2010,44(9):7—9,37/李泽鸿,等 中国兽药杂志 ・7・ 白喉毒素DAB389一oLMSH重组毒素的构建及表达 李泽鸿 ,刘文涛 ,李昌昊 ,张国利 (1.吉林农业大学生命科学学院,长春t30118;2.军事医学科学院军事兽医研究所,长春130062) [收稿日期]2010—06—21[文献标识码]A[文章编号]1002—1280(2010)09—0007—04[中图分类号]¥852.44 [摘要] 利用含有白喉毒素N端序列的基因作上游引物、含有otMSH全序列作下游引物,以 pET28a/DAB 一EGF为模板,PCR扩增DAB瑚一aMSH基因片段,用限制性内切酶EcoR I和 Nco I酶切,并插入原核表达载体pET28a的相应位点,构建了重组表达载体pET28a/DAB 。一 o【MSH,在大肠杆菌中表达重组融合蛋白DAB瑚一ctMSH,转化菌经1 mmol/L IPTG、30℃诱导5 h, 用SDS—PAGE和Western blot鉴定表达的重组毒素。结果表明扩增的片段与理论值一致,重组 质粒的DNA序列分析正确;SDS—PAGE表明重组毒素相对分子量为43.76 KD,且表达量达菌体 总蛋白量的31.6%。Western blot分析显示,重组毒素能特异性地与抗白喉抗体结合,表明已成功 构建表达了重组DAB埘一otMSH的工程菌株,并获得表达蛋白。 [关键词]DAB,的一etMSH;重组毒素;构建;表达 Construction and Expression of Recombinant Toxin DAB389一aMSH LI Ze—hong ,LIU Wen—tao ,LI Chang—hao ,ZHANG Guo—li (1.College ofBiological Technology,Jilin Agriculture l ,Changchun 130118; 2.Institute ofMilitary Veterinary,Academy ofMilitary Medical Sciences,Changchun 130062;Chian) Abstract:The DAB389~aMSH gene fragment was amplified from plasmid pET28a/DAB389一EGF by PCR with the upper primer containing diphtheria toxin complementary sequences,and the down primer containing otMSH complementary sequences.The PCR product was digested by the restriction enzymes Nco I and EcoR I,and cloned into Nco I/EcoR I site of expression vector pET28a(十),resulting in plasmid pET28a/DAB389一c ̄MSH.The recombinant plasmid was transformed into E.coli BL21 and induced by 1 mmol/L IVrG at 30℃for 5 hours.It was demonstrated by SDS—PAGE and Gel scanned analysis that the recombinant toxin was expressed soluble,and the level of expression reached 3 1.6%of the total protein.the relative molecular weight was 43.76 KD.So the engineering bacteria of recombinant plasmid DAB389一aMSH with biologic activity was successfully constructed. Key words:DAB389一etMSH;recombinant protein;construction;expression 白喉毒素是由535个氨基酸组成,分子量为58 193个氨基酸组成(1—193);中间为穿膜区,由173 KD的多肽。白喉毒素在胰蛋白酶的消化作用下, 个氨基酸组成(205—378);C端为受体结合区,由 可降解成为A(193个氨基酸)和B(342个氨基酸) 149个氨基酸组成(386—535)。白喉毒素的立体 两个片段。它有3个组成区域:N端为催化区,由 结构为Y字形,穿膜区在基底部,其两臂分别为催 基金项目:长春市科技局资助项目(编号:09YJ47) 作者简介:李泽鸿(1965年一),副教授,博士,硕士生导师,研究方向为生物药资源开发与抗癌药物。E—mail:zehongli66 @yahoo.COB.cn 通讯作者:张国利。E—mail:zhangguoli2001@126.COB ・8・ 中国兽药杂志 2010,44(9):7—9,37/李泽鸿,等 化区和受体结合区…。将对肿瘤细胞有亲和力的 1.7 DAB。 ,一仅MSH重组融合蛋白的表达重组 细胞因子或抗体与毒素结合,构建获得免疫毒素 质粒转化表达菌进行IPTG诱导培养,以表达 (又称作生物导弹或重组毒素),对肿瘤进行导向治 DAB 。 一ctMSH蛋白,表达产物SDS—PAGE分析, 疗已成为当前研究的热点 I4]。本研究利用DT作 并进行薄层扫描分析,检测蛋白表达量。 为细胞毒性部分,将特异性短肽激素 ̄xMSH全序列 1.8 SDS—PAGE及Western blot实验Western 基因与DAB389基因连接,构建DAB,。 一ctMSH融合 blot按常规进行SDS—PAGE、转膜、封闭,并依次加 蛋白,并在大肠杆菌中进行了高效表达,为进一步 入抗白喉血清和酶标二抗,在底物液中显色。 研究其特异性活性奠定基础。 2结果 1材料与方法 2.1 DAB389一ctMSH的扩增 取5 L的扩增产 1.1 菌种及质粒pET28a/DAB389一EGF由军事 物,电泳鉴定显示,扩增产物为948 bp左右的目的 医学科学院军事兽医研究所生物技术应用研究实 基因(图1)。 验室保存,原核表达载体pET28a(+)、受体菌 JM109、BI21(DE3)均购自Novagen公司,CS一9300 薄层扫描仪(日本岛津公司)。 1.2 主要试剂PCR试剂盒、DNA Marker DL一 2000 l000 ..‘—一948bp 2000、DNA凝胶回收试剂盒、限制性内切酶EcoR I 750 和Nco I、T4 DNA连接酶、Ex Taq DNA聚合酶、 500 250 IPTG、pMD18一T载体等购自TaKaRa公司,引物合 1OO 成及序列分析由大连宝生物公司完成;马源抗白喉 毒素阳性血清由本室提供,HRP标记的鼠抗马二抗 由长春科上公司提供。 1.DNA Marker DL一2000;2、3:PCR产物 1.3 引物的设计与合成 参考Collier 报道的 图1 DAB3∞一ctMSH基因的PCR扩增结果 DAB瑚基因的核苷酸序列,设计并合成2条引物, 2.2 pMD18T/DAB3Rq一 MSH的酶切鉴定 随机 引物1和2中分别引入酶切位点EcoR I和Nco I。 挑取阳性菌落,提取质粒,进行双酶切鉴定,结果如 ?rimed:5 CATG ! GCAGCGGCGCTGATGAT— 图2所示,pMD18T/DAB3Rq—txMSH质粒在948 bp GTFGTTG 3 ;Pfime ̄:5 CG TFATACCG— 处可见明显的酶切条带。 G 删CCCCAGCGGAAGTGTFCCATGCTGTAGCTG GATCCACCTCCGCCTGA 3 。 1lI 4 PCR’扩增DAB 一ctMSH 以pET28a/ DAB389一EGF为模板,PCR扩增DAB389一o ̄MSH。 2Oo0 条件为:94oC 2 min_+(94℃50 s— 5℃70 s—+72℃ 948bp 10o0 750 7O s)25个循环,72℃l0 min一4c【=保存。PCR产 5oo 物回收纯化。 250 1.5 pMD18T/DAB 一 ̄xMSH的构建 回收片段 100 加入少量的pMD18一T,用T4连接酶16 ̄C连接16 M:DNA Marker DL一2000;1.pMD18T/DAB389一ctMSH酶切; h。转化,筛选阳性重组质粒,酶切鉴定。 2.pMD18T/DAB3B9(Gly4Ser)2一aMSH酶切 1.6重组质粒pET28a/DAB389一otMSH的构建 图2 pMD18T/DAB3B9一aMSH的酶切鉴定 酶切质粒pET28a(+)和质粒pMD18T/DAB389一 2.3 重组质粒pET28a/DAB3s9一ctMSH的酶切鉴 ctMSH,回收目的片段,纯化。用T DNA连接酶进 定重组质粒pET28a/DAB389一otMSH进行双酶切 行连接,构建重组表达质粒pET28a/DAB3 一 鉴定,结果如图3所示,切出约948 bp大小的外源 ctMSH。转化于感受态BL21(DE )中,构建重组菌 基因片段,表明已将DAB, 一ctMSH基因插入 株,提取质粒,PCR鉴定,酶切鉴定。 pET28a(+)中,序列分析正确,与理论值一致。 2010,44(9):35~37/周明霞,等 中国兽药杂志 基因治疗产品、分析仪器资质、离子色谱、拉曼光 谱、命名法、药物稳定性、处方的药学计算、玻璃仪 器的清洁,等等。 食品补充剂中列出了编号为2000以上的规 2.6食品补充剂食品补充剂在USP中作为独立 章节叙述。本章按照字母顺序列出了大约250多 定,共有7个通则,分别是:微生物计数试验 <2021>,无菌检查法<2022>,非灭菌营养和食 种食品补充剂,其品种主要包括了维生素类、氨基 酸类、营养补充物(钙、锌、铁等)和植物药等。其中 超过一半以上的品种与USP是重复的,正文中注明 “见×××各论”;个别与NF重复的,正文中注明: 品补充剂的生物学特征<2023>,植物药补充信息 “见×××NF”,不再重复。 <2030>,食品补充剂的崩解和溶出<2040>,重 3 NF 27 量差异<2091>,食品补充剂的生产规范 NF 27编排在第1卷上。辅料列在NF凡例之 <2750>。 前,按照功能作用分类列出。NF凡例列在辅料的 2.4试剂、指示剂和溶液本章以试剂部分开头, 后面。除了名称、“法定的”和“法定品种”、非特殊 列出了试剂、试药及其有关信息,如分子式、分子 条件的贮藏等3点要求,其余均按照USP 32的凡 量、性状、溶解性、熔点、比重等物理性质。某些试 例执行,通则、试剂、指示液和溶液,参考图表等内 剂还给出了简单的质量标准,如含量测定、干燥失 容也都按照USP 32中的相应内容执行。 重等。本部分还给出了氯化物、硫酸盐、砷盐、重金 NF各论部分列出了大约460种NF法定品种 属等一般检查中的试剂的配制方法和要求。 的质量标准。凡是与USP 32重复的,正文中注明: 第2部分是指示剂和指示剂试纸。列出了指 “见×x×各论”,不再重复。 示剂的分子量、分子式、熔点等物理性质。指示剂 4索引 试纸可以用滤纸条浸入一定的溶液中,再干燥制 USP与NF合并为统一的索引,在每卷的最后 得。这一部分注明了这些溶液的配制方法。 部分列出。读者只要查阅索引就可以方便地找到 第3部分是溶液,包括缓冲溶液、比色溶液、试 相关内容。 液、滴定液,并列出了常用溶液的配制方法。 第4部分是色谱试剂。列出柱子、相和担体的 参考文献: 代号及具体规格要求。 [1]The United States Pharmacopoeia Convention.The United States 2.5参考图表USP参考图表部分给出了以下内 Pharmacopoeia 32,The National Formulary 27[s]. 容:计量胶囊剂和片剂的容器、USP—NF部分药物 f2]美国药典官方网站:http://www.usp.org/. 和辅料的性状描述及相关溶解性、USP—NF部分药 【3]李芳.美国药典第24版“凡例”主要内容介绍[J].中国药学 杂志,2000,35(11):782—785. 物和辅料的近似溶解度、原子量、不同浓度乙醇比 [4] 陈桂良.浅谈美国药典中各论的制定原则[J].中成药,1999, 重表、黏度表、温度等价表等。 (7):378—381. (上接第9页) 国免疫学杂志,2004,20(3):171—172. [3]Pastan I,Chaudhary V,Fitz GerMid D J.Recombinant Toxins as [8] Cabiaux V,Brasseur R,Wattiez R,et a1.Second Structure of Novel Therapeutic Agents[J].Annu Rev Bio Chem,1992,61: Diphtheria Toxin and Its Fragments Interacting with Acidic Lipo— 331—354. somes Studied by Polarized Infrared Espectroseopy[J].J Bacteriol [4]J Duvic E,Cather J,Maize J,et a1.DAB,89IL2 Diphtheria Fusion Chen,1989,264(9):4928—4938. Toxin Produces Clinical Responses in Tumor Stage Cutaneous T [9]Li Y,McCadden J,Fetter F,et a1.Prostate—speciifc Expression Cell Lymphoma[J].Am J Hematol,1998,58(1):87—9O. of hte Diphtheria Toxin A Chain(DT—A):Studies of Inducibili— [5] Collier R J.Amino Acid Sequence Homology between the Enzymic ty and Speciifcity of Expression of Prostate—speciifc Antigen Pro- Domains of Diphtheria Toxin and PE Toxin A[J].Mol Microbiol, moter—driven DT—A Adenoviral Mediated Gene Transfer[J]. 1988,2(2):293—296, Cancer Res,2002,62(9):2576—2582. [6]李泽鸿,张国利,岳玉环,等.DAB389(Gly4Ser)2一aMSH重组 【10]Lawrence G,Michaeil J B,Glenn Hom,et a1.Nuceotide Sequence 融合蛋白的构建及表达[J].中国兽医学报,2007,27(4):477 of the Sturcture Gene for Diphtheria Toxin Carried by B Coryne— —480. bacteriophage[J].Natl Acad Sei USA,1983,80:6853—6857. [7]张国利,吴广谋,李俊植,等.白喉毒素一(Gly4Ser)2一人表皮 [1 1]Kreitman R J,Pastan I.Immunotoxins for Targeted Cancer Thera- 生长因子融合蛋白的纯化及其特异性细胞毒性研究[J].中 PY[J].Adv Drug Delive Rev,1998,31:53—88.