HIV-1病毒样颗粒的纯化及其免疫原性

目的纯化HIV-1病毒样颗粒,并检测其免疫原性。方法稳定表达HIV-1结构蛋白Gag和Env的重组293细胞经大规模培养后,收集培养上清,经30%蔗糖垫两次纯化,免疫BALB/c小鼠,Western blot检测小鼠血清中抗体水平。结果重组293细胞培养上清的纯化产物经SDS-PAGE分析,可见目的蛋白的表达。Western blot检测显示,纯化蛋白具有良好的反应原性。免疫小鼠后能够诱导产生针对目的蛋白的抗体,其抗体水平呈剂量依赖关系。结论纯化的HIV-1病毒样颗粒能够诱导小鼠产生抗体,具有良好的免疫原性。     

表达HIV-1 Gag-Pol抗原的重组痘病毒的构建及免疫原性

目的构建稳定高效表达HIV-1Gag-Pol蛋白的重组痘病毒载体疫苗,并检测其体液免疫效果。方法将修饰型HIV-1Gag-Pol基因插入到痘病毒表达载体pSC11m2启动子P7·5下游,经与野生型痘病毒同源重组后,进行蓝白斑筛选。用筛选得到的重组病毒rM-GP转染HEK293细胞,经SDS-PAGE和Westernblot检测表达蛋白。用该重组病毒免疫BALB/c小鼠,并检测体液免疫应答。结果已筛选到稳定高效表达HIV-1Gag-Pol蛋白的重组痘病毒载体rM-GP,经Westernblot,在免疫小鼠血清中检测到抗HIV-1p24蛋白的特异性抗体。结论重组痘病毒载体rM-GP能稳定高效表达HIV-1Gag-Pol蛋白,并能引起有效的体液免疫应答。     

HIV-2跨膜蛋白gp36的截短及表达

目的 将HIV-2跨膜蛋白gp36进行截短,并在大肠杆菌中表达。方法 用PCR将gp36的编码基因进行截短,回收的PCR产物纯化后克隆到连接载体pGEM-T上,然后用 BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ切下目的基因,并构建到表达载体pGEX-4T3上,导入宿主细胞BL21(DE3),用IPTG诱导表达。结果 成功地对gp36进行了截短,并且构建到表达载体上进行表达。结论 截短的HIV-Ⅱ跨膜蛋白gp36能直接在大肠杆菌内进行表达,为跨膜蛋白的进一步应用打下基础。     

应用疏水层析纯化HIV-1跨膜蛋白gp41截短体包涵体

目的对表达HIV-1跨膜蛋白gp41截短体包涵体进行纯化。方法将收获的表达菌体洗涤、超声波破菌、预处理后进行疏水层析。结果纯化后的gp41截短体的融合蛋白纯度达到90％,并且具有较好的抗原性和特异性。结论利用疏水层析可以将目的蛋白进行有效的纯化,为下一步的应用打下基础。     

HIV-1 gag和env基因片段的构建及表达

为研究人免疫缺陷病毒（HIV－1）的分子生物学，发展艾滋病的诊断试剂，克隆了含HIV－1env和gag基因cDNA的质粒pUCF12。用PvuⅡ和HincⅡ降解pUCF12质粒，得到含部分p17、全部p24和全部p15基因的cDNA片段，用BglⅡ降解pUCF12质粒得到含有部分gp120和全部gp41的cDNA片段。将该两个片段分别亚克隆到表达载体PGex上，在pTac启动子的调控下，部分gag基因和env基因在大肠杆菌中表达．在SDS－PAGE中，GST＋gag融合蛋白呈现一条约70kD的染色带，其表达水平约占菌体总蛋白的18％．而GST－env蛋白则呈现一条约65kD的蛋白带，该表达蛋白约占菌体总蛋白的15％。经免疫印迹分析，该两种表达产物可分别与抗-P24和抗-gP41的单克隆抗体反应，用Abbott试剂也证明为HIV－1抗原蛋白。     

HIV-1 Vif基因的克隆与原核表达

目的克隆HIV-1Vif基因编码区序列,并在原核细胞中表达。方法构建原核表达载体pMRI,将Vif基因序列克隆至该载体中,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,菌体裂解后获得特异性表达蛋白,用组氨酸标签特异性亲和树脂分离纯化该蛋白,并经SDS-PAGE及Westernblot鉴定。结果表达质粒pMRI-Vif经双酶切,可见约600bp的Vif基因片段,测序结果证明质粒构建正确。在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达了可溶性Vif蛋白,纯化后经凝胶自动扫描分析,纯度达85%以上,蛋白浓度约为1g/L。纯化产物具有良好的抗原特异性。结论在大肠杆菌中高效表达了可溶性Vif蛋白。     

HIV-1 DNA疫苗的构建及免疫原性

目的构建稳定表达HIV-1Gag-Pol蛋白的DNA疫苗,提高目的基因的表达效率。方法对HIV-1野生型Gag-Pol基因序列进行优化,使用本室构建的表达载体VR,构建重组质粒VR-GPCINS。将构建的重组质粒VR-GPCINS转染HEK293细胞,Western blot鉴定表达产物。用构建的DNA疫苗免疫BALB/c小鼠,Western blot检测体液免疫反应。结果成功构建能稳定高效表达HIV-1Gag-Pol蛋白的VR-GPCINS质粒,Western blot在免疫小鼠的血清中检测到抗p24的特异性抗体。结论含优化Gag-Pol基因序列的质粒DNA疫苗VR-GPCINS在细胞表达和体液免疫方面均明显优于含野生型Gag-Pol基因序列的质粒DNA疫苗VR-GP。     

HIV-1 Vif蛋白的体内表达及其生物学功能

目的分别构建带有6His和mbptag的HIV-1Vif基因真核表达载体,在体内表达融合蛋白,并检测其生物学功能。方法PCR扩增带有6His和mbptag的HIV-1Vif基因,克隆至真核表达载体VR1012上。将抗病毒因子APOBEC3G(A3G)分别与空载体VR1012、HIV-1野生型Vif/VR1012、Vif-mbp/VR1012和Vif-6His/VR1012共同转染293T细胞,检测Vif-mbp和Vif-6His的表达,并进行A3G体内降解试验。将A3G和/或可产生病毒的质粒HXB2Neo△Vif分别与HIV-1野生型Vif/VR1012、Vif-mbp/VR1012和Vif-6His/VR1012共同转染293T细胞,通过A3G包装进病毒和Magi细胞感染试验,进一步检测HIV-1Vif-mbp和Vif-6His融合蛋白的生物学功能。结果重组表达质粒Vif-mbp/VR1012和Vif-6His/VR1012经双酶切鉴定证明构建正确。转染293T细胞48h后,Vif-mbp和Vif-6His融合蛋白均有表达,但表达的Vif-mbp有不同程度的降解。Vif-6His可降解A3G,使其表达量下降至10%左右,而Vif-mbp几乎不能降解A3G。Vif-6His可阻止A3G包装进病毒颗粒中,而Vif-mbp无此功能。Vif-mbp可使HXB2Neo△Vif病毒感染能力恢复至15%,而Vif-6His可使其恢复至86%。结论已成功构建了带有6His和mbptag的HIV-1Vif基因真核表达载体,表达的Vif-mbp融合蛋白影响了Vif的生物学功能,但Vif-6His融合蛋白不影响Vif的生物学功能。     

HIV-1 Vpu蛋白在毕赤酵母中的表达和纯化

目的在毕赤酵母中表达并纯化人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)辅助调节蛋白Vpu。方法从质粒p CDNA3.1-vphu中PCR扩增vphu基因,插入毕赤酵母表达载体p PICZαA,构建重组表达质粒p PICZαA-vphu,转化巴斯德毕赤酵母野生型X33菌株,经甲醇诱导表达带有6×His标签的重组Vpu蛋白。表达产物经Ni-Agarose 6×His标签纯化柱纯化。表达和纯化产物经SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。结果重组表达质粒p PICZαA-vphu经双酶切和测序鉴定证明构建正确;表达的重组蛋白相对分子质量约16 000,主要存在于细胞内;纯化后杂蛋白减少,与抗VPU抗体和抗His标签抗体均可结合,浓度为224μg/ml。结论利用毕赤酵母表达系统成功表达并纯化了HIV-1 Vpu蛋白,纯化的蛋白具有良好的抗原活性,为进一步研究其结构和功能以及靶点药物筛选模型的建立奠定了基础。     

表达HIV-1 gp160膜蛋白靶细胞的制备及鉴定

目的获得表达INV-1 gp160膜蛋白的靶细胞,用于HIV-1特异性细胞毒性淋巴细胞(CTL)和抗HIV-1重组毒素细胞杀伤活性检测。方法采用PCR方法,从质粒pJen 10中扩增HIV-1 gp160基因,插入pGEM-T载体,测序后克隆入pIRESl neo载体中构建成重组质粒pIRE160,酶切鉴定正确后,转染人肝癌细胞(SMMG-7721),CA18加压筛选至细胞不再死亡为止,并采用Western blot和间接免疫荧光法对制备的靶细胞进行检测。结果HIV-1 gp160在SMMC7721表面表达,并裂解为gp120和gp41蛋白。结论已成功得到稳定表达HIV-1 gp160的靶细胞,且表达的蛋白具有良好的特异性。     

Structural investigation of the HIV-1 envelope glycoprotein gp160 cleavage site, 2: relevance of an N-terminal helix

Proteolytic activation of the HIV-1 envelope glycoprotein gp160 is selectively performed by the proprotein convertase furin at the C-terminus of the sequence R508-E-K-R511 (site 1), in spite of the presence of another consensus sequence, Lys500-Ala-Lys-Arg503 (site 2). On the basis of the solution structural analysis of the synthetic peptide p498, spanning the gp160 sequence Pro498-Gly516, we previously suggested a possible role of an N-terminal helix in regulating the exposure and accessibility of the gp160 physiological cleavage site, enclosed in a loop. Here we report on the activity and conformation of the 23-residue peptide h-REKR, designed to exhibit a large N-terminal helix, followed by the gp160 native sequence, Arg508-Gly516. h-REKR is digested by furin with high efficiency, comparable to the full native p498. Circular dichroism analyses, in mixtures from pure water to 98 % trifluoroethanol, outline a significant content of helical structure in the peptide conformation. The molecular model obtained from NMR data collected in trifluoroethanol/water, by means of DYANA and AMBER simulations, indeed has helical structure on a large N-terminal segment. Such a long helix does not seem to affect the loop conformation of the C-terminal site 1-containing sequence, which exhibits the same proton chemical shifts already observed for the full native p498.     

Structural investigation of the HIV-1 envelope glycoprotein gp160 cleavage site 3: role of site-specific mutations

Proteolytic processing of HIV gp160 to produce gp120 and gp41 is performed by PC enzymes. This process is a prerequisite for the virus infectivity, since both gp120 and gp41 participate in the virus HIV-1 entry mechanism. The structure of the gp120/gp41 junction remains to be elucidated, and the structural features required for molecular recognition between HIV-1 gp160 and proteolytic enzymes have not been clarified. Furin is the best PC candidate for the gp160 proteolytic processing known to date.In previous studies on model peptides, we have shown the relevance of an N-terminal helix for the proper recognition of the gp160 processing site by furin. Here we analyze the effect of point mutations in peptides lacking a regular N-terminal helix. To this end, we present the structure-activity characterization of three peptide analogues of the HIV gp160 processing site that all present mutations in proline at positions P3 and/or P2', while sharing the same N-terminal sequence, containing helix-breaking D-amino acids. Conformational analysis of the peptides was carried out in solution by NMR techniques, and furin's efficiency in cleaving them was measured. Structural findings are presented and discussed in relation to the different exhibited activity.     

HIV-1gp140蛋白不同聚合体的纯化

目的对HIV-1 CN54膜蛋白gp140的不同聚合体进行纯化。方法将在哺乳动物细胞Free Style 293F中表达的gp140蛋白经过糖基化亲和层析、阴离子交换层析和凝胶排阻层析3种纯化方法进行分离,并对该纯化方法进行优化。采用ELISA方法检测不同结构抗原与广谱中和抗体的特异性反应。结果选择lentil lectin填料进行糖基化亲和层析,纯化的gp140蛋白为4.56 mg/L,得率为89.9%;选择弱阴离子填料DEAE用于阴离子交换层析,纯化的gp140蛋白为3.87 mg/L,得率为84.8%;凝胶排阻层析纯化获得了gp140蛋白的多聚体、三聚体+二聚体以及单体3种结构。不同结构的gp140蛋白可与CD4结合位点的广谱中和抗体VRC01以及结构依赖性的V3区特异性广谱中和抗体反应,具有较好的特异性,且不同聚合体在V3区结构依赖性抗体2G12的结合抗体反应上会存在一定差异。结论成功建立了HIV-1 gp140蛋白不同聚合体纯化的方法,该方法对于其他相似蛋白的纯化具有参考作用;不同结构的gp140蛋白的分离为进一步研究其免疫原性奠定了基础。     

柯萨奇病毒A组16型VP1蛋白的原核表达及其免疫原性

目的原核表达柯萨奇病毒A组16型(Coxsackievirus group A type 16,CA16)VP1蛋白,并检测其免疫原性。方法通过RT-PCR法从CA16病毒青岛株中扩增VP1基因,克隆至原核表达载体pET43.1a(+)中,构建重组表达质粒pET43.1a-VP1,转化感受态E.coli Rossatte(DE3),IPTG诱导表达。表达的重组CA16 VP1蛋白通过Ni柱亲和层析纯化后,采用不同剂量(5、10、20、40μg)免疫BALB/c小鼠,ELISA法检测血清中特异性IgG、IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3抗体效价,微量细胞病变抑制法检测血清中和抗体效价。结果重组表达质粒pET43.1a-VP1经双酶切及测序证实构建正确;表达的重组CA16 VP1蛋白相对分子质量约为34 000,主要以包涵体形式存在,表达量占菌体总蛋白的15%;纯化的重组CA16 VP1蛋白纯度可达95%以上,可与猴CA16抗血清反应;不同剂量的重组CA16 VP1蛋白免疫BALB/c小鼠,可诱导产生CA16特异性抗体,血清中总IgG、IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3抗体效价均明显高于对照组,且抗体效价与免疫剂量存在一定的量效关系;各剂量CA16 VP1组免疫小鼠血清中和抗体效价均小于1∶8。结论已成功在大肠杆菌中表达了重组CA16 VP1蛋白,纯化的重组蛋白可诱导小鼠特异性体液免疫应答,为进一步研究CA16的结构、功能及相关疫苗的研制奠定了基础。     

Chemical synthesis and expression of the HIV-1 Rev protein

The HIV-1 Rev protein is responsible for shuttling partially spliced and unspliced viral mRNA out of the nucleus. This is a crucial step in the HIV-1 lifecycle, thus making Rev an attractive target for the design of anti-HIV drugs. Despite its importance, there is a lack of structural, biophysical, and quantitative information about Rev. This is mainly because of its tendency to undergo self-assembly and aggregation; this makes it very difficult to express and handle. To address this knowledge gap, we have developed two new highly efficient and reproducible methods to prepare Rev in large quantities for biochemical and structural studies: 1) Chemical synthesis by using native chemical ligation coupled with desulfurization. Notably, we have optimized our synthesis to allow for a one-pot approach for the ligation and desulfurization steps; this reduced the number of purification steps and enabled the obtaining of desired protein in excellent yield. Several challenges emerged during the design of this Rev synthesis, such as racemization, reduced solubility, formylation during thioester synthesis, and the necessity for using orthogonal protection during desulfurization; solutions to these problems were found. 2) A new method for expression and purification by using a vector that contained an HLT tag, followed by purification with a Ni column, a cation exchange column, and gel filtration. Both methods yielded highly pure and folded Rev. The CD spectra of the synthetic and recombinant Rev proteins were identical, and consistent with a predominantly helical structure. These advances should facilitate future studies that aim at a better understanding of the structure and function of the protein.     

人呼吸道合胞病毒截短F1蛋白的原核表达及其免疫原性评价

目的原核表达重组人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus,HRSV)A型Long株截短F1融合性蛋白,并评价其免疫原性。方法采用RT-PCR法扩增HRSV截短F1蛋白基因序列,克隆至pET-28b表达载体,构建重组原核表达质粒RSV F1/pET-28b,转化大肠埃希菌Shuffle T7菌株,IPTG诱导表达,表达产物经SDS-PAGE分析;用Ni亲和层析柱纯化,纯化产物经SDS-PAGE及Western blot分析。将纯化的重组截短F1蛋白免疫ICR小鼠,ELISA法检测小鼠血清抗体效价。结果重组原核表达质粒经双酶切及测序鉴定证明构建正确;表达的截短F1蛋白相对分子质量约44 000,主要以包涵体形式存在,纯度达90.6%。重组截短F1蛋白免疫小鼠血清抗体效价最高可达1∶4 096。结论原核表达的重组HRSV截短F1蛋白免疫原性好,为单克隆抗体的制备及检测试剂盒的研究奠定了基础。     

树鼩干细胞生长因子的原核表达、纯化及免疫原性

目的原核表达、纯化树鼩干细胞生长因子(stem cell factor,SCF),并检测其免疫原性。方法根据GenBank预测的树鼩SCF基因序列设计引物,PCR扩增SCF基因,克隆至原核表达载体p ET-30a(+)中,构建重组表达质粒pET-30a(+)-SCF,转化大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达。表达的融合蛋白经Ni柱纯化后,免疫家兔,Western blot和ELISA法检测其免疫原性,并检测SCF在树鼩不同组织中的分布情况。结果重组表达质粒pET-30a(+)-SCF经酶切及测序证实构建正确;表达的重组蛋白相对分子质量约为34 500,表达量约占菌体总蛋白的35. 6%,以包涵体形式存在;纯化后的重组蛋白纯度达90%以上,可与兔抗人SCF多克隆抗体特异性结合,且免疫原性良好,抗血清效价为1∶256 000。在鼻、气管、肺、脾、肾、食管中能检测到SCF的分布。结论在大肠埃希菌中高效表达了重组SCF蛋白,纯化复性后具有良好的免疫原性。     

呼吸道合胞病毒表位重组蛋白F1-F/M2的原核表达、纯化及其免疫原性

目的原核表达、纯化呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)表位重组蛋白F1-F/M2,并检测其在小鼠体内的免疫原性,为RSV亚单位疫苗的研制、疫苗所致免疫病理反应机理的研究提供参考。方法利用定点突变技术对原核表达载体pGEX-6p-1进行改造,在其GST标签前制造一个HindⅢ酶切位点;从RSV long株中扩增F1片段,从质粒pET28a-G1-F/M2中扩增F/M2基因片段,并在克隆载体pUC19的辅助下,将F1-F/M2基因连接至改造后的pGEX-6p-1载体中,构建重组表达质粒pGEX-6p-1-F1-F/M2,转化大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达。表达的重组蛋白经6×His-tag标签蛋白纯化试剂盒纯化后,经尿素浓度梯度透析复性,SDS-PAGE分析其纯度,BCA法检测其浓度,Western blot法分析其反应原性。将纯化的重组蛋白F1-F/M2经铝佐剂乳化后,经腹腔免疫BALB/c小鼠,共3次,间隔10 d,末次免疫后10 d,采用空斑减少试验检测小鼠血清、肺组织匀浆和鼻腔冲洗液中抗RSV中和抗体水平;取小鼠脾脏,分离脾单个淋巴细胞,采用ELISAPOT技术检测重组蛋白诱导产生IFNγ的细胞免疫水平。结果重组表达质粒pGEX-6p-1-F1-F/M2经双酶切和测序证实构建正确;表达的重组蛋白F1-F/M2相对分子质量约为20 800,表达量约占菌体总蛋白的20%,几乎全部以包涵体形式表达;纯化的重组蛋白的纯度约为90%,浓度为0.42 mg/ml,可与小鼠抗RSV血清发生特异性反应;重组蛋白F1-F/M2能诱导小鼠血清中产生较高滴度的中和抗体(1∶289),肺部组织匀浆中略弱(1∶242),鼻腔冲洗液中未检测到中和抗体;重组蛋白F1-F/M2免疫小鼠的脾淋巴细胞经体外抗原刺激能产生特异性IFNγ斑点。结论成功原核表达了表位重组蛋白F1-F/M2,纯化后的重组蛋白能诱导产生较高滴度的中和抗体及CTL应答,有望开发成RSV亚单位疫苗。