酿酒酵母表达猪圆环病毒2型病毒样颗粒的研究

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猪圆环病毒2型(Porcine circovirus type 2,PCV2)对全球养猪业造成极大的经济损失。针对病毒的防御,疫苗接种是有效的措施之一,目前的免疫策略主要基于病毒的衣壳蛋白。真核模式生物酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)因其遗传背景清晰、操作方法成熟等原因,被用于基因功能挖掘或外源蛋白表达的首选宿主。因此,基于PCV2的结构蛋白(Capsid)能在体外自组装成病毒样颗粒(Virus-like particles,VLPs)的特性,我们研究了利用酿酒酵母分泌性表达PCV2的Cap蛋白从而口服接种疫苗的可能性。本研究主要包括:(1)多拷贝分泌型酿酒酵母表达载体的分子设计:利用酿酒酵母基因组δ序列存在多拷贝的现象,构建两端带有δ序列同源臂的目的基因整合型质粒,以期获得高表达菌株。实验室已有整合型载体YCplace33-Ptpi-xyn2s-MCS-TadhI,在此基础上利用ClonExpressTM技术将Ptpi启动子更换为Gal启动子;优化流行PCV2 Cap基因密码子,分别插入两种表达载体从而探讨不同的启动子对蛋白表达的影响。(2)靶向整合型酿酒酵母表达载体的构建与重组子筛选:将PCV2-Cap蛋白基因(GenBank登录号:KT261750.1)按酿酒酵母偏好密码子优化,利用酿酒酵母转录元件高效构建方法YeastFab Assembly,通过改造的pSMART HCKan质粒分别承载启动子(PRO),开放阅读框(ORF)和终止子(TER),利用Type IIs克隆法在单管中装配完成转录单元反应,构建整合型酵母单拷贝分泌型载体,通过RFP报告基因和不同抗性筛选,阳性率可达90%以上。通过醋酸锂转化方法分别将上述两种重组质粒整合至酿酒酵母W303a、JDY52改造菌株的基因组中,成功构建PCV2-Capo-W303a、PCV2-Capo-JDY52重组酵母菌,利用不同营养缺陷型和PCR筛选阳性重组子,筛选比率分别为85:1和10:1。(3)2种重组酵母表达动力学及PCV2 VLP的制备:经诱导表达重组Cap蛋白,通过SDS-PAGE、Western blot和透射电子显微镜进行鉴定。含有GPD、TEF2的两种不同表达载体VLP的表达产率分别为12μg/m L、25μg/mL。本研究利用不同表达元件构建了多种酿酒酵母重组表达载体,探索了其优劣性;并成功获得了分泌性表达PCV2重组Cap蛋白的酿酒酵母菌株;制备了PCV2的VLPs,并进行了2种重组酵母表达动力学分析。酿酒酵母表达VLP的相对安全性,低成本,潜在激发黏膜免疫,口服途径免疫的优越性,可作为潜在新型的PCV2亚单位口服疫苗,用于PCV2感染的防控。
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