本發(fā)明涉及一種融合基因,具體的說是一種具有抑制hiv-1作用的融合基因betatrcp-cypa及其構(gòu)建方法。
背景技術(shù):
人類免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirus,hiv)俗稱艾滋病(acquiredmedeficiencysyndrome,aids)病毒,誘發(fā)人類獲得性免疫缺陷綜合征。自1984年首次報(bào)道艾滋病毒(hiv-1)為引起艾滋?。╝ids)的病原以來,全世界大批頂尖的科學(xué)家都致力于攻克這一疫病。haart等療法已顯著降低了艾滋病的發(fā)生率和死亡率。但是,由于只能抑制hiv-1復(fù)制,無法清除細(xì)胞內(nèi)感染的病毒,所以需要長期不間斷用藥,一旦停藥即出現(xiàn)病毒反跳現(xiàn)象。長期大量的服用抗病毒藥給患者帶來了一系列問題,例如有些藥物對病人有線粒體毒性、嚴(yán)重胃腸道反應(yīng)等副作用等。
目前艾滋病防治方面也有針對hiv-1的有關(guān)疫苗,由于h1v基因變異問題,使得hiv-1能逃避免疫系統(tǒng)的監(jiān)視,這是hiv-1疫苗研制的主要障礙。因此,單純應(yīng)用疫苗防治艾滋病效果不理想。
目前有關(guān)作用于hiv-1輔助受體方面的藥物,似乎也逃避了hiv-1的變異問題,但其作用也只是阻止hiv-1進(jìn)入細(xì)胞,不能降解或殺死病毒。
目前針對hiv-1的haart等療法已顯著降低了艾滋病的發(fā)生率和死亡率。但是,由于只能抑制hiv-1復(fù)制,無法清除細(xì)胞內(nèi)感染的病毒,所以需要長期不間斷用藥,一旦停藥即出現(xiàn)病毒反跳現(xiàn)象。
近年來,隨著人們對泛素一蛋白酶體途徑(ubiq-uitin-proteasomepathway,upp)認(rèn)識(shí)的不斷深人,人們利用upp具有特異性降解蛋白底物的功能特點(diǎn),提出了靶向泛素化降解蛋白質(zhì)技術(shù),也稱為蛋白質(zhì)敲減技術(shù),其核心就是構(gòu)建某個(gè)能夠與靶蛋白特異結(jié)合的e3,該e3含有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域,即功能結(jié)構(gòu)域和結(jié)合結(jié)構(gòu)域。靶向泛素化降解蛋白質(zhì)技術(shù)與基因沉默等技術(shù)的比較具有優(yōu)勢,如在敲減對象方面,靶向泛素化降解蛋白質(zhì)技術(shù)能有效針對某一類修飾后的目的蛋白進(jìn)行敲減,在作用時(shí)效方面,在靈活性方面,在應(yīng)用規(guī)模方面更有優(yōu)勢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的是為解決上述技術(shù)問題的不足,提供一種基于設(shè)計(jì)的具有抑制hiv-1作用的融合基因betatrcp-cypa及其構(gòu)建方法,構(gòu)建的融合基因betatrcp-cypa能夠降解hiv-1gag,能抑制hiv-1病毒。
一種具有抑制hiv-1作用的融合基因betatrcp-cypa,能抑制hiv-1病毒,其基因序列如seqidno:1所示。
所述基于泛素連接酶抑制hiv-1的融合基因betatrcp-cypa的構(gòu)建方法,包括以下步驟:
步驟一、根據(jù)genbank中登陸號(hào)為nm_003939記載的人betatrcp基因n端序列,利用dnastar等對betatrcp基因n端序列進(jìn)行優(yōu)化得到優(yōu)化后的人betatrcp基因n端序列,然后進(jìn)行人工合成得到優(yōu)化后的betatrcp基因n端dna;優(yōu)化后betatrcp基因n端dna的堿基序列如序列表seqidno:2所示;
步驟二、設(shè)計(jì)引物,引物序列如下:
b1:5'ggaattcgccaccatggacccagcagaagcagtg3';
b2:5'actgtgtcttccgcatctccag3';
b3:5'ctggagatgcggaagacacagtggctcaggatcaggctcagga
tcaggctcaatggtcaaccccaccgtgttct3';(下劃線部分是含5個(gè)絲甘氨酸結(jié)構(gòu)的dna)
b4:5'cgggatccttcgagttgtccacagtcagca3';
c1:5'ggaattcgccaccatggtcaaccccaccgtgttc3';
步驟三、以betatrcp基因n端dna序列為模板,以b1和b2為引物擴(kuò)增betatrcp基因n端部分,得到betatrcp基因n端dna片段;以cypacdna(seqidno:3)質(zhì)粒為模版,以b3和b4為引物擴(kuò)增cypa部分,得到cypacdna片段;分別取1μlbetatrcp基因n端部分片段pcr產(chǎn)物和1μlcypadna片段pcr產(chǎn)物作為模板,以b1和b4為引物pcr擴(kuò)增融合基因betatrcp-cypa,擴(kuò)增出目的條帶,大小1300bp。分別用ecori/bamhi雙酶切融合基因betatrcp-cypa和pcdna3.1his載體,將酶切后的融合基因betatrcp-cypa克隆入pcdna3.1his載體。
步驟三中所述以b1和b2為引物擴(kuò)增betatrcp基因n端序列,98℃預(yù)變性15s,再98℃10s,58℃15s,再72℃60s,28個(gè)循環(huán),以cypacdna質(zhì)粒為模版,以b3和b4為引物擴(kuò)增cypa部分,其擴(kuò)增條件均:98℃預(yù)變性15s,再98℃10s,58℃15s,再72℃30s,28個(gè)循環(huán)。
步驟三中所述以b1和b4為引物pcr擴(kuò)增融合基因betatrcp-cypa,其擴(kuò)增條件均:98°c預(yù)變性15s,再98°c10s,58°c15s,再72°c90s,30個(gè)循環(huán)。
有益效果是:
目前針對hiv-1的haart等療法已顯著降低了艾滋病的發(fā)生率和死亡率。但是,由于只能抑制hiv-1復(fù)制,無法清除細(xì)胞內(nèi)感染的病毒,所以需要長期不間斷用藥,一旦停藥即出現(xiàn)病毒反跳現(xiàn)象;本發(fā)明解決了該技術(shù)難題,構(gòu)建的融合基因betatrcp-cypa能夠降解hiv-1gag,從而抑制hiv-1病毒的組裝,或降解hiv-1中的gag,從而達(dá)到抑制hiv-1的作用。
附圖說明
圖1pcdna3.1mychis(-)(簡稱pcdna3.1his)載體示意圖;
圖2含hiv-1gag基因的pspax2載體;
圖3betatrcp-cypa融合基因構(gòu)建betatrcp-n端和c端cypa的pcr擴(kuò)增圖;其中,m:dl2000marker,1、表示betatrcp-cypa融合基因c端cypa基因的擴(kuò)增,2表示betatrcp-n端基因的擴(kuò)增圖;
圖4betatrcp-cypa基因pcr擴(kuò)增,1:betatrcp-cypa基因的pcr擴(kuò)增產(chǎn)物圖;m:dl2000dna分子量標(biāo)準(zhǔn);
圖5pcdna3.1his/cypa基因構(gòu)建cypa的pcr擴(kuò)增,m:dl2000marker,1.cypa基因的擴(kuò)增;
圖6pcdna3.1his/betatrcp-cypa和pcdna3.1his/cypa的表達(dá)的westernblotting鑒定圖,nc:空載體組,1:pcdna3.1his/betatrcp-cypa,2:pcdna3.1his/cypa;
圖7westernblot分析betatrcp-cypa對hiv-1gag的降解分析,1.betatrcp-cypa組轉(zhuǎn)染pcdna3.1his/betatrcp-cypa質(zhì)粒2μg,pspax20.4μg,2.cypa對照組轉(zhuǎn)染pcdna3.1his/cypa2μg,pspax2質(zhì)粒0.4μg,3.對照組轉(zhuǎn)染pcdna3.1his2μg,pspax2質(zhì)粒0.4μg;
圖8elisa法研究betatrcp-cypa對hiv-1的抑制率圖;
圖9熒光素酶活性法研究betatrcp-cypa抑制hiv-1的作用圖,pcdna3.1his:對照組pcdna3.1/his組cypa:pcdna3.1his/cypa組,betatrcp-cypa組d:293t細(xì)胞對照組。
具體實(shí)施方式
所述具有抑制hiv-1作用的融合基因betatrcp-cypa的構(gòu)建方法,包括以下步驟:
(1)betatrcp-cypa的抑制hiv-1的融合基因構(gòu)建:利用dnastar等對betatrcp基因n端序列進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后委托上海生工生物工程公司合成,優(yōu)化后用premier5.0軟件設(shè)計(jì)引物,擴(kuò)增betatrcpn端部分,以cypacdna質(zhì)粒為模版,擴(kuò)增cypa部分,純化后各取1μl作為模板,以外側(cè)引物pcr擴(kuò)增betatrcp-cypa融合基因,雙酶切后克隆入pcdna3.1his載體。送上海生工測序加以確認(rèn)。
(2)westernblot檢測betatrcp-cypa、cypa重組蛋白的表達(dá)培養(yǎng)293t細(xì)胞,用entranstertm-d4000轉(zhuǎn)染試劑將pcdna3.1his/betatrcp–cypa或pcdna3.1his/cypa2μg(entranstertm-d4000和質(zhì)粒比例為3∶1)分別轉(zhuǎn)入每孔,pcdna3.1his空載體轉(zhuǎn)染293t細(xì)胞做對照。48h后收集細(xì)胞后用westernblot檢測。
(3)betatrcp-cypa對hiv-1gag的降解分析轉(zhuǎn)染前一天將293t細(xì)胞接種到六孔板中,以質(zhì)粒pspax2與pcdna3.1his/betatrcp-cypa和質(zhì)粒pcdna3.1his共轉(zhuǎn)染。實(shí)驗(yàn)分3組:
(4)elisa法研究betatrcp-cypa抑制hiv-1的研究
培養(yǎng)293t細(xì)胞,以每孔4×l03個(gè)細(xì)胞接種于96孔板,實(shí)驗(yàn)分4組:(1)betatrcp-cypa組pcdna3.1his/betatrcp-cypa0.15μg,hiv-1骨架質(zhì)粒pnl43luc-r-e-0.05μg;(2)cypa組pcdna3.1his/cypa0.15μg,hiv-1骨架質(zhì)粒pnl43lucr-e-0.05μg;(3)對照組pcdna3.1/his0.15μg,hiv-1骨架質(zhì)粒pnl43luc-r-e-0.05μg,(4)293t細(xì)胞對照組。第二天將entranstertm-d-4000和質(zhì)粒以3∶1比例分別轉(zhuǎn)入每孔,6h后換液,繼續(xù)培養(yǎng)24-48h。48h后,檢測上清中的p24濃度。留下細(xì)胞待裂解后進(jìn)行熒光素酶活性檢測。
(5)上述(4)中的細(xì)胞加入100μl報(bào)告基因細(xì)胞裂解液裂解細(xì)胞(用碧云天的螢火蟲螢光素酶報(bào)告基因檢測試劑盒)。加入100微升螢光素酶檢測試劑,用槍打勻或用其它適當(dāng)方式混勻后測定rlu(relativelightunit)。以報(bào)告基因細(xì)胞裂解液為空白對照,測定熒光值,熒光值越高h(yuǎn)iv-1復(fù)制水平越高,通過與未感染hiv-1細(xì)胞的熒光值相比,該比值可以反應(yīng)hiv-1復(fù)制水平。
相關(guān)實(shí)驗(yàn)例
實(shí)驗(yàn)例1
pcdna3.1his/betatrcp-cypa構(gòu)建根據(jù)人betatrcp基因n端序列(genbank登陸號(hào):nm_003939),利用dnastar等對betatrcp基因n端序列進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后委托上海生工生物工程公司合成,用premier5.0軟件設(shè)計(jì)引物,以b1和b2為引物擴(kuò)增betatrcpn端部分,加primestarhsdnapolymerase酶等至50μl體系。擴(kuò)增條件為:98℃預(yù)變性15s,再98°c10s,58°c15s,再72°c60s,28個(gè)循環(huán),以cypacdna質(zhì)粒為模版,以b3和b4為引物擴(kuò)增cypa部分,加primestarhsdnapolymerase酶等至50μl體系。擴(kuò)增條件為:98°c預(yù)變性15s,再98°c10s,58℃15s,再72℃,30s,28個(gè)循環(huán),結(jié)果分別擴(kuò)增出目的條帶,大小分別約800bp、500bp,如圖3,各取1μl作為模板,以b1'和b4為引物pcr擴(kuò)增betatrcp-cypa融合基因,98°c預(yù)變性15s,再98°c10s,58℃15s,再72℃90s,30個(gè)循環(huán),擴(kuò)增出目的條帶,大小約1300bp,如圖4分別用ecorii/bamhi雙酶切pcr產(chǎn)物和pcdna3.1his載體克隆入pcdna3.1his載體。送上海生工測序加以確認(rèn)。
pcdna3.1his/cypa構(gòu)建以puc/cypa為模版,以c1和b4為引物擴(kuò)增cypa基因,加primestarhsdnapolymerase酶等至50μl體系。擴(kuò)增條件為:98°c預(yù)變性15s,再98°c10s,58°c15s,再72°c30s,30個(gè)循環(huán),結(jié)果如圖5所示,分別用ecori/bamhi雙酶切pcr產(chǎn)物和pcdna3.1his載體克隆入pcdna3.1his載體。送上海生工測序加以確認(rèn)。
實(shí)驗(yàn)例2
westernblot檢測betatrcp-cypa、cypa重組蛋白的表達(dá)
培養(yǎng)293t細(xì)胞,轉(zhuǎn)染前一天將293t細(xì)胞以1×106個(gè)/孔的密度鋪于6孔板培養(yǎng)。第2天,用entranstertm-d4000轉(zhuǎn)染試劑將pcdna3.1his/betatrcp–cypa、pcdna3.1his/cypa各2μg(比例為3∶1)分別轉(zhuǎn)入每孔,pcdna3.1his空載體轉(zhuǎn)染293t細(xì)胞做對照。轉(zhuǎn)染后第2天更換新鮮培養(yǎng)基,48h后收集細(xì)胞,提取細(xì)胞總蛋白。bca蛋白濃度測定試劑盒進(jìn)行蛋白定量后用westernblot檢測。蛋白經(jīng)12%sds-page后,轉(zhuǎn)移至pvdf膜,封閉后,分別加入his-tag單克隆抗體(pcdna3.1his/betatrcp-cypa和pcdna3.1hiscypa含his標(biāo)簽)孵育后,加入hrp標(biāo)記的羊抗鼠igg孵育、洗膜后,用化學(xué)發(fā)光試劑盒顯色。westernblot結(jié)果表明,betatrcp-cypa和cypa蛋白在相對分子質(zhì)量分別為約52kd、21kd處出現(xiàn)特異性反應(yīng)條帶,而對照組293t細(xì)胞蛋白則未見此條帶(見圖6)。
實(shí)驗(yàn)例3
betatrcp-cypa對hiv-1gag的降解分析轉(zhuǎn)染前一天將293t細(xì)胞接種到六孔板中,以質(zhì)粒pspax2與pcdna3.1his/betatrcp-cypa和質(zhì)粒pcdna3.1his共轉(zhuǎn)染。參考entranstertm-d4000轉(zhuǎn)染試劑說明書進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)分3組:(1)實(shí)驗(yàn)組pspax20.4μg與pcdna3.1his/betatrcp-cypa2μg;(2)cypa對照組pspax20.4μg與pcdna3.1/cypa2μg,(3)對照組pspax20.4μg與pcdna3.1his2μg,轉(zhuǎn)染后48小時(shí)收細(xì)胞:吸去培養(yǎng)液,用1ml預(yù)冷的pbs洗1次,吸去pbs;在用碧云天的ip及western細(xì)胞裂解液裂解細(xì)胞,裂解液中加入pmsf,使pmsf的最終濃度為1mmol/l;取100μl細(xì)胞裂解液與收獲細(xì)胞混勻,4℃12000r/min離心30min后收集上清,bca蛋白濃度測定試劑盒進(jìn)行蛋白定量后用westernblot檢測,同時(shí)作β-actin的內(nèi)參對照。蛋白經(jīng)12%sds-page后,轉(zhuǎn)移至pvdf膜,封閉后,5%脫脂牛奶封閉h后,分別加入hiv-1p24單抗和β-actin單克隆抗體孵育,洗膜后加入偶聯(lián)hrp的羊抗鼠二抗,室溫孵育2h,洗膜后進(jìn)行ecl顯色。
western印跡分析發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)染betatrcp-cypa的實(shí)驗(yàn)組,hiv-1gag蛋白量明顯減弱(見圖7),說明betatrcp-cypa確實(shí)可以降低hiv-1gag的穩(wěn)定性。cypa似乎對hiv-1gag有一定的保護(hù)作用(條帶增大)。
實(shí)驗(yàn)例4
elisa法研究betatrcp-cypa抑制hiv-1的研究
培養(yǎng)293t細(xì)胞,以每孔4×l03個(gè)細(xì)胞接種于96孔板,實(shí)驗(yàn)分4組:(1)betatrcp-cypa組pcdna3.1his/betatrcp-cypa0.15μg,hiv-1骨架質(zhì)粒pnl43luc-r-e-(pnl43lucr-e-(從美國國立衛(wèi)生院(nih)aidsresearchandreferencereagentprogram獲得)0.05μg;(2)cypa組pcdna3.1his/cypa0.15μg,hiv-1骨架質(zhì)粒pnl43lucr-e-0.05μg;(3)對照組pcdna3.1/his0.15μg,hiv-1骨架質(zhì)粒pnl43luc-r-e-0.05μg,(4)293t細(xì)胞組,每組3個(gè)復(fù)孔,第二天用entranstertm-d4000轉(zhuǎn)染試劑將entranstertm-d-4000和質(zhì)粒以3∶1比例分別轉(zhuǎn)入每孔,6h后換液,繼續(xù)培養(yǎng)24-48h。48h后,檢測上清中的p24濃度。留下細(xì)胞待裂解后進(jìn)行熒光素酶活性檢測。具體步驟如下:
1).實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):將包被板從密封袋中取出,根據(jù)所需數(shù)量在板架上放好微孔板條。設(shè)空白對照2孔,hiv-1不同濃度校準(zhǔn)品a、b、c、d、e各2復(fù)孔。
2).加結(jié)合物1:每孔加入結(jié)合物125μl。
3).加樣:依次分別加入樣品、校準(zhǔn)品75μl。
4).溫育:用微量震蕩器充分振蕩混勻,用封板膜封蓋反應(yīng)板,37℃溫育60分鐘;
5).洗板:取出微孔板,吸干微孔板中所有液體,每孔加入稀釋好的洗滌液400μl,浸泡至少10秒,吸干。如此洗板
次,最后在干凈的吸水紙上拍干。
6).加酶:空白孔除外,每孔加入結(jié)合物2100μl。
7).溫育:用新的封板膜封蓋反應(yīng)板,37℃溫育30分鐘。
8).洗板:取出微孔板,如上述洗板方法洗滌5次,最后在干凈的吸水紙上拍干。
9).加底物液:每孔先加入底物顯色液a50μl(或1滴),再加入底物顯色液b50μl(或1滴)。
10).溫育:用微量振蕩器充分振蕩混勻,用封板膜封蓋反應(yīng)板,37℃溫育15分鐘;
11).加終止液:每孔加入終止液50μl(或1滴),輕輕振蕩混勻。
12).讀數(shù):設(shè)定酶標(biāo)儀波長于450nm處,用空白孔調(diào)零點(diǎn)后測定各孔a值。
以hiv-1標(biāo)準(zhǔn)品的吸光值平均值為縱軸,hiv-1標(biāo)準(zhǔn)品的濃度平均值為橫軸,作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
將測得的樣品吸光值在上述的標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得樣品hiv-1p24的濃度。
(pcdna3,1his組濃度-實(shí)驗(yàn)組p24濃度)/pcdna3,1his組p24濃度×100%算出抑制率。
結(jié)果betatrcp-cypa體現(xiàn)出較好的抑制效果,抑制效果達(dá)70%多。說明betatrcp-cypa具有良好的抗hiv-1活性。cypa組也有一定抑制率可能是由于cypa抑制了p24的分泌,使細(xì)胞內(nèi)的p24反而增加(見圖8)。
實(shí)驗(yàn)例5
熒光素酶活性betatrcp-cypa抑制hiv-1的研究
上述5中的細(xì)胞加入100μl報(bào)告基因細(xì)胞裂解液裂解細(xì)胞(用碧云天的螢火蟲螢光素酶報(bào)告基因檢測試劑盒)。加入100μl螢光素酶檢測試劑,用槍打勻或用其它適當(dāng)方式混勻后測定rlu(relativelightunit)。以報(bào)告基因細(xì)胞裂解液為空白對照,測定熒光值,熒光值越高h(yuǎn)iv-1復(fù)制水平越高,通過與未感染hiv-1細(xì)胞的熒光值相比,該比值可以反應(yīng)hiv復(fù)制水平。結(jié)果betatrcp-cypa體現(xiàn)出較好的抑制效果(見圖9),說明betatrcp-cypa具有良好的抗hiv-1活性。
sequencelisting
<110>河南科技大學(xué)
<120>一種具有抑制hiv-1作用的融合基因betatrcp-cypa及其構(gòu)建方法
<130>1
<160>9
<170>patentinversion3.3
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<213>人
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