宄ompA及其能否作為基因工程亞單位疫苗的候選成分奠定基礎。
【附圖說明】
[0023] 圖1所示為本發明PCR擴增結果圖。
[0024] 圖2所示為本發明T克隆質粒pMD19-T-pompA酶切鑒定和PCR鑒定圖。
[0025] 圖3所示為本發明重組表達質粒pET-32a(+)-pompA