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大连海洋大学学报  2021, Vol. 36 Issue (6): 920-928    DOI: 10.16535/j.cnki.dlhyxb.2021-012
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基于密码子优化策略的无乳链球菌表面蛋白LrrG的原核表达、纯化及免疫原性
陈徵婷,可小丽,陈刚,黄丽芳,刘志刚,卢迈新
1.中国水产科学研究院珠江水产研究所 农业农村部热带亚热带水产资源利用与养殖重点试验室,广东省水产动物免疫技术重点实验室,广东 广州 510380; 2.广东海洋大学 水产学院,广东 湛江 524025; 3.仲恺农业工程学院 动物科技学院,广东 广州 510550
Prokaryotic expression, purification and immunogenicity of LrrG protein of Streptococcus agalactiae based on codon optimization
CHEN Zhiting, KE Xiaoli, CHEN Gang, HUANG Lifang, LIU Zhigang,LU Maixin#br#
1.Key Laboratory of Tropical & Subtropical Fishery Resource Application & Cultivation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Guangdong Provincial Key Laboratory of Aquatic Animal Immune Technology, Pearl River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510380, China; 2.College of Fisheries, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524025, China; 3.College of Animal Science and Technology, Zhongkai University of Agricultural Engineering, Guangzhou 510550, China
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摘要 为高效获得可溶性无乳链球菌表面蛋白(LrrG),通过密码子优化及构建LrrG基因优化后的pCzn1-LrrG重组表达载体,并转染至BL21(Plys)感受态细胞中,高效表达了无乳链球菌Streptococcus agalactiae(GBS)富含亮氨酸重复序列蛋白(LrrG)。根据大肠杆菌密码子偏好性,优化并人工合成LrrG全基因序列,经双酶切后插入至表达载体,将优化后的重组质粒pCzn1-LrrG转染至感受态细胞进行原核表达,经裂解和纯化后获得上清重组蛋白LrrG。结果表明:PCR扩增得到2 286 bp的优化LrrG基因片段,构建的重组质粒pCzn1-LrrG经双酶切获得约4 400 bp和2 286 bp两条片段,与预期值相符;重组载体的测序结果与优化后的基因碱基序列比对结果完全一致,编码的氨基酸序列未发生突变;SDS-PAGE和Western blot鉴定结果显示,获得了相对分子质量约为108 000的LrrG重组蛋白,与理论值相符,且优化后LrrG重组蛋白具有GBS抗原反应原性; 通过亲和层析纯化LrrG上清蛋白后,发现优化后可溶性LrrG蛋白表达量较优化前提高了2.2~3.8倍;利用优化后的LrrG蛋白免疫罗非鱼后,发现其对罗非鱼抗GBS感染具有61.54%~69.23%的相对免疫保护率。研究表明,按照大肠杆菌密码子优化GBS表面蛋白LrrG,可有效提高其在大肠杆菌中的表达量,且优化后的LrrG重组蛋白仍然具有较好的免疫原性,本研究结果为基于LrrG基因工程疫苗的制备和应用提供了科学参考。
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陈徵婷
可小丽
陈刚
黄丽芳
刘志刚
卢迈新
关键词:  无乳链球菌  LrrG蛋白  密码子优化  重组蛋白  原核表达    
Abstract: In order to improve the supernatant expression of the recombinant protein leucine-rich repeat sequence (LrrG), the pCzn1-LrrG recombinant expression vector was constructed and transfected into the competent cell BL21 (Plys). First, according to the codon preference of Escherichia coli, the whole LrrG gene sequence was artificially synthesized and inserted into the expression vector through double enzyme digestion. The optimized recombinant plasmid pCzn1-LrrG was transfected into competent cells for prokaryotic expression. The supernatant recombinant protein LrrG obtained by lysis and purification had the optimized LrrG gene fragment of 2 286 bp via PCR amplification. The recombinant plasmid pCzn1-LrrG constructed by double enzyme digestion contained 2 fragments of about 4 400 bp and 2 286 bp. The sequenced recombinant vector was completely consistent with the optimized gene sequence, and the encoded amino acid sequence remained unchanged. The SDS-PAGE and western blot revealed that the relative molecular mass of the LrrG recombinant protein was about 108 000, showing GBS antigenicity. After purified by affinity chromatography, the expression quantity of LrrG recombinant supernatant protein in Escherichia coli BL21 (Plys) was increased by 2.2-3.8 times compared to that of the original type. Moreover, the optimized LrrG recombinant protein supplied a 61.54%-69.23% RPS against GBS infection in tilapia, indicating that the codon optimization effectively improved the expression level of LrrG recombinant protein in E.coli, and the optimized LrrG recombinant protein still maintained the original immunogenicity. The findings laid a foundation for the preparation and application of the genetic engineering vaccine based on the surface protein of S.agalactiae.
Key words:  Streptococcus agalactiae    LrrG protein    codon optimization    recombinant protein    prokaryotic expression
               出版日期:  2021-12-20      发布日期:  2021-12-20      期的出版日期:  2021-12-20
中图分类号:  S 943  
基金资助: 国家自然科学基金(31902422);财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系资助(CARS-46);广东省促进经济发展专项(粤农2019B8)
引用本文:    
陈徵婷, 可小丽, 陈刚, 黄丽芳, 刘志刚, 卢迈新. 基于密码子优化策略的无乳链球菌表面蛋白LrrG的原核表达、纯化及免疫原性[J]. 大连海洋大学学报, 2021, 36(6): 920-928.
CHEN Zhiting, KE Xiaoli, CHEN Gang, HUANG Lifang, LIU Zhigang, LU Maixin. Prokaryotic expression, purification and immunogenicity of LrrG protein of Streptococcus agalactiae based on codon optimization. Journal of Dalian Ocean University, 2021, 36(6): 920-928.
链接本文:  
https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/10.16535/j.cnki.dlhyxb.2021-012  或          https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/Y2021/V36/I6/920
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