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日本血吸蟲烯醇化酶基因、其編碼蛋白及應(yīng)用的制作方法

文檔序號:564053閱讀:327來源:國知局

專利名稱::日本血吸蟲烯醇化酶基因、其編碼蛋白及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及生物基因領(lǐng)域,具體地涉及一種日本血吸蟲烯醇化酶基因、其編碼蛋白及應(yīng)用。
背景技術(shù)
:血吸蟲病由血吸蟲的感染引起,在世界上有76個國家,受感染者約1.5億。致病的血吸蟲有3種,g先日本血吸蟲(Schistosomaj即onicum),曼氏血吸蟲(S.mansoni)和埃及血吸蟲(S.haematobium)。在我國流行的是日本血吸蟲。血吸蟲病的流行給人民身體健康和經(jīng)濟發(fā)展都造成巨大的損失,因此,防治血吸蟲病、開發(fā)研制血吸蟲臨床診斷試劑和抗血吸蟲的藥物具有巨大的社會和經(jīng)濟效益。日本血吸蟲作為寄生蟲能在人體和動物體內(nèi)存在很多年而不被宿主的免疫機制殺死,與它的免疫逃避能力有關(guān)。其免疫逃避機制有抗原模擬、抗原偽裝和免疫調(diào)節(jié)。其中免疫調(diào)節(jié)指的是血吸蟲的蛋白能夠調(diào)節(jié)、干擾(主要是抑制)宿主的免疫系統(tǒng),使其不能發(fā)揮正常的免疫攻擊效能,從而有利于血吸蟲的生存。血吸蟲的排泄/分泌抗原(Excretory/Secretoryprotein,ESP)就是一類可以發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的蛋白質(zhì)。這些蛋白來自血吸蟲的表皮和腸道上皮,或者是特化的排泄/分泌器官。血吸蟲各個蟲期都產(chǎn)生這類蛋白。ESP是潛在藥物靶點和疫苗分子,因為抑制這些蛋白可以干擾血吸蟲的免疫逃避機制從而增強宿主的免疫殺滅功能;ESP是潛在的診斷分子,因為這些蛋白游離于宿主的血液中,可以很方便地用現(xiàn)有手段檢測。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是提供一種日本血吸蟲烯醇化酶基因。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是提供一種日本血吸蟲烯醇化酶基因的編碼蛋白。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之三是提供上述種日本血吸蟲烯醇化酶基因及編碼蛋白的應(yīng)用。為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)在本發(fā)明的一方面,提供了一種日本血吸蟲烯醇化酶基因,包括具有SEQIDN0.1SEQIDNO.3所示的核苷酸序列。所述的SEQIDNO.1所示的核苷酸序列編碼具有SEQIDNO.4所示序列的蛋白;所述的SEQIDNO.2所示的核苷酸序列編碼具有SEQIDNO.5所示序列的蛋白;所述的SEQIDN0.3所示的核苷酸序列編碼具有SEQIDN0.6所示序列的蛋白。在本發(fā)明的另一方面,提供了一種日本血吸蟲烯醇化酶,包括具有SEQIDN0.4所示氨基酸序列的蛋白、或由該蛋白發(fā)生一個或多個氨基酸的置換、缺失或插入而形成的具有相同功能的蛋白;具有SEQIDN0.5所示氨基酸序列的蛋白、或由該蛋白發(fā)生一個或多個氨基酸的置換、缺失或插入而形成的具有相同功能的蛋白;具有SEQIDN0.6所示氨基酸序列的蛋白、或由該蛋白發(fā)生一個或多個氨基酸的置換、缺失或插入而形成的具有相同功能的蛋白。日本血吸蟲烯醇化酶是非典型的分泌蛋白,可以由血吸蟲分泌到宿主血液中,發(fā)揮免疫調(diào)控作用,我們用網(wǎng)上軟件SecretomeP2.0(htto:〃麗w.cbs.dtu.dk/services/SecretomeP/)預(yù)測發(fā)現(xiàn),烯醇化酶的NN-score值為0.511,說明日本血吸蟲的烯醇化酶是非典型的分泌蛋白,即該蛋白的分泌不是通過蛋白N端的信號肽(經(jīng)典方式),而是通過其他途徑分泌出細胞。這說明在宿主血清中檢測到血吸蟲烯醇化酶不是偶然的。傳統(tǒng)的看法認為烯醇化酶是細胞內(nèi)的糖酵解酶,而近來的研究表明烯醇化酶是多功能內(nèi)蛋白。該酶除了定位在細胞內(nèi),還存在于細胞的表面,對于血吸蟲來說,這種酶還是表皮蛋白,原核、真核生物的烯醇化酶可以和纖溶酶原(plasminogen)結(jié)合,血吸蟲的烯醇化酶也可以結(jié)合血液中的纖溶酶原。血吸蟲分泌的烯醇化酶可能會剌激纖維蛋白溶解活性,以利于血吸蟲入侵和在宿主體內(nèi)的移動。本發(fā)明利用蛋白質(zhì)組學(xué)手段,我們在國際上首次分析了日本血吸蟲的體外提取的ESP的組成成分。我們發(fā)現(xiàn)日本血吸蟲的烯醇化酶(Enolase)是其ESP的主要成分之一,表明該蛋白可能在血吸蟲的免疫調(diào)節(jié)、免疫逃避方面發(fā)揮重要作用;同時,通過直接分析感染動物(兔子)的血液,發(fā)現(xiàn)該蛋白的確在宿主血液中也存在,這也使它成為很好的診斷標記分子。在本發(fā)明的另一方面,提供了日本血吸蟲烯醇化酶的用途,包括作為免疫原,可應(yīng)用于制備血吸蟲疫苗;作為潛在的藥物作用靶點,應(yīng)用于篩選化學(xué)和其他種類藥物;作為特異性血吸蟲抗原,應(yīng)用于制備抗血吸蟲抗體;日本血吸蟲烯醇化酶還可應(yīng)用于血清學(xué)診斷方面;日本血吸蟲烯醇化酶基因,可應(yīng)用于基因治療方面。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。應(yīng)理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法,通常按照常規(guī)條件,例如Sambrook等人,分子克隆實驗室手冊(NewYork:ColdSpringHarborLaboratoryPress,1989)中所述的條件,或按照制造廠商所建議的條件。實施例1日本血吸蟲排泌蛋白的分離和鑒定實驗1).日本血吸蟲成蟲排泌產(chǎn)物的制備和蛋白提取日本血吸蟲成蟲從感染動物體內(nèi)分離出來后用PBS洗2次,大約800條成蟲用lmlPBS懸浮,10分鐘后低速離心把上清吸出收集,重復(fù)10編,把上清合并。用丙酮沉淀上清中的蛋白,溶解沉淀用50mMTris-HCl(pH8.3),5mMEDTA,ImMphenylmethylsulfonylfluoride(PMSF),0.5%sodiumdodecylsulfate(SDS)and0.5mMDTT,0.5%SDS,超聲促溶。2).日本血吸蟲排泌蛋白的酶解過程排泌蛋白混合物用10mMDTT和55mM的碘乙酰氨處理,稀釋后用胰酶酶解過夜。3).日本血吸蟲排泌蛋白酶解肽段的在線色譜分離和質(zhì)譜鑒定酶解產(chǎn)生的肽混合物,用真空將溶液體積抽減到30。之后,每個組分的肽混合物上樣到一個反相捕獲柱(C18,5iim,300A,300iimi.dX5mm,LCPackings),在20yl/min的流速下脫鹽。然后這個捕獲柱和一個分析的75iimX150mmC18柱(LCPackings)相連接,肽混合物就在200nl/min的流速下,從這個柱子上洗脫進入裝有ProtanaNanoES的電噴霧離子源的QSTARpulseri中。AgilentIIOO毛細液相系統(tǒng)(AgilentTechnologies)用來提供流動相A(O.5%乙酸/水)和流動相B(0.5%乙酸/乙腈),線性梯度是60分鐘內(nèi)5XB到50XB,30分鐘內(nèi)50%B到90%B,然后是在90%B停留15分鐘。在分析柱后通過一個不銹鋼的兩通(ValcoInstrument)連接一個10-ym直徑的PicoTip納噴霧頭(NewObjective),加上2500-3000伏的噴霧電壓,以獲得穩(wěn)定的噴霧。MS/MS串聯(lián)質(zhì)譜譜圖通過信息依賴的采集(IDA)和任務(wù)-循環(huán)增強來記錄。在每個測定掃描中,選取3-6個信號最強、帶2到3個電荷的離子,用滾動碰撞能量打碎,以獲得串聯(lián)質(zhì)譜的信息。4).日本血吸蟲排泌蛋白的軟件搜索鑒定質(zhì)譜搜索用的數(shù)據(jù)庫,包括從11717個從公共數(shù)據(jù)庫NCBI下載的日本血吸蟲蛋白質(zhì)序列(時間是2008年10月16日)。搜索軟件是MASCOT(http:〃www.matrixscience.com/,MatrixScience)。搜索參數(shù)為最大漏切點,3個;monoisotopic;肽電荷數(shù),+1/+2/+3;修飾,半胱氨酸carbamoylmethylation禾Pmethionine氧化。搜索結(jié)果合并后,用下列標準進行過濾篩選1.對每一個串聯(lián)質(zhì)譜譜圖的搜索結(jié)果列表,只提取排位在第一個的結(jié)果,其他的則丟棄;2.搜索得到的肽段中如果有KR,KK,RK,RR等序列,則這個肽段丟棄;3.搜索得到的肽段,長度在8個氨基酸以上的保留,小于8個氨基酸的丟棄;4.重復(fù)打到的肽段,只計算其中分值最高的,把這些肽段分值加起來,做為蛋白的得分;5.蛋白的得分超過60,就認為是可信的結(jié)果。低分的蛋白,手工檢查后保留或者丟棄。匹配到宿主或者牛胰酶、角蛋白的肽段,則丟棄。同時進行反向蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫的搜索。反向蛋白庫是將日本血吸蟲蛋白質(zhì)序列反轉(zhuǎn),保持長度、組成不變。根據(jù)正向庫和反向庫搜索得到的結(jié)果,確定假陽性率。計算方法假陽性=2*(反向庫肽段數(shù))/(正向庫肽段數(shù)+反向庫肽段數(shù))。假陽性控制在0%。5).日本血吸蟲體外排泌蛋白的蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定結(jié)果共鑒定出110個血吸蟲蛋白。其中烯醇化酶是豐度比較高的蛋白之一,SC總數(shù)是32,肽段得分總和為1750,共鑒定到該蛋白的8種肽段(表l)。這說明,烯醇化酶是日本血吸蟲成蟲排泌產(chǎn)物中的主要的蛋白成分之一。成蟲在宿主(如人)體內(nèi),其排泌產(chǎn)物必然釋放到宿主的血液循環(huán)體系中,因此,檢測血吸蟲排泌產(chǎn)物的存在,就可以檢測血吸蟲感染。而排泌產(chǎn)物中豐度高的蛋白,最容易被檢出,因此,烯醇化酶是合適的臨床診斷分子,可以利用現(xiàn)有的普及的方法如ELISA來很方便地檢測患者血樣中的血吸蟲特征蛋白。表l.日本血吸蟲烯醇化酶的在體外排泌蛋白組中的質(zhì)譜鑒定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2從感染動物血清中直接分析日本血吸蟲的排泌蛋白1.日本血吸蟲尾蚴感染兔子,收集感染后第42天的動物血清。血清蛋白酶解后用液相色譜-質(zhì)譜分析蛋白質(zhì)組成。質(zhì)譜數(shù)據(jù)搜索日本血吸蟲的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫,按照上述標準篩選肽段。得到的肽段用Blast搜索兔子的基因/蛋白數(shù)據(jù)庫(包括mRNA,EST,基因組測序數(shù)據(jù)等),去掉任何匹配的肽段,保證保留下來的肽段都是血吸蟲特有的。然后利用肽段,搜索得到相應(yīng)的血吸蟲蛋白序列。2.蛋白豐度定量分析計算每個蛋白鑒定得到的質(zhì)譜圖總數(shù)(Spectracount,SC),以此代表豐度高低。3.日本血吸蟲烯醇化酶在感染動物血清中的鑒定結(jié)果在國際上首次從被感染的動物血清中直接鑒定日本血吸蟲的排泌蛋白。鑒定到烯醇化酶的2種肽段(表2),證明了日本血吸蟲的烯醇化酶的確存在于宿主動物的血清中,可以被檢測到,因而可以成為血吸蟲臨床診斷的靶標分子。表2、日本血吸蟲烯醇化酶在感染動物血清中的鑒定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>序列表〈110〉上海人類基因組研究中心〈120〉日本血吸蟲烯醇化酶基因、其編碼蛋白及應(yīng)用〈130>NP-08-12787〈160>6〈170>PatentInversion3.3〈210>1〈211>2044〈212>RNA〈213〉日本血吸蟲(Schistosomajaponicum)〈400〉1名稱:Gi(NCBI);N加e所有匹配肽段得分總和SummedMirsesc,refallmatched,efitides與譜圖總數(shù)Spectracmtnt肽段肽段數(shù)'Peptideccorrence:5675261556752615EnotaseEoolaseEnohseEoolaseEoolaseEnolase;1750J6麗^1750.36i1750175036iAA^SG^TGVHEALELRVDLK4((jVlta^vnnhapallk■.「l—atgacattttactccacatcggttcagcataattcgtetgaattcccgttgateggctea60cgaattetettctcgatggctcatcttcgagttggtgcagatttcattgcatcttecagg120tctcgtttteatc卿tgggtgatctgcgaaactgttttctttcaacact180agctettecaatc皿gtcggcacgattggctccctcategtcctgcattg240gttgaagctcttcgtcgactcccacgtgatg雄tgg郷ctegggattttcgaatcgct300cgagcttcactgctttetgcattttgccaa3gg3gC皿tggac皿c皿te360ttccttetttggatccatetatteatgttgttgte皿ggaacatcatgac420gggac皿ttttgtcagccctgteateteteaacatttgtt■ttcttttegtacttegcteatette皿ggccttgttctcattetcttett540ttttggtgtegcteactetccttgtttctcgc皿ttetegcgattcacgc600ccgtcaaatcttcgacagccgaggg皿tccgttgatctea660aggtttgttccgcgcagccgttccaagtggggcttcaacaggtgttcatgaggctcttga720attecgtgataggcttetetgtgc腿ggggttttgacagcagttegtea780atcatcgctccagctctectattcctgteaccaatcaatc840gg郷ttgaccaatttetgatcgaactcgaatctcggagc■g皿tgctetetteggcgtetctttggctgtatgc皿ggcgggtgcagctg960acctctctetaggtetettgca皿gttegctggccateagtgccggttcc1020tgcattteatgtcatteatgtgctggcaac皿gctegcga1080tetgattttecctectggggctegctcattC3Ctg3ggC3gttctgaggt1140gteccacaattte皿ggctgttettegacgtgagtttggattegatgcatgt雄gttgg1200tgacg郷gtggttttgcaccgaatetccaggateatetgaaaggtcttcagcttcttga1260agaggctetegatetectgg皿皿gtegagattggtetggattgcgcggc1320ttctgaatetteteag皿gggg皿gtetgatttggatttcaagaatcctcaatctgccga1380atctcattggcttegtcctgteatgtttecttcag皿gte1440cccaategtgacccgtttgatc皿gatgattgggatgcgtggccteaatt1500gactgcatcaacteacattcagattgtcggcgacgactte3C3gtcacc3atccg皿3cg1560gccatcaaagtaaaagcttgcaattgcctt1620aggttc朋teaccgagtctettg皿gcttgc皿皿tggc3c皿朋3gcaggctggggtgt1680tetggtttcaratcgatc3ggtga皿cgg3agat朋tttcatcgctgatcttgtcgttgg1740tctttgtactgg3C3g3tC3朋3C3ggtgC3CCttgtCg3tttg皿cgtcttgcg皿gte1800c朋cc皿ctcttgcgtettg朋gagg皿tt3ggatc皿c3gca朋gtetgccgg皿皿c31860cttccgccatcctcaaatttg皿c3朋teateatetteacatttc皿tgtcttttgaagg1920actgcattgatttegtttettgtcttatcatgtegactgt1980tttgaattgttcccacatttatett朋tegagcgtcg皿gttetcagttt20402044〈210>2〈211>1482〈212>RNA〈213〉日本血吸蟲(Schistosomajaponicum)7〈400>2tcttgtgatttgttgcatgcteactetccttgtttctctt皿ttetegcg60attcacgcccgtcaaatcttCg3C3gCCg3ggg皿tccca120gtttgttccgcgcagccgttc咖gtggggcttcaacaggtgttcatgag180gctcttgaattecgtgatecgcttetetgtgc腿ggggttttgacagca240gttegteatgcatcgctccagctctgctgatcctgteacc300atttetgatcg皿ctcgatg360ctcggagcgaatgctetettaggcgtetctttggctgtetg咖ggcgggtgcagctg皿420tteaatttecctctcteteggtetettgca皿gttegctggccateagg3tgtcateatg■ccggttcctgcattteatgtcatteatggtctggc皿c皿gctegcgatg540caggagtttetgattttecctectggggctagctcattcactgaggc皿tgc腿tgggt600tctgaggtgtaccacaattta皿ggctgttatte皿cgtgagtttggatt660雄gttggtgacg郷gtggttttgcaccg皿tetccaggateatetg皿aggtcttcag720cttcttgaagaggctete皿皿ttgctggatetectgg皿皿gtegagattggtetggat780tgcgcggcttctgaatettete卿郷ggtggatttcaagaatcctcaa840tctgccgaatctcattggcttegtcctgatga皿tggcteatgtttecaagg皿atgatt■cag皿gteccc皿tegtgagccgtttgatc^gatgattgggatgcgtgg960ccteaattgactgcgtcaacteacattcagattgtcggcgacgactteacagtcaccaat1020CCg皿3CgC3ttg皿皿ggcattgccttct1080皿ccagateggttcaateaccgagtctettg皿gcttgca1140tggggtgttetggtttcacatcgatcaggtg皿3Cgg皿gcgctgatctt1200gtcgttggtctttgtectgg3C3ggtgC3Ccttgtcgatctgaacgtctt1260gcg皿gtecaaccaactcttgcgtettg皿a皿gtetgcc1320tccgccatccttcaatgtct1380tttg皿ggactgcattgatttagtttattgtcttetcatgtegactgtte1440atteaatgtctgaattgttc皿1482〈210〉3〈211〉1345〈212〉RNA〈213〉日本血吸蟲(Schistosomajaponicum)〈400〉3tttectcttgtgatttgttggc皿ttetegcgattcacgcccgtcaaatc60ttcgacagccgaggg皿tccgttgatcteaaggtttgttc120cgcgcagccgttccaagtggggcttcaacaggtgttcatgaggctcttgaattecgtgat180aggcttetetgtgc腿ggggttttgacagcagttegtea240atcatcgctcctgctctgctattcctgteaccaatcaatcgg郷ttgac300caatttetgatcgaactcgaatctcggagcg皿tgctete360tteggcgtetctttggctgtatgc皿ggcgggtgcagctgacctctctet420aggtetettgca皿gttegctggccateagtgccggttcctgcattteat■gtcattaatggtggcagtcatgctggcaac朋gctegcgatgcaggagtttetgatttte540cctectggggctegctcattC3Ctg3ggC33tgC3朋tgggttctgaggtgteccacaat600tte朋ggctgttetcaaacgtgagtttggattegatgcatgt雄gttggtgacgagggt660ggttttgcaccgaatetccaggateatetgaaaggtcttcaacttcttgaagaggctete720朋朋ttgctggatetectgg皿皿gtegagattggtetggattgcgcggcttctgaatet780teteag朋gggg朋gtetg3tttggatttcaagaatcctcaatctgccgaatctcattgg840cttegtcctg3tg3朋tggCteatgtttec朋gga朋tg3ttcag朋gtecccaategtg■ElgCElttgElggacccgtttgatc皿gatgattgggatgcgtggccteaattgactgcgtca960acteacattc卿ttgtcggcgacgactteacagtcacca3tCCg朋3Cgcattg朋朋g1020gccatc朋3gtea朋gcttgcaattgccttcttttgaaagte朋ccagataggttc朋te1080accgagtctettgaagcttgc^^tggcagctggggtgttetggtttca1140catcgatcaggtg朋3Cgg3agateatttcatcgctgatcttgtcgttggtctttgtect1200gg3C3gatC33朋C3ggtgCaccttgtcgatttgaacgtcttgcg朋gtec朋cc朋ctc1260ttgcgtettg朋gagg朋ttgca朋gtetgccgg朋朋cacttccgccat1320cctcaaattt1345〈210>4〈211>434〈212>PRT〈213>日本血吸蟲(Schistosomajaponicum)〈400>4MAIIAIHARQIFDSRGNPTVEVDLKTAKGLFRMVPSGASTGVHEALELRDTNSKAYMCK60GVLTAVS雨NNIIAPALLKKQIPVTNQSEVDQFMIELDGKENKGNLGANAILGVSLAVCK120AGMELNLPLYRYIAKLAGHKDVIMPVPAF雨頂GGSHAGNKLAMQEFMILPTGASSFTE180AMQMGSEVYHNLKAVIRREFGLDAC雨GDEGGFAPNIQDNMKGLQLLEEAIKIAGYTGKV240EIGMDCMSEYYKKGKYDLDFKNPQSAESHWLSPDEMA雨YKEMIQKYPIVSIEDPFDQD300DWDAWPKLTASTNIQIVGDDLTVTNPKRIEKAIKVKACNCLLLKVNQIGSITESIEACKM360AQKAGWG麗SHRSGETEDNFIADLVVGLCTGQIKTGAPCRFERLAKYNQLLRIEEELGS420TAKYAGKHFRHPQI434〈210>5〈211>434〈212>PRT〈213>日本血吸蟲(Schistosomajaponicum)〈400>5MAIIAIHARQIFDSRGNPTVEVDLKTAKGLFRMVPSGASTGVHEALELRDTNSKAYMCK60GVLTAVS雨NNIIAPALLKKQIPVTNQSEVDQFMIELDGKENKGNLGANAILGVSLAVCK120AGMELNLPLYRYIAKLAGHKDVIMPVPAF雨頂GGSHAGNKLAMQEFMILPTGASSFTE180AMQMGSEVYHNLKAVIKREFGLDAC雨GDEGGFAPNIQDNMKGLQLLEEAIKIAGYTGKV240EIGMDCMSEYYKKGKYDLDFKNPQSAESHWLSPDEMA雨YKEMIQKYPIVSIEDPFDQD300DWDAWPKLTASTNIQIVGDDLTVTNPKRIEKAIKVKACNCLLLKVNQIGSITESIEACKM360AQKAGWG麗SHRSGETEDNFIADLVVGLCTGQIKTGAP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