大肠杆菌K99菌毛fan操纵子的克隆、表达及活性

[目的]在体外克隆和表达猪产肠毒素大肠杆菌(ETEC) K99菌毛操纵子fan结构基因,并检测重组菌毛的相关生物学活性.[方法]以猪源分离的表达K99菌毛ETEC C83907株制取模板,成功PCR扩增出编码K99菌毛的fan操纵子,约5.7 kb.将fan操纵子克隆人表达质粒载体pBR322,筛选出含正确阳性质粒的重组菌.进一步将上述的重组质粒DNA转化至不含任何菌毛的大肠杆菌SE5000株,同时将空载体pBR322质粒转化入SE5000构建阴性对照菌株.[结果]该重组菌能与鼠抗K99菌毛单克隆抗体发生明显的凝集反应,与新生仔猪小肠上皮细胞刷状缘BBV分子有强烈凝集反应.电镜观察到上述重组菌表面大量表达K99菌毛,用热抽提法提纯其表达的K99菌毛,并经SDS-PAGE电泳和考马斯亮蓝染色,可以得到分子量约为18.5kDa的主要蛋白条带.纯化菌毛免疫小鼠后制备出高效价的鼠抗血清,能与携带K99菌毛的C83907、C83914、C83260野生株发生强烈的凝集反应,而与携带其他菌毛的ETEC不反应.玻板凝集试验和Western blot结果表明:体外表达的K99菌毛具有和野生K99菌毛相同的抗原性.用表达K99菌毛的重组菌进行HeLa细胞体外黏附试验和黏附抑制实验,结果表明:重组菌和野生菌株一样具有较强的粘附性,而且用重组菌毛制备的鼠抗血清能有效地抑制上述重组菌或野生菌株对细胞系的黏附结合.[讨论]本研究为进一步研究K99菌毛生物学作用建立了良好的实验平台.     

一株裂解性奶牛乳房炎源大肠杆菌噬菌体的分离鉴定及生物学特性分析

【目的】从新疆石河子地区奶牛粪样中分离裂解性大肠杆菌噬菌体(Escherichia coli phage),对其进行纯化及生物学特性分析。【方法】利用双层平板法从奶牛粪样中分离、纯化噬菌体,将纯化后的噬菌体浓缩液用醋酸双氧铀负染后通过透射电子显微镜观察其形态特征。对该噬菌体进行全基因组测序和遗传进化分析,同时测定噬菌体的宿主谱、最佳感染复数、一步生长曲线、热稳定性及酸碱稳定性。【结果】分离并纯化出一株裂解性噬菌体vB_EcoM_XJ2,噬菌斑圆形不透明,直径0.7 mm–1.2 mm;电镜显示其头部呈正多面体对称,有可伸缩性尾部;核酸类型为双链DNA,基因组大小为75.617 kb,G+C%含量为42.09%;其核酸序列与大肠杆菌噬菌体NJ01和vB_EcoP_SU10相似性高达94%。生物学特性研究显示该噬菌体能裂解多株临床分离的大肠杆菌;能耐受60°C左右高温,在pH 5.0–11.0范围内效价稳定;最佳感染复数为0.1,潜伏期为15 min,暴发期为95 min,裂解量约为10.6 PFU/cell。【结论】vB_EcoM_XJ2是一株在不同温度、不同酸碱性环境中有较强适应能力的裂解性肌尾科大肠杆菌噬菌体。     

一株沙门氏菌裂解性噬菌体的分离鉴定及生物学特性

【目的】从贝类样品中分离到一株沙门氏菌裂解性噬菌体SLMP1,对其进行鉴定及生物学特性分析。【方法】采用双层平板法从贝类样品中分离沙门氏菌噬菌体SLMP1,观察噬菌斑特征,分析SLMP1的宿主范围;利用聚乙二醇8000沉淀浓缩SLMP1颗粒,用氯化铯等密度梯度离心纯化;采用透射电子显微镜观察纯化的SLMP1颗粒;采用酚-氯仿法提取SLMP1核酸,通过核酸酶处理分析核酸类型;分析SLMP1的热稳定性、pH稳定性、最佳感染复数、一步生长曲线及裂菌效果。【结果】SLMP1噬菌斑直径约2–3 mm,圆形透明、边缘清晰;SLMP1能裂解肠沙门氏菌肠亚种和鼠伤寒沙门氏菌;SLMP1头部呈二十面体,直径约62 nm,含非收缩性尾部,尾长约110 nm,属于长尾病毒科;SLMP1核酸为双链DNA;SLMP1在30–60 °C稳定,在pH 4.0–11.0稳定,最佳感染复数为0.001,感染宿主菌潜伏期为10 min、裂解期为120 min、裂解量为51;SLMP1在液体环境中具有良好的裂菌效果。【结论】SLMP1属dsDNA长尾科裂解性噬菌体,具有沙门氏菌生物抑菌剂的应用潜力。     

一株新型旱獭源性宽谱大肠杆菌噬菌体的分离鉴定及基因组分析

[目的]分离喜马拉雅旱獭肠内容物样本中的噬菌体,并研究其生物学特性和基因组特征。[方法]以大肠杆菌为宿主菌,利用双层琼脂平板法从喜马拉雅旱獭肠内容物样本中分离噬菌体;用透射电镜观察形态特征;测定其最佳感染复数、一步生长曲线、酸碱耐受度及宿主裂解谱等生物学特性,并进行全基因组测序。[结果]从喜马拉雅旱獭肠内容物样本中分离得到一株裂解性大肠杆菌噬菌体,命名为vB_EcoM_TH18,其噬菌斑呈无晕环的透亮圆形,透射电镜观察发现该噬菌体头部直径为(90±5) nm,尾部长度为(115±5) nm;最佳感染复数为1;一步生长曲线显示其潜伏期为10 min,110 min后进入平台期,平均裂解量为15 PFU/mL;在pH 4.5-9.5的范围内具有稳定活性;可裂解多种致病型和血清型大肠杆菌和宋内志贺氏菌,无法裂解沙门氏菌、屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯杆菌及鲍曼不动杆菌;基因组测序结果表明,其基因组长度为133 882 bp,GC含量为39.95%。基因组共注释到210个编码序列(CDS)和13个tRNAs,不含毒力基因及耐药基因。BLASTn比对结果表明该基因组与Avunavirus属噬菌体Av-05同源性为95.17%。基于噬菌体全基因组、主要衣壳蛋白和终止酶大亚基分别构建系统进化树,结果表明vB_EcoM_TH18是一株肌尾噬菌体科(Myoviridae) Avunavirus属的新型噬菌体。[结论]从喜马拉雅旱獭肠内容物中成功分离并鉴定了一株新型宽谱大肠杆菌噬菌体vB_EcoM_TH18,可裂解多种致病型和血清型的大肠杆菌及宋内志贺菌。     

炭疽杆菌噬菌体裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及鉴定

利用PCR方法扩增炭疽杆菌噬菌体裂解酶 (γlysin)基因 ,克隆至大肠杆菌表达载体pET2 2b中 ,经菌落PCR筛选、序列测定和酶切鉴定证实表达载体pET22b-γlysin构建成功 ,并在EscherichiacoliBL21(DE3)中获得了高表达。目的蛋白约占菌体总蛋白的40% ,5L发酵罐中的产酶水平高达 15g L。菌体经超声破碎 ,制备无细胞抽提液 ,StreamlineSP和SPHP柱层析以及SephacrylS-100凝胶过滤三步纯化 ,得到分子量为 2 7kD单一条带的目的蛋白 ,薄层扫描分析显示其纯度大于 95 %。目的蛋白的收率为19.1% ,纯化倍数为350。生物活性鉴定重组的γ噬菌体裂解酶具有特异性 :可快速裂解炭疽杆菌 ,比活为 1400u mg左右 ;而对大肠杆菌、枯草杆菌及蜡样芽孢杆菌没有裂解活性。     

绒山羊源大肠杆菌噬菌体φPTK的分子生物学特性及对小鼠大肠杆菌感染的防治效果

【背景】抗生素耐药问题是影响人类及养殖业健康的重要因素,噬菌体能特异性裂解细菌,成为抗生素替代品研究热点,是解决抗生素耐药难题、促进养殖业健康发展的新途径。【目的】通过研究绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体φPTK (phage target of K1)的分子生物学特性,同时利用小鼠感染模型研究φPTK对小鼠大肠杆菌感染的防治效果,为绒山羊大肠杆菌病的防控提供新策略。【方法】用聚乙二醇-氯化钠(PEG 8000-NaCl)浓缩φPTK后,采用透射电子显微镜观察其超微形态结构;运用苯酚-氯仿法提取φPTK核酸后通过Illumina HiSeq高通量测序分析其全基因组结构,使用Mauve比较基因组学分析,通过MEGA绘制噬菌体进化树;通过构建小鼠感染模型分析φPTK对小鼠感染大肠杆菌的防治效果。【结果】透射电镜显示φPTK头部为正多面体形,直径90 nm,有长约112 nm、直径约18 nm的可收缩长尾;φPTK基因组全长169 688 bp,GC含量37.72%,有264个开放阅读框,含穿孔素-裂解酶(holin-lysin)裂解系统,有抗穿孔素蛋白和裂解抑制辅助蛋白,未发现抗生素耐药基因和毒力基因;比较基因组分析表明,φPTK为一株新的绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体;小鼠大肠杆菌感染前和感染后分别使用φPTK进行预防和治疗的试验表明,未使用φPTK的阳性对照组小鼠全部死亡,预防组和治疗组小鼠存活率分别为80%和60%。【结论】噬菌体φPTK是一株能够在小鼠大肠杆菌感染中具有较好预防效果的有尾噬菌体目(Caudovirales)肌尾噬菌体科(Myoviridae)绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体,本研究为绒山羊噬菌体生物制剂的创制奠定了基础。     

一株强裂解性大肠杆菌T1样噬菌体新成员的分离与鉴定

【目的】自然界中噬菌体种类繁多,其裂菌功能在针对细菌耐药方面具有潜在应用价值。不同噬菌体也呈现出显著的基因多样性及宿主特异性。从上海某猪场仔猪肠内容物样品中分离、纯化大肠杆菌的裂解性噬菌体,分析其生物学特性和病毒学特征,为探索应用噬菌体治疗细菌性感染提供研究材料。【方法】采用双层琼脂平板法分离、纯化噬菌体,观察噬菌斑特征,通过电镜观察噬菌体形态特征,测定其裂菌谱、最佳感染复数、一步生长曲线和生物学特性,进行噬菌体全基因组测序和遗传进化分析。【结果】分离、纯化获得一株能高效裂解大肠杆菌K-12菌株的噬菌体,命名为v B_Eco S_SH2(SH2),噬菌斑呈圆形、大而透明、边缘整齐。电镜观察SH2的头部呈二十面体立体对称,尾部较长。噬菌体的潜伏期为10 min,暴发期为60 min,裂解量高达121 PFU/感染细胞,其最佳感染复数为0.1。基因组测序和比对结果表明,SH2的核酸类型为ds DNA,基因组全长为49 088 bp,G+C%含量为45%,Gen Bank登录号为KY985004,结合电镜观察及BLASTp分析,确定其属于有尾噬菌体目长尾噬菌体科成员。同源性及进化分析表明,该噬菌体为大肠杆菌T1样噬菌体的新成员。【结论】分离鉴定了一株裂解效率极高的大肠杆菌T1样噬菌体,并确认其为T1样噬菌体新成员,为研究大肠杆菌噬菌体及其抗菌应用提供了新的实验材料。     

牦牛肠毒素型大肠杆菌的分离鉴定和某些生物学特性的研究

从西藏地区腹泻死亡牦牛中分离出 1株肠毒素型大肠杆菌并对其某些生物学特性进行了研究。结果表明 ,该菌在形态特征、培养特性和生化特性方面与大肠杆菌基本一致。血清学试验表明 ,该菌株O抗原属O14 8,K88,K99,987P单因子血清均不能凝集本菌 ;该菌不产生溶血素 ;对绵羊、豚鼠、马、鸡的红细胞表现强凝集 ,而K88,K99,987P抗血清均不能抑制其对绵羊、豚鼠、马、鸡红细胞的凝集 ;该菌株在营养肉汤中经 37℃ ,4 8h培养表达菌毛 ;肌肉接种兔、腹腔接种小白鼠均具有高致病性 ;乳鼠胃内投服试验和兔回肠结扎试验证明 ,该菌能产生热稳定肠毒素和热敏性肠毒素 ;分离菌株对恩诺沙星、环丙沙星、阿莫西林、羧苄青霉素等高度敏感 ,而对链霉素、四环素、土霉素等表现耐药性。     

鸡源大肠杆菌噬菌体vB_EcoM-E33的分离鉴定和基因组特征及其治疗效果评价

【背景】大肠杆菌是导致规模化养殖家禽死亡的重要病原体,噬菌体防治耐药性细菌感染具有广阔的应用前景。【目的】从鸡场环境样本中分离出噬菌体,研究其生物学活性特征及其对白羽肉鸡大肠杆菌病的治疗效果。【方法】采用双层平板法分离纯化噬菌体vB_EcoM-E33(E33);利用透射电镜观察其形态特征;克隆噬菌体E33基因组序列并分析其基因组特征;通过裂解谱、最佳感染复数、理化因子耐受性和一步生长曲线确定噬菌体E33的生物学活性;构建白羽肉鸡大肠杆菌感染模型,检测噬菌体E33的治疗效果。【结果】从鸡场粪便样本中分离到一株Straboviridae科噬菌体E33,其宿主谱为35.4%(34/96),基因组全长为170625bp,包含271个开放阅读框和2个tRNA,无毒力基因和耐药基因。以Escherichia coli E32为宿主菌增殖,噬菌体E33的潜伏期为10min,暴发量为60PFU/cell;当感染复数为0.001时,噬菌体E33效价最高,达到1.93×10⁹PFU/mL;在50℃以下和pH3.0–11.0范围内活性稳定;对紫外线敏感。口服10⁸CFU/mL的致病性E.coliO78构建白羽肉鸡感染模型,肌肉注射10⁸PFU/mL噬菌体E33具有良好的治疗效果。【结论】噬菌体E33具有宿主谱宽、裂解性能高、理化因子耐受性强、不携带有害基因等优点,具有较好的开发价值,有望作为抗生素替代品用于鸡场致病性大肠杆菌病的防控。     

荧光标记噬菌体快速检测K1荚膜大肠杆菌方法的建立及应用

【背景】大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)是引发新生儿脑膜炎和禽类脑膜炎最常见的革兰氏阴性菌,其中含K1荚膜大肠杆菌是重要的病原菌。目前,K1荚膜大肠杆菌的检测方法存在一些弊端。【目的】利用PNJ1809-36噬菌体的宿主特异性建立快速检测K1荚膜大肠杆菌的方法。【方法】用荧光染料SYBR Gold标记PNJ1809-36噬菌体,侵染33株受试菌,在荧光显微镜下观察,测定该方法的特异性;倍比稀释宿主菌DE058,用荧光标记噬菌体侵染,测定该方法的灵敏度;用荧光标记噬菌体检测8份模拟粪样,测定该方法的临床应用效果;测定4℃避光保存4个月的荧光标记噬菌体的效价和检测效果。【结果】33株受试菌中的9株K1荚膜大肠杆菌有8株可见环状荧光,1株未能检出;20株非K1荚膜大肠杆菌以及4株非大肠杆菌属细菌均不能观察到荧光,检测灵敏度达100CFU/mL。8份模拟粪样的检测结果显示,3份含有K1荚膜大肠杆菌的粪样均可见环状荧光,5份不含K1荚膜大肠杆菌的粪样均无荧光。荧光标记噬菌体4℃避光保存4个月后效价无明显下降,检测效果无明显变化,表明该荧光标记噬菌体在4℃避光条件下较稳定...     

大肠杆菌耐热性肠毒素STI三重串联突变体与黏附素K99融合基因的表达研究

产肠毒素大肠杆菌（ETEC）是一种导致仔畜和婴儿腹泻的主要病原之一,它的毒力因子主要有两类：黏附素（CFAs）和耐热性肠毒素（ST）或不耐热性肠毒素（LT）。通过PCR技术及双酶切连接技术,成功构建了含有3个STI突变体和1个黏附素K99基因的重组表达质粒pE3S(S)LK和pE3S(G)LK。重组菌株BL21(DE3) (pE3S(S)LK)和BL21(DE3)(pE3S(G)LK)的表达产物经SDS-PAGE和免疫印迹分析,表明以上两种重组菌株均能高效表达3STI(S)-K99和3STI(G)-K99融合蛋白,且融合蛋白能够被产肠毒素性大肠杆菌强毒株C83922 抗血清特异性识别。其次,利用乳鼠灌胃实验检测重组蛋白的生物学毒性,结果均为阴性(G/C值≤0.083),这表明该菌株已无STI生物学毒性。这些为研发预防大肠杆菌性腹泻的新型高效多价基因工程疫苗提供了基本素材和理论指导。     

一株产L-天冬氨酸酶大肠埃希氏菌的噬菌体分离和生物学特性

【目的】从大肠埃希氏菌CICC 11021S发酵液中分离一株噬菌体,对其生物学特性进行研究。【方法】采用双层平板法分离噬菌体CICC 80003;利用透射电镜观察噬菌体形态;提取噬菌体基因组,核酸内切酶处理并进行凝胶电泳;分析噬菌体最佳感染复数、一步生长曲线、p H和温度稳定性、宿主谱。考察CICC 80003对CICC 11021S生长和L-天冬氨酸酶活力的影响。【结果】CICC 80003噬菌斑圆形透明,有明显晕环;头部规则,直径约50-60 nm,尾部长约120-130 nm;基因组能被核酸内切酶Bam H I和Mlu I切开;最佳感染复数0.1,潜伏期5 min,裂解期25 min,平均裂解量约86个;最适p H值8.0;90°C温育15 min,噬菌体全部失活;能裂解大肠埃希氏菌和沙门氏菌的部分菌株。发生噬菌体污染时,CICC 11021S无法正常生长,基本检测不到L-天冬氨酸酶活力。【结论】CICC 80003属于长尾噬菌体科ds DNA噬菌体,液体环境中能够彻底裂解大肠埃希氏菌CICC 11021S。     

Epitope analysis of the FanC subunit protein of the K99 (F5) fimbriae of enterotoxigenic Escherichia coli using a recombinant fusion technique

We have used a recombinant approach to characterise the B- and T-cell epitopes of FanC, the major subunit polypeptide of K99 (F5) fimbriae of enterotoxigenic Escherichia coli strains. This involved the fusion of FanC and its carboxy-terminal truncated derivatives to a reporter, the E. coli alkaline phosphatase (PhoA), generating stable, recombinant fusions. The B-cell epitopes of FanC were characterised by Western blotting of FanC::PhoA fusion proteins with a polyclonal mouse antiserum directed against K99 fimbrial antigen, and with a panel of monoclonal antibodies generated to the K99 antigen. An attempt to characterise the T-cell epitopes of the fimbrial subunit was made by standard in vitro T-cell proliferation assay. Our results suggest that the B-cell epitopes of FanC are likely to be continuous, with a potentially immunodominant epitope at the carboxy-terminus. However, T-cell proliferation assays with the FanC::PhoA fusion proteins did not indicate any immunodominant T-cell epitope(s). We hypothesise that fusion of FanC peptides to PhoA had resulted in altered folding of the peptides for antibody and T-cell recognition, highlighting the potential problems and drawbacks of the recombinant fusion technique in defining the epitopes of certain proteins.     

产肠毒素大肠杆菌亚单位疫苗3STaM(G)-K99和3STaM(S)-K99的纯化及其免疫学性质的研究

产肠毒素大肠杆菌(ETEC)是一种导致新生犊牛和仔猪腹泻的主要病原体之一.ETEC的毒力因子主要有黏附素(CFs)、不耐热性肠毒素(LT)和耐热性肠毒素(ST)三种.在前期研究中,利用PCR和酶切连接技术成功构建了两种ETEC亚单位疫苗3STaM (G)-K99和3STaM(S)-K99,且在大肠杆菌中获得高效表达.本研究利用阴离子交换层析纯化融合蛋白3STaM (G)-K99 and 3STaM(S)-K99,辅以弗氏佐剂免疫新西兰大白兔,通过Elisa分析其免疫学性质,并利用肠毒素中和实验在昆明系乳鼠中评价其激发抗STa中和抗体的能力.实验结果表明:亚单位疫苗3STaM(G)-K99 and 3STaM (S)-K99能够激发相对较高水平、可针对天然STa、ETEC和融合蛋白STa-K99的特异性抗体.其次,亚单位疫苗中STa突变体(STaM)组分的肠毒素活性显著降低,且其所激发的特异性抗体属于中和抗体,能有效抑制天然STa的肠毒素活性.亚单位疫苗3STaM (G)-K99 and 3STaM(S)-K99为研制预防ETEC感染性腹泻的多价基因工程疫苗提供了基本素材和理论指导.     

Role of verocytotoxigenic Escherichia coli in cattle and buffalo calf diarrhoea

Abstract 273 Strains of Escherichia coli isolated from diarrhoeic and healthy control cattle and buffalo calves in Sri Lanka, were tested for Verocytotoxin (VT) and for heat-stable (ST) and heat-labile (LT) enterotoxins. VT and ST toxigenic E. coli were significantly associated with diarrhoea, accounting for 28% and 18% of diarrhoeic episodes, respectively. LT toxigenic E. coli were not significantly associated with diarrhoea.     

大肠杆菌K88ac菌毛操纵子fae全基因的克隆、表达及生物学活性初步研究

目的：在体外克隆和表达猪肠产毒性大肠杆菌（ETEC）K88ae菌毛操纵子,触结构基因,并检测重组菌毛的相关生物学活性。方法：利用长PCR技术以猪ETECK88ae株C83902基因组DNA为模板扩增编码K88菌毛操纵子触基因,克隆入表达质粒载体pBR322,构建和筛选重组质粒pBR322-fae,转化至不含任何菌毛的大肠杆菌EP株;电镜观察重组菌表面菌毛表达情况;用热抽提法提纯表达的重组菌毛;用纯化菌毛免疫小鼠制备高效价抗血清;用SDS-PAGE和Western blot检测重组菌毛的抗原性,用细胞黏附和黏附抑制试验检测其生物学活性。结果和结论：在电镜下观察到重组菌表面大量表达K88ae菌毛,该重组菌与兔抗K88ae菌毛单因子阳性血清、鼠抗K88ac菌毛单克隆抗体均产生凝集反应;纯化菌毛经SDS-PAGE,结构单位菌毛呈单一的相对分子质量约26×10^3的蛋白条带;纯化菌毛免疫小鼠后可制备出高效价的鼠抗血清,玻板凝集试验和Western blot结果表明体外表达的K88ae菌毛具有与K88ae野生菌毛相同的抗原性;猪小肠上皮细胞系黏附和黏附抑制实验结果表明重组EP菌和野生菌株一样具有较强的黏附猪小肠上皮细胞系的能力,而且提纯重组菌毛制备出的鼠抗血清能有效抑制上述重组菌或野生菌株对猪小肠上皮细胞系的黏附结合。     

Ferrous iron transport mutants in Escherichia coli K12

A ferrous iron transport system in Escherichia coli is described. Mutants in this transport system were isolated using the antibiotic streptonigrin. The gene locus feo (for ferrous iron transport) was mapped near pncA at 38.5 min on the genetic map of E. coli K12. The transport of ferrous iron was regulated by fur as the siderophore transport systems.