劉存霞 ,吳靜 ,田雪 ,趙巧雅 ,路曉 ,王林 ,李玉峰 ,宋敏訓 **
(1.山東省農業(yè)科學院家禽研究所 家禽疫病診斷與免疫重點實驗室,山東 濟南 250023;2.濟南億民動物藥業(yè)有限公司,山東 濟南 250105)
鴨腸炎病毒(Duck Enteritis Virus,DEV)為雙鏈DNA病毒,最近一次國際病毒分類報告將DEV歸在皰疹病毒科、α皰疹病毒亞科,馬立克病毒屬成員[1]。本實驗室李玉峰[2,3]等率先通過構建基因組文庫的方法完成了DEV VAC疫苗株全基因組的序列測定與分析,從而為該病毒的分子生物學研究提供了理論數(shù)據(jù)。通過對目前已完成基因組測序的禽皰疹病毒分析發(fā)現(xiàn),在人或動物皰疹病毒中未發(fā)現(xiàn)而在禽皰疹病毒中特有的5個基因,即 LORF11、LORF9、LORF3、LORF2 和 SORF3, 推測其在禽皰疹病毒感染能力或宿主范圍上扮演某種角色,Zelnik V等[4]將lac Z表達盒替換HVT的US1、US10、SORF3基因,重組病毒表達 lac Z基因且病毒復制未受影響,推測SORF3為DEV復制非必需基因,也有報道SORF3蛋白具有跨膜區(qū)[5]。本研究對SORF3基因進行原核表達,為SORF3基因功能的功能研究奠定基礎。
1.1 病毒、細胞和試劑 鴨病毒性腸炎病毒為山東省農業(yè)科學院家禽所家禽疫病診斷與免疫重點實驗室保存,CEF細胞本實驗室制備。Ex-Taq DNA聚合酶、鼠源反轉錄酶、PCR產物連接試劑盒pMD18-T載體、T4DNA連接酶、BSA、RNA酶及各種限制性內切酶均購自TaKaRa公司和Promega公司;病毒基因組提取試劑盒為天根生化科技(北京)有限公司產品;PCR產物膠回收試劑盒為Axygen公司產品;預染蛋白質分子量標準為Thermo公司產品;HRP標記兔抗His-Tag多克隆抗體購自Proteintech公司;IPTG為BBI公司產品;HRP標記羊抗兔IgG為KPL公司產品;DAB購自Biosharp生物公司。
1.2 引物設計 根據(jù)GenBank中SORF3基因已有序列,通過primer primer5軟件進行引物設計,設計引物并加入EcoR I、Not I酶切位點,引物序列如下:
擴增片段為902bp,由英濰捷基(上海)貿易有限公司合成。
1.3 病毒基因組提取及PCR擴增 取DEV按0.1MOI接種原代DEF細胞,37℃ 5%CO2培養(yǎng)至出現(xiàn)細胞病變,收集病毒液按試劑盒操作說明提取病毒基因組,用引物SORF3-F、SORF3-R進行PCR擴增,配制 25μl PCR反應體系:10×Ex Buffe 2.5μl、dNTPs(10mM)0.5μl、ExTaq 酶 0.25μl、 上 游引 物 (20pM)、下 游 引 物 (20pM)各 0.5μl,上 述cDNA 4μl,補水至 25μl,PCR 反應條件為:94℃預變性 3min;94℃變性 30s;55℃退火 30s;72℃延伸40s;30 個循環(huán),72℃再延伸 10min。
1.4 目的片段克隆測序 PCR產物用1%的瓊脂糖凝膠電泳進行鑒定,用回收試劑盒對目的片段進行回收純化與pMD18-T載體連接過夜,轉化感受態(tài)DH5α細胞。提取重組子質粒經(jīng)酶切鑒定陽性克隆質粒命名為pMD18-T-SORF3,由英濰捷基(上海)貿易有限公司測序分析。
1.5 原核表達載體構建 將克隆質粒pMD18-TSORF3、原核表達質粒 pET32a經(jīng) EcoR I、Not I雙酶切,分別回收目的片段及載體片段,以T4DNA連接酶連接過夜,轉化感受態(tài)DH5α細胞,提取質粒進行經(jīng)EcoR I、Not I雙酶切鑒定,陽性質粒轉化感受態(tài)BL21細胞,再次進行經(jīng)EcoR I、Not I雙酶切鑒定,陽性質粒命名為pET32a-SORF3。
1.6 原核表達及誘導條件優(yōu)化 挑取pET32a-SORF3 陽性菌單克隆于 4ml LB/Kan(100μg/ml)培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)8~12h;按1:100體積比接種于50ml LB/Kan(100μg/ml)培養(yǎng)基中;37℃搖床培養(yǎng)至 OD600 為 0.55~0.65,加入 IPTG(500mmol/L)至終濃度為1.0mmol/L進行誘導;pET-28a(+)空載體轉化菌株同步誘導作為對照,37℃ 5~6h培養(yǎng),每隔1h取4ml培養(yǎng)液;離心收集誘導后的菌體,用冰預冷的裂解緩沖液重懸菌體,冰浴中超聲破碎菌體;離心分離可溶組分與包涵體,進行SDS-PAGE,檢測目的蛋白是否表達并分析其表達形式。
表達條件的優(yōu)化:按上述操作在培養(yǎng)物中加入IPTG至終濃度為0.4~1.2mmol/L(5個濃度,梯度為 0.2mmol/L)分別進行誘導,每隔1h取樣1次,超聲破碎菌體;離心分離可溶組分與和包涵體,進行SDS-PAGE分析,確定最佳誘導時間和誘導物濃度。
1.7 重組蛋白的Western blot鑒定 將表達產物經(jīng)SDS-PAGE電泳分離后,電轉移至硝酸纖維素膜(NC膜)上;用兔抗 His-Tag多克隆抗體為一抗,辣根過氧化物酶標記的羊抗兔IgG為二抗進行Western-blot檢測。
2.1 RT-PCR電泳結果 提取DEV基因組,以引物SORF3-F、SORF3-R進行PCR擴增,1%瓊脂糖凝膠電泳可見900bp左右片段,與預期大小一致,見圖1,表明成功擴增出目的片段。
圖1 PCR擴增SORF3基因
2.2 克隆、表達載體構建 將PCR產物與pMD18-T載體連接,經(jīng)轉化小提質粒EcoR I、Not I雙酶切鑒定獲得陽性質粒pMD18-T-SORF3,見圖2(左),同理構建了原核表達質粒pET32a-SORF3,以 EcoR I、Not I雙酶切鑒定,見圖 2(右),表明成功構建出克隆質粒pMD18-T-SORF3和原核表達質粒pET32a-SORF3。
圖2 質粒酶切鑒定圖
2.3 原核表達產物的SDS-PAGE分析 BL21/pET32a-SORF3重組菌經(jīng)IPTG誘導表達,SDSPAGE分析表明IPTG至終濃度為1.0mmol/L,37℃誘導4~5h目的蛋白可獲得較高水平的表達,表達產物主要以包涵體形式存在,上清同樣有少量表達,重組蛋白電泳檢測SORF3蛋白為50kDa左右的蛋白,見圖3,結果成功表達SORF3蛋白。
圖3 pET32a-SORF3原核表達條件優(yōu)化SDS-PAGE電泳圖
2.4 Western Blot鑒定結果 以兔抗His-Tag多克隆抗體為一抗,辣根過氧化物酶標記的羊抗兔IgG為二抗進行Western-blot檢測,上清沉淀中均可見目的條帶,見圖4所示。
圖4 SORF3基因表達Western Blot檢測
到目前為止,已完成全基因組測序并發(fā)表的禽類皰疹病毒有 MDV、HVT、ILTV 和 PsHV[6,7]。 禽皰疹病毒基因分成兩大類:一是與其他α皰疹病毒同源的基因,這類基因在病毒基因組中占大多數(shù);二是禽皰疹病毒特有基因,這類基因與病毒特有的生物學特性有關。程安春等[8]對鴨病毒性腸炎病毒基因組進行了系統(tǒng)分析,但大多數(shù)基因的功能仍不清楚。 LORF11、LORF9、LORF3、LORF2 和SORF3分別位于DEV基因組長片段的兩端和短片段的內部。氨基酸同源性分析顯示與其他禽皰疹病毒相應基因的同源性在24%~50%之間。其中LORF11、LORF9、LORF3、LORF2 存 在 于 MDV、HVT、DEV基因組內,已知SORF3基因不僅存在于ILTV的基因組中,而且存在于其它禽皰疹病毒中。據(jù)推測僅存在于禽皰疹病毒基因組中5個基因可能與病毒獨特的致病機理有關。Zhong zhou等[9]以DEV為載體在其SORF3與US2基因之間插入鴨坦布蘇病毒(Duck Tembusu virus,DTMUV)的E基因,免疫鴨后獲得抗病毒抗體。本研究針對SORF3基因構建原核表達載體,SDS-PAGE及WB檢測結果表明,SORF3基因可在大腸桿菌培養(yǎng)上清及沉淀中檢測到蛋白表達,與母曉宇等[10]研究結果一致,該研究為下一步制備抗SORF3蛋白血清及功能的研究奠定基礎。