非洲豬瘟P72真核蛋白的結構、表達系統、特性及應用
瀏覽次數:253 發布日期:2025-7-2
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非洲豬瘟病毒(ASFV)P72 蛋白是病毒粒子的主要結構蛋白,屬于衣殼蛋白,在病毒的組裝、免疫原性及診斷中具有核心作用。以下從真核表達的 P72 蛋白(即非洲豬瘟 P72 真核蛋白)的結構、表達系統、特性及應用等方面詳細介紹:
一、P72 蛋白的基礎特性
基因與結構:由 ASFV 的 B646L 基因編碼,含 604 個氨基酸殘基,形成同源三聚體結構,是病毒衣殼的主要組成部分,其抗原性穩定,是 ASFV 最保守的蛋白之一。
天然功能:參與病毒粒子的組裝,維持衣殼結構穩定;同時,作為病毒的主要免疫原性蛋白,可誘導機體產生特異性抗體,是血清學診斷的關鍵靶標。
分子量:單體分子量約為72 kDa(因此得名 P72),三聚體形式約 216 kDa。
二、真核表達系統的選擇(為何選擇真核系統)
P72 蛋白存在復雜的翻譯后修飾(如磷酸化、構象折疊),且其抗原表位依賴天然三維結構,因此真核表達系統是制備具有天然活性 P72 蛋白的首選,常用系統包括:
哺乳動物細胞表達系統(如 CHO 細胞、HEK293 細胞):
優勢:可模擬 ASFV 感染宿主(豬的巨噬細胞)的翻譯后修飾環境,確保 P72 蛋白正確折疊,形成與天然蛋白一致的抗原表位,免疫原性強。
局限性:表達量較低(通常為 μg 級 /mL 培養液),培養成本高,周期長(2-4 周)。
應用:用于制備高特異性診斷試劑(如 ELISA 抗體檢測試劑盒)、亞單位疫苗研發。
昆蟲細胞表達系統(桿狀病毒介導,如 Sf9、Hi5 細胞):
優勢:表達量高于哺乳動物細胞(可達 mg 級 /mL),可進行部分真核修飾,蛋白可溶性好,易于純化。
局限性:修飾方式與哺乳動物細胞存在差異(如糖基化類型),但對 P72 這類非高度糖基化蛋白影響較小。
應用:大規模制備 P72 抗原,用于血清學檢測或抗體制備。
酵母表達系統(如畢赤酵母):
優勢:培養成本低,表達量高(可達數百 mg/L),可分泌表達,簡化純化流程。
局限性:可能存在過度糖基化或構象偏差,需驗證抗原性是否與天然蛋白一致。
應用:適用于低成本、大規模的診斷抗原生產(如膠體金試紙條原料)。
三、真核表達 P72 蛋白的核心優勢
相比原核表達系統(如大腸桿菌),真核表達的 P72 蛋白具有以下關鍵優勢:
正確折疊與構象:P72 的抗原表位(尤其是構象型表位)依賴三維結構,真核系統的折疊機制可確保其形成天然構象,而原核表達易形成包涵體,復性后構象可能異常,導致抗原性下降。
翻譯后修飾:盡管 P72 的修飾較少,但真核系統的磷酸化、二硫鍵形成等過程可增強其穩定性和免疫原性,更適合誘導保護性抗體或作為診斷抗原。
低免疫原性干擾:真核蛋白的背景雜質(如宿主蛋白)免疫原性低,可減少診斷試劑的假陽性。
四、純化與檢測
純化流程:
基于標簽的親和層析:真核表達的 P72 常融合 His 標簽(6×His)或 Fc 標簽,通過 Ni²⁺-NTA 柱或蛋白 A 柱一步純化,純度可達 80% 以上。
精細純化:結合離子交換層析(如 DEAE 柱)和凝膠過濾層析,去除聚合體和殘留雜質,最終純度 > 95%。
活性檢測:
抗原性驗證:通過 Western blot 檢測是否能與 ASFV 陽性血清特異性結合。
免疫反應性:用 ELISA 檢測其與抗 P72 單克隆抗體的結合能力,評估構象正確性。
五、應用領域
診斷試劑研發:作為核心抗原,用于檢測豬血清中的 ASFV 抗體(如 ELISA、免疫層析試紙條),是 ASF 血清學監測的金標準之一。
亞單位疫苗研究:憑借其強免疫原性,真核表達的 P72 蛋白是亞單位疫苗的候選成分,可誘導中和抗體,為 ASF 防控提供新思路。
抗體制備:作為免疫原制備特異性單克隆抗體,用于病毒檢測(如熒光定量 PCR 的探針標記、免疫組化)。
總結
非洲豬瘟 P72 真核蛋白因具有天然構象和抗原性,是 ASF 診斷和防控研究的關鍵材料。其表達系統的選擇需平衡成本、產量與抗原活性,哺乳動物細胞和昆蟲細胞是主流選擇,廣泛應用于高效診斷試劑和疫苗研發,為非洲豬瘟的精準防控提供了重要支撐。