霍乱毒素B亚基和小麦小孢子特异表达β-expansin基因的表达研究

霍乱毒素B亚基和小麦小孢子特异表达β-expansin基因的表达研究

论文摘要

1. 霍乱毒素B亚基在家蚕杆状病毒表达系统的表达与活性分析 霍乱毒素B亚基(cholera toxin B submit,CTB)是霍乱毒素的无毒单位,具有很强的免疫原性,能刺激机体产生黏膜IgA和血清IgG抗体。B亚单位的主要功能是与有核细胞上的GM1-神经结苷脂结合而使得A亚单位进入细胞,这个功能使它在免疫佐剂、口服疫苗与多肽衍生疫苗的研究中具有越来越重要的作用。 在本论文中,霍乱毒素B亚单位与多角体蛋白的融合基因被克隆至昆虫杆状病毒表达载体系统(BEVS)的转移载体pBacPAK8中,使其置于多角体蛋白(polyhedrin)基因启动子控制之下,获得重组转移载体pBacPAK-mCTB。重组转移载体DNA与经Bsu36I酶切线性化的修饰型病毒Bm-BacPAK6 DNA共转染家蚕BmN细胞,然后经空斑纯化、PCR扩增、Southern杂交等方法鉴定出含CTB基因的重组病毒BacPAK-mCTB。将重组病毒BacPAK-mCTB感染BmN细胞及五龄幼虫, SDS-PAGE电泳分析显示重组杆状病毒的116kD的β-半乳糖苷酶条带缺失,证实外源基因已成功取代了LacZ基因:Western blotting分析发现在14kD及70kD处有分别都有明显条带。其表达的融合蛋白产物经ELISA检测显示细胞和虫体表达分别为5.6μg/ml54.4μg/ml.在蚕体中得到了高效表达:而GM1-ELISA说明CTB五聚体的结合GM1-神经结苷脂的生物学功能。NOD小鼠的免疫增强实验则明显的反映了CTB的免疫试剂及佐剂功能:它能显著增强胰岛素对自身免疫疾病的治疗效果,本实验诱导免疫耐受的较佳组合为混合的100μg胰岛素和10μg CTB含量的蚕血;而且单独喂养CTB的NOD小鼠也显示出良好的免疫增强作用,能够延缓NOD小鼠的糖尿病发作,制止进~步的胰岛的恶化。2. 小麦小孢子特异表达β-expansin基因TaEXPB2的克隆与表达 Expansin是一种体外诱导分离的植物细胞壁伸展的蛋白,在修饰细胞壁基础上使细胞膨胀。Expansin的功能众多,除了细胞生长,还包括营养生长、形态发生、授粉受精、果实软化等,并表现出高度组织、器官和细胞特异性。 本论文在小麦小孢子特异表达阶段,经基因组DNA提取、RT-PCR、Northern及Southern技术,首次鉴定出了一个小麦小孢子特异β-expansin cDNA-TaEXPB2

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一部分 文献综述和实验设计方案
  • 第一章 霍乱毒素B亚单位的研究进展
  • 1.1 霍乱弧菌(V.cholerae)和霍乱毒素
  • 1.1.1 霍乱弧菌
  • 1.1.2 霍乱毒素
  • 1.2 霍乱毒素B亚单位的基因表达
  • 1.3 霍乱毒素B亚单位的应用
  • 1.3.1 载体蛋白
  • 1.3.2 免疫佐剂
  • 1.3.3 口服及鼻内免疫蛋白
  • 1.3.4 CTB与免疫原的不同使用方法和免疫途径对其免疫作用的影响
  • 1.4 霍乱毒素B亚单位的研究进展
  • 1.4.1 融合表达研究
  • 1.4.2 口服免疫研究
  • 1.4.3 鼻内免疫研究
  • 第二章 Expansin—细胞壁松弛蛋白
  • 2.1 Expansin家族
  • 2.2 Expansin的功能
  • 2.2.1 植株营养生长
  • 2.2.2 根系生长
  • 2.2.3 种子发育和萌发
  • 2.2.4 果实成熟软化
  • 2.2.5 授粉受精
  • 2.2.6 其他功能
  • 2.3 其他生物类expansin研究
  • 2.4 Expansin的蛋白结构和作用机制
  • 2.5 研究展望
  • 第三章 杆状病毒表达载体系统
  • 3.1 杆状病毒的分类
  • 3.2 杆状病毒的生活史
  • 3.3 杆状病毒的基因及其功能
  • 3.3.1 编码多角体相关蛋白质的基因
  • 3.3.2 编码病毒体结构蛋白基因
  • 3.4 昆虫杆状病毒表达系统的基本原理
  • 3.5 杆状病毒载体表达系统的改进
  • 3.5.1 重组病毒筛选方法的改进
  • 3.5.2 提高病毒重组效率方面的改进
  • 3.5.3 杆状病毒表达载体的改进
  • 3.6 杆状病毒载体表达系统的特点
  • 3.6.1 杆状病毒表达系统的优点
  • 3.6.2 家蚕/BmNPV系统相对于sf细胞/AcNPV系统的优势
  • 3.6.3 杆状病毒表达系统存在的缺陷
  • 3.7 杆状病毒表达载体系统表达水平的影响因素
  • 3.7.1 细胞类型与质量
  • 3.7.2 外源蛋白的性质
  • 3.7.3 启动子序列的完整性与类型
  • 3.7.4 融合蛋白
  • 3.7.5 在昆虫细胞内表达与幼虫体内表达
  • 3.7.6 其它因素
  • 3.8 结语
  • 第四章 实验设计方案
  • 4.1 实验的目的和意义
  • 4.1.1 霍乱毒素B亚基在家蚕杆状病毒表达系统的表达与活性分析
  • 4.1.2 小麦小孢子特异表达β-expansin基因TaEXPB2的克隆与表达
  • 4.2 研究的主要内容
  • 4.2.1 霍乱毒素B亚基在家蚕杆状病毒表达系统的表达与活性分析
  • 4.2.2 小麦小孢子特异表达β-expansin基因TaEXPB2的克隆与表达
  • 4.3 实验流程图
  • 4.3.1 霍乱毒素B亚基在家蚕杆状病毒表达系统的表达与活性分析
  • 4.3.2 小麦小孢子特异表达β-expansin基因TaEXPB2的克隆与表达
  • 第二部分 霍乱毒素B亚基在家蚕杆状病毒表达系统的表达与活性分析
  • 第五章 家蚕杆状病毒重组转移载体的构建
  • 5.1 材料和试剂
  • 5.2 实验方法
  • 5.2.1 引物的设计和PCR
  • 5.2.2 低熔点胶回收目的片段
  • 5.2.3 质粒抽提:
  • 5.2.4 核酸电泳
  • 5.2.5 酶切反应
  • 5.2.6 连接反应
  • 5.2.7 E.coli TG1感受态细胞的制备
  • 5.2.8 连接产物转化感受态细胞
  • 5.2.9 重组转移载体的鉴定
  • 5.3 结果和分析
  • 5.3.1 序列测定
  • 5.3.2 重组转移载体pBacPAK8-mCTB的构建
  • 5.3.3 重组转移载体pBacPAK-mCTB的鉴定
  • 5.4 讨论
  • 第六章 重组家蚕杆状病毒的筛选和鉴定
  • 6.1 材料和试剂
  • 6.2 实验方法
  • 6.2.1 细胞培养、冻存与复苏
  • 6.2.2 病毒培养
  • 6.2.3 病毒滴度测定
  • 6.2.4 Bm-BacPAK6 DNA的提取及酶切线性化
  • 6.2.5 重组转移载体质粒与线性化病毒DNA共转染
  • 6.2.6 重组病毒的筛选
  • 6.2.7 重组病毒的DNA Southern杂交鉴定
  • 6.2.8 重组病毒的PCR鉴定
  • 6.3 结果与讨论
  • 6.3.1 共转染及重组病毒的筛选
  • 6.3.2 PCR鉴定
  • 6.3.3 Southern杂交鉴定
  • 6.3.4 重组病毒的滴度测定
  • 第七章 霍乱毒素B亚基在家蚕及小鼠中的表达及活性分析
  • 7.1 材料和试剂
  • 7.2 实验方法
  • 7.2.1 重组病毒在家蚕细胞和五龄幼虫中的表达
  • 7.2.2 SDS-PAGE电泳分析
  • 7.2.3 表达产物的ELISA检测
  • 7.2.4 表达产物的Western blotting分析
  • 7.2.5 动物免疫增强实验
  • 7.3 结果和分析
  • 7.3.1 表达产物的ELISA检测
  • 7.3.2 表达产物的GM1-ELISA活性检测
  • 7.3.3 表达产物的蛋白质电泳与Western blotting分析
  • 7.3.4 重组CTB蛋白对增强Ⅰ型糖尿病口服耐受分析
  • 7.4 讨论
  • 第三部分 小麦小孢子特异表达的β-expansin基因TaEXPB2的获得与鉴定
  • 第八章 小麦小孢子特异表达β-expansin基因TaEXPB2的获得与鉴定
  • 8.1 材料和试剂
  • 8.2 实验方法
  • 8.2.1 RNA和基因组DNA分离
  • 8.2.2 RT-PCR分析
  • 8.2.3 Northern blotting分析
  • 8.2.4 Southern blotting分析
  • 8.2.5 特异TaEXPB2基因克隆入载体pCR2.1
  • 8.2.6 测序
  • 8.2.7 同源性及蛋白预测分析
  • 8.3 结果和分析
  • 8.3.1 TaEXPB2基因序列
  • 8.3.2 RT-PCR分析
  • 8.3.3 TaEXPB2基因的体内表达模式分析
  • 8.3.4 Southern杂交分析
  • 8.4 讨论
  • 第九章 TaEXPB2基因的原核表达、纯化及检测
  • 9.1 材料和试剂
  • 9.2 实验方法
  • 9.2.1 引物的设计和PCR
  • 9.2.2 基因转入表达载体
  • 9.2.3 重组质粒的GST诱导表达及样品处理
  • 9.2.4 表达的重组蛋白的纯化
  • 9.2.5 兔源TaEXPB2抗体的制备
  • 9.2.6 兔源TaEXPB2多克隆抗体的ELISA检测效价
  • 9.2.7 表达的融合蛋白的Western blotting分析
  • 9.3 结果和分析
  • 9.3.1 重组质粒pGEX-TaEXPB2的构建策略
  • 9.3.2 重组质粒pGEX-TaEXPB2的鉴定
  • 9.3.3 表达的重组蛋白的蛋白质电泳及纯化
  • 9.3.4 TaEXPB2特异多肽的设计和合成及多克隆抗体的制备
  • 9.3.5 重组蛋白的Western杂交分析
  • 第十章 TaEXPB2基因在家蚕杆状病毒载体系统中的表达与鉴定
  • 10.1 材料和试剂
  • 10.2 实验方法
  • 10.2.1 引物的设计和PCR
  • 10.2.2 外源基因在家蚕杆状病毒载体系统中的表达
  • 10.3 结果和分析
  • 10.3.1 TaEXPB2基因的序列测定
  • 10.3.2 重组转移载体pBacPAK8-TaEXPB2的构建策略
  • 10.3.3 重组转移载体pBacPAK-TaEXPB2的鉴定
  • 10.3.4 共转染及重组病毒的筛选
  • 10.3.5 重组病毒的PCR鉴定
  • 10.3.6 重组病毒的滴度测定
  • 10.3.7 重组病毒的其他鉴定
  • 10.4 讨论
  • 总结
  • 参考文献
  • 致谢
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