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金黄色葡萄球菌β-溶血素是金黄色葡萄球菌分泌的外毒素之一,是重要的毒力因子,它可引起多种疾病,奶牛乳房炎的主要致病因子之一就是金黄色葡萄球菌分泌的β-溶血素。奶牛乳房炎是一种多因素疾病,给世界各国奶牛业造成巨大的经济损失。患牛牛奶中体细胞数大幅增加,会降低乳蛋白、乳糖和乳脂肪的含量;使用抗生素治疗,则引起大量抗生素残留,从而使鲜奶受到体细胞和抗生素的双重污染,严重损害乳制品的质量和风味。奶牛乳房炎严重阻碍了我国畜牧业的发展,由于临床治疗严重影响牛奶的品质,因此接种疫苗就成为理想的防制措施之一,研制基因工程疫苗就成为解决问题的一个途径。
本试验使用从患有奶牛乳房炎病牛奶样中分离到的一株金黄色葡萄球菌致病菌株S10,采用PCR方法扩增出编码成熟蛋白β-溶血素基因的序列,与pMD18-T载体相连,构建金黄色葡萄球菌β-溶血素克隆质粒(pMD18-T-β),进行测序。测序结果表明:与Genbank中发表的序列相比较,DNA同源性在99.2%以上,编码的蛋白质同源性在100%,说明金黄色葡萄球菌分泌的毒力因子β-溶血素序列高度保守,同源性极高。
将克隆质粒经双酶切后回收目的片段并定向插入到已构建好的pET-32a表达载体中,对重组质粒(pET-32a-β)经37℃、IPTG诱导进行表达,用SDS-PAGE、WesternBlot分析表达产物。结果表明:所表达的融合蛋白的分子量约为57kDa,表达量占菌体总蛋白的30%以上。将表达的融合蛋白进行纯化,纯化产物用于平板试验,结果表明该表达蛋白仍可以使绵羊的红细胞发生溶血,这也就证实了β-溶血素蛋白的表达产物仍然具有生物学活性。
金黄色葡萄球菌β-溶血素蛋白的成功表达,为研制β-溶血素基因工程疫苗奠定了物质基础。