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动物医学进展,2009,30(2):47
ProgressinVeterinaryMedicine
大肠埃希菌F18菌毛结构亚单位抗原特性的研究
成大荣1,朱善元2,钱金梅1,董丙敏1
(1.扬州大学兽医学院,江苏扬州 225009;2.江苏畜牧兽医职业技术学院,江苏泰州 225300)
摘 要:利用已经
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
达的大肠埃希菌F18ab和F18ac菌毛各结构亚单位(FedA、FedE、FedF)的融合蛋
白GSTFedA/ab、GSTFedA/ac、GSTFedE/ab、GSTFedF/ab、GSTFedF/ac分组肌肉注射免疫成年健康
家兔,分别制备抗GSTFedA/ab、GSTFedA/ac、GSTFedE、GSTFedF/ab、GSTFedF/ac的多价血清。玻
板凝集试验结果表明,抗GSTFedA/ab、GSTFedA/ac、抗GSTFedE/ab、GSTFedF/ab、GSTFedF/ac多
价血清均能同时凝集F18ab+大肠埃希菌F107/86株、F18ac+大肠埃希菌8813株。通过荧光抗体染色法对
抗FedA/ab、FedA/ac、FedE/ab、FedF/ab、FedF/ac的单因子血清的研究,发现F18菌毛“a”抗原因子分布
于FedA、FedE、FedF亚单位上,“b/c”抗原因子分布于FedA、FedF亚单位上。
关键词:大肠埃希菌;F18菌毛;结构亚单位;抗原因子
中图分类号:S852.612 文献标识码:A 文章编号:10075038(2009)02000404
F18菌毛是蛋白质,具有良好的抗原性,由表达
F18菌毛的大肠埃希菌制备的抗体防治仔猪水肿病
和断奶腹泻具有明显的作用[12]。BertschingerHU
等选用遗传易感性仔猪,在断奶前10d用产F18ac
大肠埃希菌培养物口服免疫,连续3d;断奶后9d
或11d利用产F18ab或F18ac的大肠埃希菌连续3
d攻击仔猪,结果表明,其对F18ac和F18ab疫苗的
定居均具有抵抗作用[3]。RippingerP等根据F18
的抗原性,将其分为2个抗原变种———F18ab和
F18ac。血清学试验表明,这些菌毛含有共同的抗原
因子“a”,还有特异性抗原因子“b”或“c”;F18ab含
有“a、b”抗原因子的菌毛,F18ac含有“a、c”抗原因
收稿日期:20081231
基金项目:泰州市科技发展计划项目(TL0703);扬州大学科技创新培育基金(2007CXJ025)
作者简介:成大荣(1973-),男,江苏赣榆人,副教授,博士,主要从事畜禽病原微生物学研究
櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙
。
[11] 卢晟晔,王丽颖.大肠杆菌中外源蛋白高效表达的影响因素
及策略研究的新进展[J].中国实验诊断学,2006,10(9):
11001103.
犘狉狅犽犪狉狔狅狋犻犮犈狓狆狉犲狊狊犻狅狀犪狀犱犘狌狉犻犳犻犮犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲
犈狓狋狉犪犮犲犾犾狌犾犪狉犇狅犿犪犻狀犵犆犌犲狀犲狅犳犘狊犲狌犱狅狉犪犫犻犲狊犞犻狉狌狊犅犪狉狋犺犪犛狋狉犪犻狀
LIUQingwei1,2,QIUYafeng1,WANGXiaodu1,GUOLin1,
LIUChao1,SHENYang1,LIXiangdong1,SHANHu2,MAZhiyong1
(1.犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犞犲狋犲狉犻狀犪狉狔犘狌犫犾犻犮犎犲犪犾狋犺,犛犺犪狀犵犺犪犻犞犲狋犲狉犻狀犪狉狔犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲,犆犺犻狀犲狊犲
犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊,犛犺犪狀犵犺犪犻,200241,犆犺犻狀犪;2.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃狀犻犿犪犾犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,
犙犻狌犱犪狅犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犙犻狀犱犪狅,犛犺犪狀犱狅狀犵,266109,犆犺犻狀犪)
犃犫狊狋狉犪犮狋:ToconstructtherecombinantplasmidoftheextracellulardomaingCgeneofPRV,prokaryotic
expressionofthegeneandpurificationofthefusionproteinwereconducted.Apairofprimerswerede
signedbasedonthegCgenesequenceofPseudorabiesvirusBarthastrain(PRVBa)publishedinGenBank
(NCEU719641).ThepartialextracellulardomaingCgeneofPRVBawasamplifiedbyPCR,andcloned
intopET28atoconstructtherecombinantexpressionplasmid.Thenitwastransformedinto犈.犮狅犾犻BL21
(DE3).A35kufusionprotein,namedpETgCN813,wasexpressedinhighyeildafterIPTGinduction.
Whereafter,thefusionproteinwassuccessfullypurifiedbyHisBindKit.
犓犲狔狑狅狉犱狊:Pseudorabiesvirus;gCgene;prokaryoticexpression;fusionprotein;purification
子的菌毛[4]。菌毛抗原多样性赖以产生的基础是基
因的多样性,既可能是较多位点的突变,甚至是某些
位点的插入或缺失,也可能是个别关键位点的突变
所造成[511]。菌毛F18ab与F18ac均由3个结构亚
单位(即FedA、FedE和FedF)组成[1214],那么抗原
因子a、b/c就应该分布在FedA、FedE和FedF上。
为证实这一假说,我们在对F18菌毛结构亚单位基
因多样性
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
的基础上,进一步表达了这些亚单位,
并利用表达产物制备了这些亚单位抗体,从而为揭
示FedA、FedE、FedF在F18菌毛对F18菌毛抗原
特性的影响及其在黏附功能中的作用奠定基础。
1 材料与方法
1.1 菌株
表达 F18ab菌毛 FedA 的重组大肠埃希菌
PPF107G、表达F18ac菌毛FedA的重组大肠埃希
菌PPFedA/ac、表达F18ab菌毛FedE的重组大肠
埃希菌PPFedE/ab、表达F18ab菌毛FedF的重组
大肠埃希菌PPFedF/ab、表达F18ac菌毛FedF的
重组 大 肠 埃 希 菌 PPFedF/ac[8,1517]、含 有 质 粒
pGEX6p1的大肠埃希菌BL21,以上菌株均为笔
者构建;大肠埃希菌 BL21购自Pharmacia公司;
F18ab+大肠埃希菌107/86株、F18ac+大肠埃希菌
8813株、K88+ 大肠埃希菌、K99+ 大肠埃希菌、
987P+大肠埃希菌、F41+大肠埃希菌,为扬州大学
兽医微生物实验室收藏菌株。
1.2 抗体
抗F18菌毛单抗、抗K88菌毛单抗、抗K99菌
毛单抗、抗987P菌毛单抗、抗F41菌毛单抗,均由
扬州大学兽医微生物实验室保存;羊抗兔荧光抗体
购自北京中杉金桥生物技术有限公司。
1.3 凝集抗原的制备
将F18ab+大肠埃希菌107/86株、F18ac+大肠
埃希菌8813株、K88+大肠埃希菌、K99+大肠埃希
菌、987P+大肠埃希菌、F41+大肠埃希菌分别接种
到TSB培养基中,37℃静置培养24h,并连续培养
3代。取第3代培养物,10000r/min离心1min,
去上清,沉淀用8.5g/L生理盐水洗涤悬浮至浓度
约1×1010cfu/mL后以相应单抗确定菌毛表达与
否。
1.4 免疫抗原的制备
取重组大肠埃希菌 PPF107G、PPFedA/ac、
PPFedE/ab、PPFedF/ab、PPFedF/ac,分别按照报
道的方法进行诱导表达并进行超声波裂解[1518]。取
大肠埃希菌PPF107G、PPFedA/ac裂解物的离心后
上清,取 大 肠 埃 希 菌 PPFedE/ab、PPFedF/ab、
PPFedF/ac裂解物的离心后沉淀,分别进行SDS
PAGE。取SDSPAGE电泳染色后的凝胶,分别切
取重组蛋白 GSTFedA/ab、GSTFedA/ac、GST
FedE/ab、GSTFedF/ab、GSTFedF/ac相应分子质
量处的的蛋白条带并充分研磨;测定蛋白浓度后,作
为免疫抗原。
1.5 动物的免疫与血清分离
肌肉注射免疫成年健康家兔(购自扬州大学医
学院),共免疫3次,每次间隔2周,最后一次免疫
10d后心脏采血,5000r/min离心分离血清。
1.6 免疫血清的检测
以玻板凝集法进行,取 F18ab+ 大肠埃希菌
107/86株、F18ac+大肠埃希菌8813株的悬浮液,分
别 与 兔 抗 GSTFedA/ab、GSTFedA/ac、GST
FedE/ab、GSTFedF/ab、GSTFedF/ac血清进行
玻板凝集试验,室温下作用3min后,观察凝集现
象。同时设立K88+、K99+、987P+、F41+大肠埃希
菌阴性对照,以及无抗体的空白对照检查细菌自凝
现象。
1.7 免疫血清的处理
取兔 抗 GSTFedA/ab、GSTFedA/ac、GST
FedE/ab、GSTFedF/ab、GSTFedF/ac血清,分别
与过量的含有质粒pGEX6p1的大肠埃希菌BL21
裂解物混合,于37℃作用2h以去除抗GST抗体;
然后12000r/min离心5min,取上清。兔抗GST
FedA/ab、GSTFedE/ab、GSTFedF/ab血清分别
与过量的表达F18ac菌毛的大肠埃希菌8813株混
合,而兔抗GSTFedA/ac、GSTFedF/ac血清分别
与过量的表达F18ab菌毛的大肠埃希菌107/86株
混合;4℃作用过夜后,12000r/min离心5min,取
上清即作为相应亚单位的单因子血清。
1.8 F18抗原特性的研究
取F18ab+大肠埃希菌107/86株、F18ac+大肠
埃希菌8813株,分别利用步骤1.2.4中制备的兔抗
FedA/ab、FedA/ac、FedE/ab、FedF/ab、FedF/ac单
因子血清和羊抗兔IgG 荧光标记抗体分别与
F18ab+大肠埃希菌107/86株、F18ac+大肠埃希菌
8813株进行间接荧光染色,以出现特异性荧光菌体
或菌团为阳性;并判断F18菌毛抗原因子a、b、c的
与FedA、FedE、FedF的关系。
2 结果
2.1 凝集抗原的制备
玻板凝集试验表明,F18ab+大肠埃希菌107/86
株、F18ac+ 大 肠 埃 希 菌 8813 株、K88+、K99+、
5成大荣等:大肠埃希菌F18菌毛结构亚单位抗原特性的研究
987P+、F41+大肠埃希菌均能良好的表达相应的菌
毛。
2.2 免疫血清的检测
本试验共制备了5种血清,分别为兔抗 GST
FedA/ab 血 清、兔 抗 GSTFedA/ac 血 清、兔 抗
GSTFedE/ab血清、兔抗GSTFedF/ab血清、兔抗
GSTFedF/ac血清;玻板凝集试验表明,5种血清均
能与F18ab+大肠埃希菌107/86株、F18ac+大肠埃
希菌8813株均发生玻板凝集反应,而与其他对照细
菌(K88+、K99+、987P+、F41+大肠埃希菌)均为阴
性;这揭示了FedA、FedE、FedF均带有F18ab和
F18ac的共同决定簇。
2.3 F18抗原特性的研究
本试验共制备了5种单因子血清,分别为抗
FedA/ab单因子血清、抗FedA/ac单因子血清、抗
FedE/ab单因子血清、抗FedF/ab单因子血清、抗
FedF/ac单因子血清;分别与F18ab+ 大肠埃希菌
107/86株、F18ac+大肠埃希菌8813株进行荧光抗
体染色,结果发现,抗 FedA/ab单因子血清、抗
FedF/ab单因子血清均仅与 F18ab+ 大肠埃希菌
107/86株反应,抗FedA/ac单因子血清、抗FedF/
ac单因子血清均仅与F18ac+大肠埃希菌8813株反
应,表明FedA、FedF上带有F18ab或F18ac的特异
性决定簇;而抗FedE/ab血清经F18ac+大肠埃希
菌8813株吸收后,与F18ab+大肠埃希菌107/86株
和F18ac+ 大肠埃希菌8813株均不反应,揭示了
FedE上带有F18ab和F18ac的共同决定簇(表1)。
表1 各单因子血清分别与F18ab+和F18ac+大肠埃希菌的
荧光染色结果
Table1 ImmunofluorecenceofF18ab+andF18ac+犈.犮狅犾犻strainby
usingthefivesinglefactorseruarespectively
单因子血清
Singlefactorserum
大肠埃希菌菌株
犈.犮狅犾犻strains
107/86 8813
抗FedA/ab单因子血清
SinglefactorserumofFedA/ab + -
抗FedA/ac单因子血清
SinglefactorserumofFedA/ac - +
抗FedE/ab单因子血清
SinglefactorserumofFedE/ab - -
抗FedF/ab单因子血清
SinglefactorserumofFedF/ab + -
抗FedF/ac单因子血清
SinglefactorserumofFedF/ac - +
3 讨论
F18菌毛是STEC和ETEC的重要黏附因子。
与F18菌毛相关的基因已发现5个,即fedA、fedB、
fedC、fedE和fedF,分别编码5种蛋白,即FedA、
FedB、FedC、FedE和FedF[10]。FedA 是主要结构
亚单位,构成F18菌毛的主干;FedB、FedC主要是
一些与F18菌毛的合成、装配、成熟相关的伴侣蛋
白或运输蛋白。FedE和FedF是F18菌毛的次要
结构亚单位蛋白,为F18菌毛黏附所必需并影响菌
毛的长度。既然菌毛F18ab与F18ac均由3个结构
亚单位(即FedA、FedE和FedF)组成,那么抗原因
子a、b/c就应该分布在 FedA、FedE和 FedF上。
为了证实这一假说,该研究在对F18菌毛结构亚单
位基因多样性分析和成功表达了这些结构亚单位的
基础上,进一步制备了这些亚单位的抗体,从而揭示
了FedA、FedE、FedF在F18菌毛对F18菌毛抗原
特性的影响。
多价免疫血清的凝集试验表明,无论是主要结
构亚单位FedA,还是次要结构亚单位FedE、FedF
的抗体均能凝集F18ab+和F18ac+大肠埃希菌。这
揭示了FedA、FedE、FedF均与F18菌毛的抗原性
密切相关,即FedA、FedE、FedF均分布有与F18菌
毛的抗原性有关的抗原决定簇。而FedA/ab单因
子血清只与F18ab+大肠埃希菌呈现荧光抗体染色
阳性;FedA/ac单因子血清只与F18ac+大肠埃希菌
呈现荧光抗体染色阳性;FedF/ab单因子血清只与
F18ab+大肠埃希菌呈现荧光抗体染色阳性;FedF/
ac单因子血清只与F18ac+大肠埃希菌呈现荧光抗
体染色阳性;FedE/ab单因子血清与 F18ab+ 和
F18ac+大肠埃希菌均不呈现荧光抗体染色阳性。
通过这些结果可以看出,F18菌毛的“a”抗原因子可
分布于FedA、FedE、FedF,而“b或c”则分布于Fe
dA、FedF。
菌毛抗原多样性赖以产生的基础是基因的多样
性,既可能是较多位点的突变,甚至是某些位点的插
入或缺失,也可能是个别关键位点的突变所造成。
通过对不同F18+菌株的结构基因的克隆与序列分
析[58],发现F18ab和F18ac菌毛的fedA分为2个
基因群———fedA/ab和fedA/ac,且与已知的抗原分
群吻合;F18ab和F18ac菌毛的fedE基因高度同
源,表明了 FedE 是 F18菌毛的保守性亚单位;
F18ab和F18ac菌毛的fedF基因也可分为2个基
因分支,且与已知的抗原分群吻合。本试验的结果
恰恰证实了F18ab和F18ac抗原的差异与FedA、
FedF上这些位点突变的密切相关。
6 动物医学进展 2009年 第30卷 第2期(总第187期)
犛狋狌犱狔狅狀犃狀狋犻犵犲狀犻犮犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狋犺犲犛狌犫狌狀犻狋狊狅犳犈.犮狅犾犻犉犻犿犫狉犻犪犉18
CHENGDarong1,ZHUShanyuan2,QIANJinmei1,DONGBingmin1
(1.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犞犲狋犲狉犻狀犪狉狔犕犲犱犻犮犻狀犲,犢犪狀犵狕犺狅狌犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犢犪狀犵狕犺狅狌,犑犻犪狀犵狊狌,225009,犆犺犻狀犪;
2.犑犻犪狀犵狊狌犃狀犻犿犪犾犎狌狊犫犪狀犱狉狔犪狀犱犞犲狋犲狉犻狀犪狉狔犆狅犾犾犲犵犲,犜犪犻狕犺狅狌,犑犻犪狀犵狊狌,225300,犆犺犻狀犪)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Fivekindsofthe犈狊犮犺犲狉犻犮犺犻犪犮狅犾犻fimbriaF18subunitrecombinantproteins:GSTFedA/ab,
GSTFedA/ac,GSTFedE/ab,GSTFedF/abandGSTFedF/acwereextractedwithSDSPAGEmethod.
Fivegroupsofrabbitswereimmunizedwiththefiverecombinatedproteinsrespectively,andfivekindsof
antisera:antiGSTFedA/ab,antiGSTFedA/ac,antiGSTFedE/ab,antiGSTFedF/abandantiGST
FedF/acwereobtained.Theresultsofthedirectagglutinationtestofthefivekindsofantiserabyusing
F18abpositive犈.犮狅犾犻strainF107/86andF18acpositive犈.犮狅犾犻strain8813respectively,showedthatanti
GSTFedA/ab,antiGSTFedA/ac,antiGSTFedE/ab,antiGSTFedF/abandantiGSTFedF/acall
couldrecognizeF18abandF18ac.Theresultsofimmunofluorescencetestsbyusingsinglefactorseraof
FedA/ab,FedA/ac,FedE/ab,FedF/abandFedF/acconfirmedthattheantigenicfactor“a”wascorrela
tivetoFedA,FedE,andFedF,andantigenicfactors“b,c”werecorrelativetoFedAandFedF.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犈狊犮犺犲狉犻犮犺犻犪犮狅犾犻;fimbriaF18;subunit;antigenicfactor
参考文献
见《动物医学进展》2009年第2期
7成大荣等:大肠埃希菌F18菌毛结构亚单位抗原特性的研究