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SARS-CoV的S蛋白是病毒的主要结构蛋白,在病毒与受体相互作用及诱导中和抗体中起着非常关键的作用,是SARS疫苗的主要靶点。
裂殖酵母具有许多与高等真核生物相似的性质,不仅是分子生物学研究中很好的真核模型,也是一种非常有前景的外源基因表达系统,表达的外源蛋白更接近其天然特性。
为了SARS疫苗和SARS-CoV的生物特性的研究,根据预测的抗原表位分析,从含S基因全长的质粒上PCR扩增出含S蛋白预测主要抗原表位的5个片段,分别位于S基因的nt43~903,808~1674,1591~2538,2440~3399,2734~3588。将这5个片段分别克隆到裂殖酵母载体pNMT1中构建了重组载体pNMT1-Sn(n=1,2,3,4,5),并电转化亮氨酸营养缺陷型的裂殖酵母菌TCP1。重组的裂殖酵母菌株通过EMM选择平板筛选并用PCR进一步鉴定。去硫胺可以诱导重组酵母菌的表达,诱导时间对表达量也有一定的影响。所有的重组蛋白表达分别用SDS-PAGE和Westernblot检测。
为了与裂殖酵母表达的外源蛋白加以比较,扩增出与S4对应的片段S4,与大肠杆菌表达载体pET-22b连接,转化大肠杆菌BL21。在重组大肠杆菌菌株培养基中添加一定浓度的IPTG诱导表达,并利用SDS-PAGE和Westernblot检测了重组蛋白的表达。
SDS-PAGE结果表明,裂殖酵母重组菌中当去硫胺诱导16小时表达量达到最高,诱导时间延长表达量反而降低。S1和S5片段在约30kD处有明显表达,Westernblot也证实了这两个片段有约30kD的表达,最高表达量占总酵母蛋白的10%以上。Westernblot也检测到了其它三个片段的表达,其中S2片段大小为约34kD,S3和S4片段大小为约39kD。S2与S1和S5片段的大小相当,但是表达的重组蛋白要小4kD,可能是因为表达的重组蛋白有不同程度的糖基化。
大肠杆菌中表达的S4片段SDS-PAGE和Westernblot分析显示表达的重组蛋白大小为31kD,与裂殖酵母中表达对应的S4片段小8kD,表明裂殖酵母对表达的S4片段有一定的翻译后修饰。
该研究在真核和原核系统中表达了S蛋白的含主要抗原表位的片段,可作为确定S蛋白的抗原表位、SARS疫苗、药物靶点、致病机理研究的实验基础。