[发明专利]牛分枝杆菌分子伴侣蛋白GroEL1及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种牛分枝杆菌分子伴侣蛋白GroEL1及其编码基因，属于生物和疫苗技术领域。申请人从牛分枝杆菌卡介苗基因组中克隆获得GroEL1基因，将该基因重组至耻垢分枝杆菌中表达，在确定了其高黏附及侵袭能力后，再将该基因在大肠杆菌中表达，最终获得重组蛋白GroEL1。该蛋白能提高机体的IgG、IgA抗体水平以及机体的Th2型细胞免疫水平，具有一定的抗牛分枝杆菌感染能力，在牛分枝杆菌致病机制研究、疫苗和诊断试剂研发中具有应用前景。

技术领域

本发明属于生物和疫苗技术领域，具体涉及一种牛分枝杆菌免疫相关的分子伴侣蛋白GroEL1，该蛋白具有高黏附能力和高侵袭能力，可以提高机体的IgG、IgA抗体水平以及Th2型细胞免疫水平，表明该蛋白能够引发高水平体液免疫和细胞免疫，具有一定的抗牛分枝杆菌感染能力，有作为牛结核病疫苗的潜能。

背景技术

牛结核病是一种慢性消耗性人畜共患病，奶牛结核病被列为我国优先防治的动物病种之一。牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis，M.bovis)是引起牛结核病的主要病原，，同时也能够从牛传染给人及其它动物，给社会带来巨大的经济损失和产业损失。

疫苗是动物疫病防控的最为重要且有效的手段之一。但由于奶牛为乳用动物，考虑到公共卫生因素，各国对牛结核病尤其是奶牛结核病的疫苗免疫格外谨慎。随着部分国家牛结核病防控形势的日趋严峻，越来越多的国家开始选择对牛进行疫苗免疫来预防结核病。卡介苗是在牛结核病免疫时优选的疫苗，但其免疫效果与预期还存在较大的差距。为有效防控牛结核病，疫苗研发越来越受到广泛关注。有效的疫苗靶标是研制高效疫苗的基础，寻找高免疫原性的蛋白是开发高效疫苗的重中之重。

发明内容

本发明目的在于提供一种牛分枝杆菌免疫相关蛋白GroEL1，该蛋白是一类分子伴侣蛋白，具有提高机体免疫水平的能力。

为了实现本发明的目的，申请人所在的华中农业大学农业微生物学国家重点实验室反刍动物病原学分室从牛分枝杆菌卡介苗中扩增到了GroEL1基因并在耻垢分枝杆菌中进行了克隆，经Western Blot分析验证，该蛋白成功表达，细胞模型验证了该重组菌具有非常高的黏附和侵袭能力。进一步将GroEL1连接至原核表达载体中并在大肠杆菌中进行表达纯化，经Western Blot分析验证，证实了该蛋白具有良好的免疫原性。将该纯化的重组蛋白GroEL1与佐剂混合后进行小鼠免疫，发现蛋白能够显著提高小鼠IgG、IgA抗体水平及Th2型细胞免疫反应水平，具有重要的抗牛分枝杆菌感染潜能，是研发新药和疫苗的重要潜在靶点。

本发明所提供的牛分枝杆菌免疫相关的分子伴侣蛋白，名称为GroEL1蛋白，来源于牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)卡介苗，是如下1)或2)的蛋白质：

1)由SEQ ID NO:6所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

2)将SEQ ID NO:6的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且由1)衍生的蛋白质。

SEQ ID NO:6由539个氨基酸残基组成。

上述序列可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述2)中的GroEL1的编码基因可通过将SEQ ID NO:5所示的自5′末端第1-1620位碱基所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变得到。

上述蛋白的编码基因也属于本发明的保护范围。

GroEL1蛋白的编码基因具体可为如下1)-3)中任一项所述的基因：

1)其核苷酸序列是SEQ ID NO:5所示的序列；

2)在严格条件下可与SEQ ID NO:5限定的DNA序列杂交且编码上述GroEL1蛋白的DNA分子；