维普资讯 http://www.cqvip.com 2007,23(9) 中国人兽共患病学报 Chinese J ournal of Zoonoses 899 文章编号:1002—2694(2007)09—0899—04 禽流感病毒NP基因的酵母双杂交饵 载体表达及自激活检测* 柳 斌 ,李文平 ,屈孝初 ,唐宇龙 ,张传福 ,周晓巍 ,黄培堂 摘 要:目的 构建H5NI亚型禽流感病毒NP基因的酵母双杂交诱饵载体,验证其在酵母中的表达并检测其自激活作 用。方法 以PCR法从pGEMT/H5NP扩增NP基因编码区序列,将其定向克隆到PGBKT7载体,经测序鉴定后,PEG/Li— Ac法转化酵母菌株AH109,用表型筛选法及颜色筛选法检测其自激活作用同时Western blot验证诱饵蛋白的表达。结果 获得NP编码区基因,并成功构建酵母双杂交系统中的诱饵载体pGBKT7-NP,对宿主细胞酵母菌株AH109无毒性和自激活 作用,并能在酵母细胞中稳定表达。结论 诱饵载体pGBKT7一NP可用于GAL4酵母双杂交系统钓取与禽流感病毒核蛋白相 互作用的蛋白。 关键词:NP基因;诱饵载体;酵母双杂交;自激活作用 中图分类号:R373.1 文献标识码:A Expression of nucleoprotein of avian influenza virus bait vectors and detection of its self-activation in yeast two—hybrid system LIU Bin,LI Wen-ping,QU Xiao-chu,TANG Yu—long,ZHANG Chuan—fu,ZHOU Xiao-wei,HUANG Pei—tang (Institude of Biotechnology,Academy of Military Medical Sciences,BeiJ ing 10007 1,China) ABSTRACT:To express of nucleoprotein(NP)of avian influenza virus(H5N 1)in yeast two-hybrid system and tO detect its self-activation in this system.the complete encoding gene of NP was amplified from a plasmid pGEMT/H5NP by PCR and it was inserted into pGBKT7 vector according tO the reading frame.The bait vectors were transformed into the yeast strain AH109 by PEG/LiAc method and its self-activation was tested by both the phenotype assay and the color assay,then expression of Gal4一NP fusion proteins identified by Western blot.In this way,the bait vectors of NP was constructed correctly and its ex— pression in yeast were verified by Western blotling.The bait vector PGBKT7一NP was nontoxic tO yeast and did not have self- activating function.Therefore,yeast two-hybrid GAL4 system 3 can be utilized tO fish NP-interacting protein. KEY WORDS:Gene of nucleoprotein(NP);avian influenza virus;bait vector;yeast tWO—hybrid system;autonomous report— er activation 高致病性禽流感病毒(highly pathogenic Avian 个的RNA片段,其第5片段为核蛋白(Nucleo— influenza virus,HPAIV)属A型流感病毒,主要引 protein)基因。禽流感病毒血清学亚型众多,病毒 起禽类以呼吸系统疾病、产蛋下降乃至急性致死和 变异极为频繁,但变异主要集中在病毒的血凝素 高死亡率等为特征的烈性传染病,常给养禽业造成 (HA)和神经氨酸酶(NA)2种表面结构蛋白上,而 毁灭性打击。AIV亚型众多,极易发生基因突变和 核蛋白(NP)则具有种群和型特异性,能产生具有交 重排,给禽流感的免疫和诊断带来极大的困难n 。 叉保护作用的抗体和细胞免疫反应 。与HA和 HPAI作为目前人类所面临的共同挑战,受到国内 神经氨酸酶相比,NP的稳定性更高,在固定毒株和 外研究者的重视,已经在其流行病学特点、遗传变异 野毒株之间变异较小 。NP与病毒的RNA及多 和致病性等方面已经做了大量的工作,证明病毒宿 聚酶共同装配成RNP复合体,通过NP与RNA、其 主特异性的改变和毒力的变化都与病毒抗原的变异 *国家科技支持计划资助项目(2006BAD06A01) 有关;而HPAI病毒多次有效地突破人群的免疫屏 通讯作者:周晓巍,Email:amms832@126.corn 障,则与病毒同宿主细胞相互作用有很大关系 。 作者单位:1.军事医学科学院生物工程研究所,北京100071; AIV的基因组为单股负链RNA,含有大小不同的8 2.湖南农业大学动物科技学院,长沙410128 维普资讯 http://www.cqvip.com 900 中国人兽共患病学报 Chinese J ournal of Zoonoses 它病毒蛋白成分及感染细胞上某些大分子之间的相 互作用,影响病毒的转录、复制、装配及转运功能,而 病毒的复制与转录直接关系到对宿主的侵害,是病 毒感染与致病的重要因素。病毒感染宿主后通过多 种信号传导途径引起病毒与宿主细胞基因和蛋白表 达的变化,同时这种表达谱的变化也呈现在时间和 空间上,而且这些变化构成了病毒复制、感染、致病 和免疫的分子基础。然而,现在对流感病毒一宿主细 胞相互作用关系,尤其是在蛋白质水平上的相互作 用关系尚缺乏系统的研究,对有关NP基因确切功 能及其机制尚未阐明。基因的功能最终决定于它所 编码的蛋白以及蛋白之间的相互作用,以真核细胞 转录机制为基础的酵母双杂交系统是研究蛋白之间 相互作用的有力手段。 。有鉴于此,本实验扩增了 NP编码区基因,并应用定向克隆技术,构建了含 NP编码区的pGBKT7诱饵载体,验证其在酵母中 的表达并检测其自激活作用,拟采用酵母双杂交技 术从正常人胚肺cDNA文库中筛选与NP直接相互 作用的蛋白,并查明他们的相互作用位点及其体内 外结合特性,为进一步为对NP蛋白功能的深人研 究,以及对流感病毒一宿主细胞相互作用关系,尤其 是在蛋白质水平上的相互作用关系的研究打下 基础。 1材料与方法 1.1载体,受体菌,及酵母双杂交系统克隆有基 因全长cDNA的质粒pGEMT/H5NP,转化用大肠 杆菌DH5a由本室保存。酵母双杂交系统试剂盒 (MATCHMAKER Two—hybrid System 3)购自 Clontech公司,其中包括酵母菌株AH109,BD (binding domain)诱饵质粒pGBKT7,阳性对照质 粒pCL1,阴性对照质粒pGBKT7一Lam以及AD(ac— tive domain)质粒pGADT7一RecT。 1.2主要试剂X-a-Gal购自Clontech公司;所有 氨基酸和酵母培养基购自Sigma公司。高保真 DNA聚合酶,dNTP Mixture购自美国法特捷公 司,DNA分子量MarkerlII,琼脂糖胶回收试剂盒购 自北京天为时代公司;DNA重组所用各种性内 切酶EcoRI,SalI,T4连接酶购自New England Bi— olabs公司,质粒快速提取试剂盒购自OMEGA公 司,C-Myc抗体(9El0)购自Invitrogen公司,HRP 标记的二抗以及ECL发光系统购自Amersham公 司;其它常用试剂为国产分析纯,由军事医学科学院 蛋白质工程实验室保存。 1.3 PCR引物设计与合成 参照已发表在Gen~ Bank上的H5NI亚型禽流感病毒核蛋白基因序列, 同时为了在酵母细胞中融合表达Gal4一DNA—BD- NP蛋白,应用Bioedit设计软件,在NP基因的编码 区设计并合成1对引物:上游引物(P1):5 CGAAT— TCTAATGGCGTCTCAAGGCACCAAA 3 和下 游引物(P2):5 ACGCGTCGACTTATTGT— CATACTCCTCTGCATTGT3 。上游引物(P1), 含有起始密码子ATG,加人了EcoRI酶切位点及相 应的保护碱基;下游引物(P2),含有终止密码子 TAA,并加人SalI酶切位点及相应的保护碱基,引 物由上海英骏生物工程公司合成。 1.4 NP编码区基因的扩增 以质粒pGEMT/ H5NP为模板(每2O L体系加质粒0.2 L),按试 剂盒说明依次加人10×Buffer 2uL、10×dNTP Mixture 2gL、特异上下游引物P1,P2各0.4gL、高 保真聚合酶0.2tLL,混匀后补灭菌蒸馏水至2O L, 置于扩增仪扩增。循环参数:95℃预变性5min, 94℃变性30s,56℃退火30s,72℃延伸2min,25个 循环,最后72℃延伸反应7min。取PCR产物 10tlL用1 琼脂糖凝胶进行电泳,检查扩增结果。 1.5 pGBKT7一H5NP诱饵载体的构建与鉴定将 上述PCR产物和空的酵母表达载体pGBKT7分别 用EcoRI和SalI双酶切,用DNA胶回收试剂盒回 收定量,于16℃水浴连接12h,转化大肠杆菌 DH5a,利用抗生素标记(Kan+)筛选阳性克隆。用 OMEGA质粒提取试剂盒提取质粒DNA,分别进行 酶切及测序鉴定。 1.6 pGBKT7一H5NP转化AH109酵母细胞 1.6.1 酵母感受态细胞的制备 挑取AH109酵 母菌3~4个克隆,接种于SD-Ura的液体培养基 中,于3O℃以250r/min振荡培养l6~18h至A6。。 ≥1.5。将上述新鲜培养液接种于300mL YPDA培 养基中,稀释至A 。。 一0.2~0.3,再于3O℃以 250r/min振荡培养至A6。。 =0.4~0.6,在室温下 离心(4 000r/min)5min。弃上清,加25~50mL预 冷去离子水重悬沉淀,洗涤酵母细胞.再离心、取沉 淀,用1.5ml 1×TE/LiAc重悬,即为酵母感受态 细胞。 1.6.2酵母感受态细胞的转化及诱饵蛋白对酵母 宿主菌毒性检测 在每个1.5mL微量离心管中, 加人已构建好的诱饵载体0.1g。同时设置阳性、阴 性对照质粒,再分别加人herring testes carrier DNA0.1mg及100t ̄L上述制备的酵母感受态细胞, 最后加0.6ml PEG/LiAc溶液.经Vortex振荡混匀 后,于3O℃经200r/rain振荡培养30min,每管加人 7O L DMSO,轻轻混匀,于42℃热休克15min,冰浴 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 906 Chinese J ournal of Zoonoses 中国人兽共患病学报 2007,23(9) 分子质量与文献符合㈤。MBP—rLpp20经Factor Xa酶切,最终产生了相对分子质量分别为4l×l0 和l5×l0。的两种片段,前者的分子质量与MBP符 合,而后者比预期酶切产物的分子质量小约3× l0。。结合SDS—PAGE和Western blot分析的结 果,可以推断此l5×l0。片段即为rLpp20片段,其 分子量小于预期的原因可能是在酶切过程中,在 heterotopic proliferative glands in Mongolian gerbilsCJ3.Helico— bacter,2005,10:97-106. C33 Hamaguchi K,Ogawa K,Katsube T,et a1.Does eradication of Helicobacter pylori reduce the risk of carcinogenesis in the resid— ual stomach after gastrectomy for early gastric cancer?Compari— son of mucosal lesions in the residual stomach before and after Helicobacter pylori eradication[J].Langenbecks Arch Surg, 2004,389:83—91. C43 Aebischer T,Schmitt A,Walduck AK,et a1.Helicobacter PY— rLpp20多肽链的C末端有3×10。的小片段被降 lori vaccine development:facing the challengeCJ3.Int J Med Mi— 解。应用生物信息学软件Omiga 2.0在MBP— crobiol,2005,295:343—353. rLpp20分子的氨基酸序列中未能发现预期之外的 C53 Ferrero RL.Vaccination against It.pylori:an achievable goal 酶切位点。通过改变酶切温度和时间也未能消除此 CJ3.Gastroenterol Clin Biol,2003,27:488—493. C63 Keenan J,Oliaro J,Domigan N,et a1.Immune response to an 小片段的降解,该现象尚待深入研究。 18一kilodahon outer membrane antigen identifies lipoprotein 20 as Western blot分析显示,纯化的MBP—rLpp20 lf Helicobacter pylori vaccine candidate[J].Infect Immun, 和rLpp20均能与相应的免疫鼠血清发生阳性反 2000,68:3337—3343. 应,表明采用该表达系统和纯化方法制备的重组蛋 C73Kostrzynska M,OToole PW,Taylor DE,et a1.Molecular char— 白MBP—rLpp20和rLpp20具有免疫原性。MBP- acterization of fl conserved 20一kilodahon membrane-associated lipoprotein antigen of Helicobacterpylori[J].J Bacteriol,1994, rLpp20和rLpp20与小鼠抗Hp菌体抗原血清的阳 I76:5938—5948. 性反应表明,这两种重组蛋白保持了Hp天然蛋白 C83张荣光,段广才,范清堂.幽门螺杆菌脂蛋白基因的克隆和生物 的抗原活性。研究结果提示这两种重组蛋白,特别 信息学分析[J].中国人兽共患病学报,2006。22(2):】135—1138. 是rLpp20,有希望成为新的Hp疫苗候选抗原。此 [93Sambrook J,Fritsch EF,Maniatis T.分子克隆实验指南[M].3 版.北京:科学出版社,2005,1217-1265. 外,有报道表明,对人体内Hp Lpp20蛋白的检测结 C103 Hocking D,Webb E,Radcliff F,et a1.Isolation of recombinant 果与Hp感染、胃癌以及胃癌高发人群都具有很大 protective Helicobacter pylori antigens[J].Infect Immun, 相关性n ,因此,rLpp20对这些疾病的免疫诊断 1999,67:4713-4719. 可能也具有应用价值。 [113 Shiesh SC,Sheu BS,Yang HB,et a1.Serologic response to lower molecular-weight proteins of Helicobacter pylori is relat— 参考文献: ed to clinical outcome of Helicobacter pylori infection in Taiwan C13Mahler M,Heidtmann W,Niewiesk S,et a1.Experimental He— [J].Dig Dis Sci,2000,45:781—788. licobacter pylori infection induces antral—predominant,chronic [123 Konturek PC,Konturek SJ,Starzyska T,et a1.Helicobacter active gastritis in hispid cotton rats(Sigmodon hispidus)CJ]. pylori—gastrin link in MALT lymphomaCJ3.Aliment Pharmacol Helicobacter,2005,10:332-344. Ther,2000,14:131I-I318. [2]Tatematsu M,Tsukamoto T,Mizoshita T.Role of Helicobacter 收稿日期:2006-11-24;修回日期:2007-04-17 pylori in gastric carcinogenesis:the origin of gastric cancers and (上接第902页) [1 13 YangM,WuZ,Fields S.Protein—peptide interactions analyzed C73 Kodihalli S.Type specific avian influenza virus subunit vaccine with the yeast two-hybrid systemCJ].Nucleic Acids Res,1995, for turkey:induction of protective immunity to challenge infection 23(7):1152—1156. [J].Vaccine,1994,12(15):1467—1472. C123 Avalos,Z Yu,D P Nayak,et a1.Association of influenza virus C83 Epstein SL.Control of influenza virus infection by immunity to NP and M1 proteins with cellular cytoskeletal elements in influ— conserved viral featuresCJ].Expert Rev Anti—infect Ther,2003,I enza vIrus—infected ceils.[J].Virol,1997,7I:2947-2958. (4):89—100. 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