CN108864296A - 一种重组羊长效干扰素及制备此长效干扰素的融合蛋白及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重组羊长效干扰素及制备此长效干扰素的融合蛋白及其制备方法，所述融合蛋白由羊白细胞介素2与羊干扰素τ经柔性linker连接而形成，融合蛋白与冻干保护剂混配后冷冻干燥即可得到重组羊长效干扰素。所述重组羊长效干扰素可显著提高羊干扰素的半衰期，较普通羊干扰素的半衰期提高8倍以上，并具有广谱抗病毒作用并能提高羊自身的免疫应答。

Description

一种重组羊长效干扰素及制备此长效干扰素的融合蛋白及其 制备方法

技术领域

本发明属于生物基因工程技术领域，具体涉及一种重组羊长效干扰素及制备此长效干扰素的融合蛋白 及其制备方法。

背景技术

由病毒引起的动物传染性疾病严重制约了各个国家和地区养殖业的健康发展，中国是世界上羊存栏 量、出栏量、羊肉产量最多的国家，肉羊产业也是我国畜牧业的重要支柱产业之一。随着羊养殖业的持续 发展，不可避免的要面对病毒引起的疾病的问题，畜类疾病不仅给羊养殖者造成巨大的经济损失，更为严 重的是，一些***共患传染性疾病还给人类健康带来潜在威胁。

目前羊类传染性疾病的防治主要采用疫苗免疫和药物治疗，由于疫苗免疫的血清型单一，而病毒的血 清型复杂，毒株变异快，常导致疫苗免疫失败。一些病毒病目前尚无疫苗可用，有些病毒也可能直接危害 到人类的健康。

常用的药物治疗主要采用抗生素进行治疗，但是近年来由于抗生素的广泛和大量使用，导致耐药性菌 株大量产生，并通过食物链传染给人，给人类健康带来更大的威胁。现在一些国家己明令禁止一些抗生素 和抗菌剂在养殖业中的应用。因此，使用干扰素来积极治疗和预防家畜、家禽的病毒性疾病将是人类最为 关注的问题。

IFN是一类病毒感染诱导机体产生具有广谱抗病毒、抗肿瘤和具有免疫调节作用的蛋白质，1957年 Issacs和Lindeman首先发现，它是一类多功能的细胞因子，与细胞受体结合后，可诱导机体产生多种特异 性蛋白质和酶类，主要通过抑制病毒基因转录和降解病毒RNA来抑制病毒的生长繁殖以及发挥抗肿瘤等 的活性。按照IFN的产生细胞、生化特征及在机体免疫方面所发挥作用的不同，分为α、β、γ三类。现已 知，α型IFN在体内可有选择性地作用于病毒等感染细胞，通过抑制受染细胞内的病毒蛋白质的生物合成， 发挥广谱和高效抗病毒作用。

干扰素τ(interferon tau，IFN-τ)最初被称为滋养层蛋白，由滋养层分泌的一类新型的I型IFN，是反 刍动物母体妊娠识别的孕体信号，在黄体维持和妊娠建立过程中发挥重要的生物学功能。干扰素-τ具有Ⅰ 型干扰素的共同特性:具有抗病毒、抗细胞增生、免疫调节等功能。IFN-τ在生物学功能方面有自身特点， 它仅在胚胎滋养层细胞中表达，无需病毒诱导，而且比IFN-α/β更少的细胞毒性。基于其特有的生物学活 性及低细胞毒性，为许多疾病的治疗带来新的希望。

IL-2即白细胞介素-2，又名T细胞生长因子。主要由活化的T淋巴细胞产生的具有广泛生物活性的细 胞因子，既可以促进淋巴细胞增殖，增强免疫功能，又能限制T细胞反应而增强机体的免疫耐受，故可用 于***、感染性疾病和自身免疫性疾病。在医学领域上商品化的重组人IL-2已经用于肿瘤、艾滋病、 乙型肝炎等疾病的治疗。在兽医中，由于IL-2能提高疫苗的免疫应答和减少疾病的发生，也出现广阔的应 用前景。

天然干扰素及人工重组干扰素目前普遍存在半衰期短的局限，半衰期一般为2-4个小时。半衰期短给 治疗带来了极大的不便，治疗次数的增加，相应的时间成本及经济成本随之增加，而机体的耐受极限也有 可能被突破导致不良反应的产生。半衰期短的主要原因有两个：干扰素的分子量过小在体内代谢过快，干 扰素尤其是重组干扰素亲和力较差被免疫***清除。而市面上常见的长效干扰素以聚乙二醇融合干扰素为 代表，仅在分子量的层面上部分解决了干扰素分子量小而导致半衰期短的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种重组羊长效干扰素及制备此长效干扰素的融合蛋白及其制 备方法，所述重组羊长效干扰素可显著提高羊干扰素的半衰期，较普通羊干扰素的半衰期提高8倍以上， 并具有广谱抗病毒作用并能提高羊自身的免疫应答。

本发明采取的技术方案为：

一种由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白，所述融合蛋白的氨基酸序列表如SEQUENCE LISTING 400〈1〉所示。

本发明还提供了编码上述融合蛋白的基因，所述基因的核苷酸序列表如SEQUENCELISTING 400 〈2〉所示，记为基因组1；或如SEQUENCE LISTING 400〈3〉所示，记为基因组2。

所述基因组1和所述基因组2均可编码所述融合蛋白。基因组2是对基因组1的核苷酸序列进行优 化之后的结果，通常密码子适应指数CAI＝1.0时被认为该基因在该表达***中为最优的高效表达状态，CAI 值越低表明在宿主中表达水平越低。基因中GC含量最理想分布范围为30～70％，在任何区域内超过该范 围均会影响翻译和转录效率。利用软件检测发现羊IL-2和IFN-τ原始基因的密码子在大肠杆菌中密码子适 应指数(CAI)分别为0.27、0.27，GC百分比为54％、54.4％；而通过对羊IL-2和IFN-τ基因优化后得到 重组基因基因组2在大肠杆菌中密码子适应指数(CAI)为1.0、1.0，GC百分比53.0％、53.1％。通过基因优化显著降低了低密码子的使用率，避免了稀有密码子对蛋白表达的影响，改善了基因的GC含量，提 高了转录翻译效率。

本发明还提供了含有基因组1或基因组2的表达载体。

进一步地，所述表达载体为含有基因组1或基因组2的pET-32a大肠杆菌表达载体。

本发明还提供了含有基因组1或基因组2的基因工程菌。

进一步地，所述基因工程菌为pET-32a/rIL2-IFNτ。

含有基因组1或基因组2的宿主细胞也属于本发明的保护范围，进一步地，所述宿主细胞为大肠杆 菌宿主细胞，更进一步地，所述大肠杆菌宿主细胞为BL21(DE3)感受态细胞或带有pGro7质粒的BL21(DE3) 感受态细胞。

本发明还提供了一种重组羊长效干扰素，所述重组羊长效干扰素由所述的融合蛋白与冻干保护剂混 配之后，经冷冻干燥而成。

所述冻干保护剂为甘油、甘露醇和蔗糖，用10mmol/L PBS为缓冲液，三者的终浓度为甘油100mL/L、 甘露醇0.12g/mL和蔗糖0.025g/mL。

本发明还公开了所述融合蛋白的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将含有基因组1或基因组 2的表达载体导入到大肠杆菌宿主细胞中，获得基因工程菌，基因工程菌经IPTG诱导表达后得到所述融 合蛋白的粗品，经纯化后即可得到融合蛋白。

所述表达载体为含有基因组1或基因组2的pET-32a大肠杆菌表达载体；

所述基因工程菌为pET-32a/rIL2-IFNτ，其制备方法为：

(1)设计引物，通过反转录得到或者人工合成连接有柔性linker序列的羊白细胞介素2和羊干扰 素-τ的目的基因；通过柔性linker将羊白细胞介素2和羊干扰素τ的目的基因连接起来，目 的基因的核苷酸序列表如SEQUENCE LISTING 400〈2〉所示或如SEQUENCELISTING 400 〈3〉所示；

(2)将连接后的目的基因连接到pET-32a质粒上获得表达载体；

(3)将表达载体导入到大肠杆菌宿主细胞中，即可得到基因工程菌pET-32a/rIL2-IFNτ。

所述大肠杆菌宿主细胞为BL21(DE3)感受态细胞或带有pGro7质粒的BL21(DE3)感受态细胞。

所述纯化的方法为：融合蛋白的粗品先后经亲和层析、阴离子交换层析和分子筛层析纯化。

所述带有pGro7质粒的BL21(DE3)感受态细胞购自上海近岸科技有限公司/欣百诺生物，货号为V205。

所述基因组1的获取方法为：

a.引物设计

羊白细胞介素2(IL-2)的引物序列为：

上游IL-2-F1：CCGGAATTCATGTACAAGATACAACCC，带有EcoRI酶切位点；

下游IL-2-R1： ACCACCACCAGAACCACCACCACCAGTCATTGTTGAGTAGAT，带有柔性linker；

羊干扰素-τ(IFN-τ)的引物序列为：

上游IFN-τ-F1： GGTGGTTCTGGTGGTGGTGGTTCTATGGCCTTCGTGC，带有柔性linker；

下游IFN-τ-R1：CCCTCGAGTCAACCTGAGATC，带有XhoI酶切位点；

b.从羊肝脏组织中的外周血淋巴细胞中提取RNA，通过反转录获得IL-2和IFN-τ的目的基因，两者 的基因序列分别如SEQUENCE LISTING 400〈4〉和SEQUENCE LISTING 400〈5〉所示；

分别以IL-2和IFN-τ的目的基因为模板，并分别利用IL-2和IFN-τ的上下游引物进行PCR扩增，， 分别得到连接有柔性linker的IL-2和IFN-τ的目的基因。

PCR反应体系及条件为：在25μL的总反应体系中，模板RNA 1.5μL，上下游引物各0.5μL，反转录 酶2.5μL，dNTP Mix为10μL，加RNase Free水至25μL；所述RT-PCR反应的反应条件为：50℃反转录 30min，95℃预变性4min，进入循环；95℃变性45s，58℃退火45s，72℃延伸1kb/min，循环35次， 最后72℃延伸10min。

c.利用柔性linker将IL-2基因与IFN-τ基因连接起来

连接的PCR反应体系及反应条件为：在25μL的总反应体系中，连接有柔性linker的IL-2模板DNA 1μL， 连接有柔性linker的IFN-τ模板DNA 1μL，IL-2上游引物0.5μL，IFN-τ下游引物0.5μL，Taq DNA聚合酶 2.5μL，dNTP Mix为9μL，加RNase Free水至25μL；连接PCR反应条件为：95℃预变性4min，进入循 环：94℃变性45s；58℃退火45s，72℃延伸1kb/min，共35个循环；最后72℃延伸10min。

基因组2是对基因组1进行优化之后，人工合成的基因，所述基因组2的获取方法为：

a.引物设计

羊白细胞介素2(IL-2)的引物序列为：

上游IL-2-F2：CGGGATCCATGTACAAAATCCAGCC，带有BamHI酶切位点；

下游IL-2-R2： ACCACCACCAGAACCACCACCACCGGTCATGGTAGAGTAGA，带有柔性linker；

羊干扰素-τ(IFN-τ)的引物序列为：

上游IFN-τ-F2： GGTGGTTCTGGTGGTGGTGGTTCTATGGCTTTCGTTCTG，带有柔性linker；

下游IFN-τ-R2：CCCTCGAGTTACGGAGAGTTC，带有XhoI酶切位点；

b.所述IL-2和IFN-τ的目的基因，两者的基因序列分别如SEQUENCE LISTING 400〈6〉和SEQUENCE LISTING 400〈7〉所示；

分别以IL-2和IFN-τ的目的基因为模板，并分别利用IL-2和IFN-τ的上下游引物进行PCR扩增，分 别得到连接有柔性linker的优化后的IL-2和IFN-τ的目的基因。

PCR反应体系及条件为：在25μL的总反应体系中，基因组DNA 1.0μL，上下游引物各0.5μL，Taq DNA 聚合酶2.5μL，dNTP Mix为10μL，加RNase Free水至25μL；所述RT-PCR反应的反应条件为：95℃预 变性4min，进入循环；95℃变性45s，60℃退火45s，72℃延伸1kb/min，循环35次，最后72℃延伸10 min。

c.利用柔性linker将IL-2基因与IFN-τ基因连接起来

连接的PCR反应体系及反应条件为：在25μL的总反应体系中，连接有柔性linker的IL-2模板DNA 1μL， 连接有柔性linker的IFN-τ模板DNA 1μL，IL-2上游引物0.5μL，IFN-τ下游引物0.5μL，Taq DNA聚合酶 2.5μL，dNTP Mix为9μL，加RNase Free水至25μL；连接PCR反应条件为：95℃预变性4min，进入循 环：94℃变性45s；60℃退火45s，72℃延伸1kb/min，共35个循环；最后72℃延伸10min。

本发明还提供了所述重组羊长效干扰素的应用，其半衰期长达33小时以上，具有广谱抗病毒作用并 能提高羊自身的免疫应答。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.通过柔性linker将羊IL-2和羊干扰素τ基因实现融合，提高了干扰素半衰期，与普通干扰素相比， 提高了8倍以上；与普通聚乙二醇融合干扰素相比，显著降低了成本。

2.通过对羊IL-2和羊干扰素-τ基因进行优化，提高了羊IL-2和羊干扰素τ融合蛋白的表达量。

3.以重组大肠杆菌BL21/pET-32a-IL2-IFNτ作为表达菌株，通过引入分子伴侣pGro7质粒，在蛋白表 达时不产生包涵体，形成可溶性蛋白，避免了包涵体变性和复性的过程，大大缩短了融合蛋白表达的时间；

4.本发明公开的由羊IL-2和羊干扰素τ组成的融合蛋白不仅具有干扰素τ的广谱抗病毒作用，同时显 著提高了羊自身的免疫应答。

附图说明

图1为实施例1中的羊白细胞介素2基因与羊干扰素τ基因RT-PCR扩增的结果；泳道M：DNA Marker DL2000；泳道1：羊白介素2基因RT-PCR扩增产物；泳道2：羊干扰素τ基因RT-PCR扩增产物；

图2为实施例1中的羊IL-2和羊IFNτ的目的基因连接之后的PCR扩增的结果；泳道M：DNA Marker DL2000；泳道1：羊干扰素τ基因与羊白介素2基因连接扩增产物；

图3为实施例1中的阳性克隆质粒的PCR扩增及双酶切鉴定结果；泳道M：DNAMarker DL10000； 泳道1：重组质粒双酶切结果；泳道2：质粒PCR结果；

图4为实施例1中的重组蛋白的SDS-PAGE电泳检查结果；泳道M：蛋白Marker；泳道1：重组菌诱 导后的菌体破碎后沉淀；泳道2：重组菌诱导后的菌体破碎后上清；泳道3：空菌对照。

图5为实施例1得到的融合蛋白的Western Blot鉴定结果；泳道M：蛋白Marker；泳道1：重组菌诱 导破碎后沉淀；泳道2：为重组菌诱导破碎后上清；

图6为实施例5中由实施例1中的融合蛋白制得的重组羊长效干扰素τ对VSV致细胞病变的抑制作 用；1为VSV病毒对照孔；2为HEp-2细胞对照孔；A3-12为梯度稀释(从右向左)的人干扰素标准品处理 孔；B3-12为梯度稀释(从右向左)的重组长效羊干扰素-τ处理孔；

图7为实施例8中由实施例1中的融合蛋白制得的重组羊长效干扰素τ肌肉注射血药浓度-时间变化曲 线。

具体实施方式

实施例1

一种由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白，其制备方法如下：

1.羊白细胞介素2(IL-2)与羊干扰素-τ(IFN-τ)目的基因的获取与扩增

引物设计：

根据Genebank中已报道的目的基因序列设计合成引物见表1，在羊白介素2的上游引物和下游引物 中分别引入EcoRI酶切位点和Linker序列，在羊干扰素τ的上游引物和下游引物中分别引入Linker序列和 XhoI酶切位点。

表1 PCR扩增引物

RT-PCR获取目的基因：

从羊肝脏组织中的外周血淋巴细胞中提取RNA，通过反转录获得IL-2和IFN-τ的目的基因，两者的 基因序列分别如SEQUENCE LISTING 400〈4〉和SEQUENCE LISTING 400〈5〉所示；

RT-PCR反应体系(25μL)见表2

表2 RT-PCR反应体系

RNase Free水	10μL
		dNTP Mix	10μL
反转录酶	2.5μL
		上、下游引物	各0.5μL
基因组RNA	1.5μL

反应参数为：50℃反转录30min，95℃预变性4min，进入循环：95℃变性45s；58℃退火45s，72℃ 延伸1kb/min，共35个循环；最后72℃延伸10min。

RT-PCR扩增产物经琼脂糖凝胶电泳在465bp和588bp左右出现特异条带，其结果如图1所示，说明 分别得到了连接有柔性linker的羊IL-2和IFN-τ的目的基因。

2.目的基因的连接

将目的基因均稀释到10ug/mL，利用重叠PCR连接两段目的基因，25μL反应体系如表3所示：

表3 PCR反应体系

反应参数为：95℃预变性4min，进入循环：94℃变性45s；58℃退火45s，72℃延伸1kb/min，共 35个循环；最后72℃延伸10min。

PCR扩增产物经琼脂糖凝胶电泳在1077bp左右出现特异条带，其结果如图2所示，图2中出现了羊 白介素2扩增产物和羊干扰素τ扩增产物的条带，这是因为在羊白介素2基因和羊干扰素τ基因连接的过 程中，出现了非特异反应。得到的目的基因的核苷酸序列如SEQUENCE LISTING 400〈2〉所示。

3.表达载体构建

选择连接后的目的基因经测序后无误的PCR的胶回收产物与pET-32a质粒均使用EcoRI和XhoI限 制性内切酶进行双酶切和回收，按表4中的20μL体系做双酶切：

表4双酶切体系

通用buffer	2μL
		限制性内切酶(一对)	1μL+1μL
载体或回收片段	2μL
		RNase Free水	14μL

将连接后的目的基因与pET-32a质粒的酶切回收产物按表5中的体系进行连接，4℃过夜连接：

表5

目的片段DNA	10μL
		表达载体	3μL
buffer	2μL
		连接酶	1μL
RNase Free水	4μL

转化连接产物至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中，将感受态涂布于含氨苄青霉素的LB培养基平 板培养过夜；取LB平板上生长的菌落经PCR鉴定目的基因，阳性克隆菌质粒经EcoRI和XhoI双酶切鉴 定，鉴定为阳性者表示表达载体构建成功，得到了工程菌pET-32a/rIL2-IFNτ，PCR扩增和双酶切产物经琼 脂糖凝胶电泳在1077bp处出现单一条带，其结果如图3所示。

4.重组蛋白的表达

挑取工程菌pET-32a/rIL2-IFNτ于含氨苄青霉素100μg/ml的LB培养基中37℃摇菌1h复苏工程菌活性， 在LB培养基(含氨苄青霉素100μg/ml)中放大培养4h后，测OD值达到1.0时即可；加入IPTG，32℃ 诱导表达(终浓度100μg/ml)5h；收集细菌，经SDS-PAGE电泳检测，其结果如图4所示，从图中可以看 出，重组菌诱导5h后的菌体破碎后上清和沉淀在56.8KD处可见优势表达条带，说明在沉淀和上清中均 成功表达了融合蛋白。

加入质量体积比1:1的PBS重悬沉淀；-20℃于室温反复冻融沉淀3次；4℃超声裂解细菌沉淀，工作 10s，间隔3S，超声6min，整个过程重复3～4次；4℃，12000r/min离心15min，分别取上清、包涵体 (包涵体经溶解、变复性)，得到粗制融合蛋白。

5.融合蛋白纯化

5.1 His亲和层析

粗制融合蛋白用0.22μm孔径的滤膜过滤后，上样通过连接在AKTA explorer 100蛋白纯化***上， 用Binding BufferⅠ(PBS)平衡好的His亲和层析柱，用PBS缓冲液洗去未结合的蛋白，直到A280nm 稳定，再用Elution bufferⅠ(50mM三羟甲基氨基甲烷，20～500mM咪唑，PH8.0)洗脱，收集rIL2-IFNτ 蛋白峰。

5.2 DEAE阴离子交换层析

将经过His亲和层析纯化后收集的蛋白置换到Binding BufferⅡ(50mM三羟甲基氨基甲烷，PH6.5) 中后，上样通过用Binding BufferⅡ平衡好的DEAE阴离子交换层析柱，再用Binding BufferⅡ过柱至 A280nm值稳定后，用Elution BufferⅡ(50mM三羟甲基氨基甲烷，1M NaCl，PH6.5)线性梯度洗脱，收 集rIL2-IFNτ蛋白峰。

5.3分子筛层析

将离子交换层析收集到的样品浓缩后上样通过用Binding BufferⅢ(50mMNa2HPO4，0.15M NaCl， PH7.4)平衡好Superdex 200分子筛层析柱，用BindingBufferⅢ洗脱，收集rIL2-IFNτ蛋白峰。

5.4样品鉴定

测定rIL2-IFNτ效价及比活性，比活性≥1.0×10⁶U/mg蛋白为合格；无菌分装，-80℃保存。即可得到 由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白，其氨基酸序列如SEQUENCE LISTING 400〈1〉所示。

实施例2

一种由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白，其他同实施例1，只是将其中的大肠杆菌 BL21(DE3)感受态细胞替换为了带有pGro7质粒的BL21(DE3)感受态细胞。其融合蛋白的SDS-PAGE电泳 结果同实施例1对照，上清液中53KD左右处优势表达条带较粗，说明引入分子伴侣pGro7后，目的蛋白 在上清液中的表达更好，得到的融合蛋白量更高。大肠杆菌表达的蛋白大部分存在于包涵体中；通过在表 达菌株中引入分子伴侣，协同表达蛋白正确折叠，达到蛋白可溶性表达。

所述带有pGro7质粒的BL21(DE3)感受态细胞购自上海近岸科技有限公司/欣百诺生物，货号V205。

实施例3

一种由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白，其制备方法如下：

1.羊白细胞介素2(IL-2)与羊干扰素τ(IFN-τ)目的基因的获取与扩增

对实施例1中的IL-2和IFN-τ进行优化，人工合成IL-2和IFN-τ目的基因，优化后，两者的核苷酸序 列分别如SEQUENCE LISTING 400〈6〉和SEQUENCE LISTING 400〈7〉所示。

1.1密码子优化

遗传密码子有64种，但是绝大多数生物倾向于利用这些密码子中的一部分。那些被最频繁利用的称 为最佳密码子(optimal codons)，那些不被经常利用的称为稀有或利用率低的密码子 (rare or low-usage codons)。实际上，常用做蛋白表达或生产的每种生物(包括大肠杆菌，酵母，哺乳动物细 胞，植物细胞和昆虫细胞)都表现出某种程度的密码子利用的差异或偏爱。大肠杆菌、酵母和果蝇中对含最 佳密码子的基因的表达效率明显高于含低利用率的密码子的基因的表达效率。因此，在异源表达***中， 密码子的偏爱性很大程度上影响了重组蛋白的表达。利用偏爱密码子(preferred codons)并避免利用稀有的密码子进行基因合成，这种基因的重新设计叫密码子优化。因此，本实施例中对羊的IL-2和IFN-τ基因密 码子进行优化。

1.2密码子优化后结果分析

通常密码子适应指数(CAI)＝1.0时被认为该基因在该表达***中的最优的高效表达状态，CAI值越 低表明在宿主中表达水平越低。基因中GC含量最理想分布范围为30～70％，在任何区域内超过该范围均 会影响翻译和转率效率。利用软件检测发现羊IL-2和IFN-τ原始基因的密码子在大肠杆菌中密码子适应指 数(CAI)分别为0.27、0.27，GC百分比为54.0％、54.4％；而通过对羊IL-2和IFN-τ基因优化后得到重 组基因在大肠杆菌中密码子适应指数(CAI)为1.0、1.0，GC百分比53.0％、53.1％。通过基因优化显著 降低了低密码子的使用率，避免了稀有密码子对蛋白表达的影响，改善了基因的GC含量，提高了转录翻译效率，进而提高了重组蛋白的表达量。

1.3引物设计：

表6 PCR扩增引物

将优化后的IL-2和IFN-τ的基因组DNA分别稀释至0.05mg/mL。利用PCR扩增获得目的基因，25μL 反应体系如表7所示：

表7 PCR反应体系

RNase Free水	10.5μL
		dNTP Mix	10.0μL
Taq DNA聚合酶	2.5μL
		上、下游引物	各0.5μL
基因组DNA	1.0μL

反应参数为：95℃预变性4min，进入循环：95℃变性45s；60℃退火45s，72℃延伸1kb/min，共 35个循环；最后72℃延伸10min。

IL-2与IFN-τ的PCR扩增产物经琼脂糖凝胶电泳分别在465bp和588bp左右出现特异条带，说明 分别制备得到了连接有柔性linker的优化后的IL-2和IFN-τ的目的基因。

2.目的基因的连接

将目的基因均稀释到10ug/mL，利用重叠PCR连接目的基因，25μL反应体系如表8所示：

表8 PCR反应体系

反应参数为：95℃预变性4min，进入循环：94℃变性45s；60℃退火45s，72℃延伸1kb/min，共 35个循环；最后72℃延伸10min。

PCR扩增产物经琼脂糖凝胶电泳在1077bp左右出现特异条带，说明成功得到了IL-2和IFN-τ连接 后的目的基因。得到的目的基因的核苷酸序列如SEQUENCE LISTING 400〈3〉所示。

3.表达载体构建

选择连接后的目的基因经测序后无误的PCR的胶回收产物与pET-32a质粒均使用BamHI、XhoI限 制性内切酶进行双酶切和回收，按表9中的20μL体系做双酶切：

表9双酶切体系

通用buffer	2μL
		限制性内切酶(一对)	1μL+1μL
载体或回收片段	2μL
		RNase Free水	14μL

将连接后的目的基因与pET-32a质粒的酶切回收产物按表10中的体系进行连接，4℃过夜连接：

表10

目的片段DNA	10μL
		表达载体	3μL
buffer	2μL
		连接酶	1μL
RNase Free水	4μL

转化连接产物至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中，将感受态涂布于含氨苄青霉素的LB培养基平 板培养过夜；取LB平板上生长的菌落经PCR鉴定目的基因，阳性克隆菌质粒经BamHI、XhoI双酶切鉴 定，鉴定为阳性者表示表达载体构建成功，PCR扩增和双酶切产物经琼脂糖凝胶电泳在1077bp处出现单 一条带，说明含有IL-2和IFN-τ连接后的目的基因的表达载体构建成功，得到了工程菌pET-32a/rIL2-IFNτ。

4.重组蛋白的表达

挑取工程菌于含氨苄青霉素100μg/ml的LB培养基中37℃摇菌1h复苏工程菌活性，工程菌记为 pET-32a/rIL2-IFNτ；在LB培养基(含氨苄青霉素100μg/ml)中放大培养4h后，测OD值达到1.0时即可； 加入IPTG，32℃诱导表达(终浓度100μg/ml)5h；收集细菌，经SDS-PAGE电泳检测，重组菌诱导5h 后的菌体破碎后上清和沉淀在58KD处可见优势表达条带，说明在上清和沉淀中均得到了重组蛋白。

加入质量体积比1:1的PBS重悬沉淀；-20℃于室温反复冻融沉淀3次；4℃超声裂解细菌沉淀，工作 10s，间隔3S，超声6min，整个过程重复3～4次；4℃，12000r/min离心15min，分别取上清、包涵体 (包涵体经溶解、变复性)，得到粗制融合蛋白。

5.融合蛋白纯化

5.1 His亲和层析

粗制融合蛋白用0.22μm孔径的滤膜过滤后，上样通过连接在AKTA explorer 100蛋白纯化***上， 用Binding BufferⅠ(PBS)平衡好的His亲和层析柱，用PBS缓冲液洗去未结合的蛋白，直到A280nm 稳定，再用Elution bufferⅠ(50mM三羟甲基氨基甲烷，20～500mM咪唑，PH8.0)洗脱，收集rIL2-IFNτ 蛋白峰。

5.2 DEAE阴离子交换层析

将经过His亲和层析纯化后收集的蛋白置换到Binding BufferⅡ(50mM三羟甲基氨基甲烷，PH6.5) 中后，上样通过用Binding BufferⅡ平衡好的DEAE阴离子交换层析柱，再用Binding BufferⅡ过柱至 A280nm值稳定后，用Elution BufferⅡ(50mM三羟甲基氨基甲烷，1M NaCl，PH6.5)线性梯度洗脱，收 集rIL2-IFNτ蛋白峰。

5.3分子筛层析

将离子交换层析收集到的样品浓缩后上样通过用Binding BufferⅢ(50mMNa₂HPO4，0.15M NaCl， PH7.4)平衡好Superdex 200分子筛层析柱，用BindingBufferⅢ洗脱，收集rIL2-IFNτ蛋白峰。

5.4样品鉴定

测定rIL2-IFNτ效价及比活性，比活性≥1.0×10⁶U/mg蛋白为合格；无菌分装，-80℃保存。即可得到 由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白，其氨基酸序列如SEQUENCE LISTING 400〈1〉所示。

实施例4

一种由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白，其他同实施例3，只是将其中的大肠杆菌 BL21(DE3)感受态细胞替换为了带有pGro7质粒的BL21(DE3)感受态细胞。其融合蛋白的SDS-PAGE电泳 结果同实施例3对照，上清液中56.8KD左右处优势表达条带较粗，说明引入分子伴侣pGro7后，说明引 入分子伴侣pGro7后，目的蛋白在上清液中的表达更好，得到的融合蛋白量更高。大肠杆菌表达的蛋白大 部分存在于包涵体中；通过在表达菌株中引入分子伴侣，协同表达蛋白正确折叠，达到蛋白可溶性表达。

所述带有pGro7质粒的BL21(DE3)感受态细胞购自上海近岸科技有限公司/欣百诺生物，货号V205。

实施例5

一种重组羊长效干扰素τ，由实施例1、2、3、4中的融合蛋白分别与冻干保护剂混配之后，经冷冻 干燥而成。所述冻干保护剂为甘油、甘露醇和蔗糖，用10mmol/L PBS为缓冲液，三者的终浓度为甘油 100mL/L、甘露醇0.12g/mL和蔗糖0.025g/mL。

实施例6

实施例1～4得到由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白的鉴定

6.1蛋白含量的定量检测

用Lowry法，以中国食品药品生物制品检定院的标准蛋白作标准测定，测定实施例1～4得到的融合蛋 白浓度分别为0.56mg/ml、0.62mg/ml、0.66mg/ml、0.62mg/ml。

6.2 SDS-PAGE电泳检测

与空菌相比，融合蛋白在56.8KD左右有一条浓染的新增蛋白条带，如图4所示。

6.3 Western Blot结果

分别检测实施例1～4中融合蛋白，以鼠抗羊τ干扰素(1:5000稀释)为一抗，以山羊抗小鼠IgG-HRP 为二抗(1:10000稀释)。重组长效羊干扰素τ样品能与抗羊干扰素τ单克隆抗体发生特异性反应，56.8KD 左右处出现特异性条带，如图5所示。

实施例7

实施例5中的四份重组羊长效干扰素τ冻干剂的效价检测

按照微量细胞病变抑制法，用培养基将Hep-2细胞配成5×10⁵细胞/ml细胞悬浮液，每孔接种0.1ml 移入96孔细胞培养板。37℃、5％CO₂培养24h，加入不同剂量的重组羊长效干扰素τ，24h后吸弃，再分 别接种100TCID₅₀VSV病毒。

试验结果

结果表明获得的重组羊长效干扰素τ对VSV引起HEp-2细胞的病变具有明显的抑制作用。未经处理 的细胞接种病毒后均出现细胞变圆、脱落、崩解等病变。而获得的重组羊长效干扰素τ处理后的细胞接种 病毒后，在倒置显微镜下连续观察，细胞形态正常，未出现任何病变，测得效价≥1×10⁶U/ml，如图6所示。

实施例8

实施例5中的分别由实施例1～4的融合蛋白得到的四份重组羊长效干扰素τ冻干剂(分别记为A、B、 C、D)在羊体内的半衰期的测定

细胞病变抑制法测定rIL2-IFNτ的血药浓度与时间关系

取六只体重大致相同的羊(雌雄各半)，肌肉注射2mg/ml重组羊长效干扰素τ冻干剂2ml，分别在1h、 2h、4h、8h、16h、24h、36h、48h、72h、96h、120h静脉采血，血样4℃凝固，3500rpm低温离心10min 分离血清，各时点每只羊血样于-20℃保存待测。采用细胞病变抑制法测定血清样品中rIL2-IFNτ的浓度， 用DAS药动学软件进行曲线拟合并计算参数。A的拟合曲线如图7所示；参数计算结果见表11。

表11重组羊长效干扰素τ肌肉注射后血清中主要动力学参数

结果表明重组羊长效干扰素τ有较长的半衰期。经测定半衰期能达到33h左右，较普通干扰素提高约 8倍。

实施例9

实施例5中的四份重组羊长效干扰素τ冻干剂对羊细胞免疫应答影响的测定

取六只体重大致相同的羊分为两组，记为实验组和对照组；实验组颈部皮下注射2mg/ml重组羊长效 干扰素τ冻干剂2ml，对照组颈部皮下注射2mL的PBS，取注射4周后羊外周血，之后每周取一次血，使 用淋巴细胞分离液分离淋巴细胞，淋巴细胞经过无血清RPMI1640培养基洗2次后，用完全培养基重悬、 调整细胞浓度为2×10⁶个/ml，24孔细胞培养板每孔加入1ml淋巴细胞，37℃，5％CO₂培养72h，收集淋 巴细胞培养时上清。ELISA检测培养上清中IL-4、IFN-γ含量，按试剂盒说明书进行，检测结果如表12所 示：

表12 ELISA检测各组羊细胞免疫应答水平

结果表明注射重组羊长效干扰素-τ后，能够显著提高羊外周血中细胞因子IL-4、IFN-γ的含量，增强 了细胞免疫应答水平，显著提高免疫力水平。

上述参照实施例对重组羊长效干扰素及制备此长效干扰素的融合蛋白及其制备方法进行的详细描述， 是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的 变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

SEQUENCE LISTING

<110> 芜湖英特菲尔生物制品产业研究院有限公司

<120> 一种重组羊长效干扰素及制备此长效干扰素的融合蛋白及其制备方法

<130> 1

<160> 7

<170> PatentIn version 3.3

<210> 1

<211> 360

<212> PRT

<213> 重组羊长效干扰素融合蛋白

<400> 1

Met Tyr Lys Ile Gln Pro Leu Ser Cys Ile Ala Leu Thr Leu Ala Leu

1 5 10 15

Val Ala Asn Gly Ala Pro Thr Ser Ser Ser Thr Gly Asn Thr Met Lys

20 25 30

Glu Val Lys Ser Leu Leu Leu Asp Leu Gln Leu Leu Leu Glu Lys Val

35 40 45

Lys Asn Pro Glu Asn Leu Lys Leu Ser Arg Met His Thr Phe Asn Phe

50 55 60

Tyr Met Pro Lys Val Asn Ala Thr Glu Leu Lys His Leu Lys Cys Leu

65 70 75 80

Leu Glu Glu Leu Lys Leu Leu Glu Glu Val Leu Asp Leu Ala Pro Ser

85 90 95

Lys Asn Leu Asn Thr Arg Glu Ile Lys Asp Ser Met Asp Asn Ile Lys

100 105 110

Arg Ile Val Leu Glu Leu Gln Gly Ser Glu Thr Arg Phe Thr Cys Glu

115 120 125

Tyr Asp Asp Ala Thr Val Lys Ala Val Glu Phe Leu Asn Lys Trp Ile

130 135 140

Thr Phe Cys Gln Ser Ile Tyr Ser Thr Met Thr Gly Gly Gly Gly Ser

145 150 155 160

Gly Gly Gly Gly Ser Met Ala Phe Val Leu Ser Leu Leu Met Ala Leu

165 170 175

Val Leu Val Ser Tyr Gly Pro Gly Gly Ser Leu Gly Cys Tyr Leu Ser

180 185 190

Gln Arg Leu Met Leu Asp Ala Arg Glu Asn Leu Lys Leu Leu Asp Arg

195 200 205

Met Asn Arg Leu Ser Pro His Ser Cys Leu Gln Asp Arg Lys Asp Phe

210 215 220

Gly Leu Pro Gln Glu Met Val Glu Gly Asp Gln Leu Gln Lys Asp Gln

225 230 235 240

Ala Phe Pro Val Leu Tyr Glu Met Leu Gln Gln Ser Phe Asn Leu Phe

245 250 255

Tyr Thr Glu His Ser Ser Ala Ala Trp Asp Thr Thr Leu Leu Asp Gln

260 265 270

Leu Cys Thr Gly Leu Gln Gln Gln Leu Asp His Leu Asp Thr Cys Arg

275 280 285

Asp Gln Val Met Gly Glu Lys Asp Ser Glu Leu Gly Asn Met Asp Pro

290 295 300

Ile Val Thr Val Lys Lys Tyr Phe Gln Gly Ile His Asp Tyr Leu Gln

305 310 315 320

Glu Lys Gly Tyr Ser Asp Cys Ala Trp Glu Ile Val Arg Val Glu Met

325 330 335

Met Arg Ala Leu Thr Val Ser Thr Thr Leu Gln Lys Arg Leu Thr Lys

340 345 350

Met Gly Gly Asp Leu Asn Ser Pro

355 360

<210> 2

<211> 1083

<212> DNA

<213> 长效羊干扰素基因组1

<400> 2

atgtacaaga tacaaccctt gtcttgcatt gcactaactc ttgcactcgt tgcaaacggt 60

gcacctactt caagctctac ggggaacaca atgaaagaag tgaagtcatt gctgctagat 120

ttacagttgc ttttggagaa agttaaaaat cccgagaacc tcaagctctc caggatgcat 180

acatttaact tctacatgcc caaggttaac gctacagaat tgaaacatct taagtgttta 240

ctagaagaac tcaaacttct agaggaagtg ctagatttag ctccaagcaa aaacctgaac 300

accagagaga tcaaggattc aatggacaat atcaagagaa tagttttgga actacaggga 360

tctgaaacaa gattcacatg tgaatatgat gatgcgacag taaaggctgt agaatttctg 420

aacaaatgga ttaccttttg tcaaagcatc tactcaacaa tgactggtgg tggtggttct 480

ggtggtggtg gttctatggc cttcgtgctc tctctactga tggccctggt gctggtcagc 540

tatggcccag gaggatctct gggttgttac ctatctcaga gactcatgct ggatgccagg 600

gagaacctca agctcctgga ccgaatgaac agactctccc ctcattcctg tctgcaggac 660

agaaaagact ttggtcttcc ccaggagatg gtggagggcg accagctcca gaaggaccag 720

gccttccctg tgctctacga gatgctccag cagagcttca acctcttcta cacagagcac 780

tcctctgctg cctgggacac caccctcctg gaccagctct gcactggact ccaacagcag 840

ctggaccacc tggacacctg cagggatcaa gtgatgggag agaaagactc tgaactgggt 900

aacatggacc ccattgtgac cgtgaagaag tacttccagg gcatccatga ctacctgcaa 960

gagaagggat acagcgactg cgcctgggaa atcgtcagag tcgagatgat gagagccctc 1020

actgtatcaa ccaccttgca aaaaaggtta acaaagatgg gtggagatct gaactcacct 1080

tga 1083

<210> 3

<211> 1083

<212> DNA

<213> 长效羊干扰素基因组2

<400> 3

atgtacaaaa tccagccgct gtcttgcatc gctctgaccc tggctctggt tgctaacggt 60

gctccgacct cttcttctac cggtaacacc atgaaagaag ttaaatctct gctgctggac 120

ctgcagctgc tgctggaaaa agttaaaaac ccggaaaacc tgaaactgtc tcgtatgcac 180

accttcaact tctacatgcc gaaagttaac gctaccgaac tgaaacacct gaaatgcctg 240

ctggaagaac tgaaactgct ggaagaagtt ctggacctgg ctccgtctaa aaacctgaac 300

acccgtgaaa tcaaagactc tatggacaac atcaaacgta tcgttctgga actgcagggt 360

tcggagacca ggttcacctg cgaatacgac gacgctaccg ttaaagctgt tgaattcctg 420

aacaaatgga tcaccttctg ccagtctatc tactctacca tgaccggtgg tggtggttct 480

ggtggtggtg gttctatggc tttcgttctg tctctgctga tggctctggt tctggtttct 540

tacggtccgg gtggttctct gggttgctac ctgtctcagc gtctgatgct ggacgctcgt 600

gaaaacctga aactgctgga ccgtatgaac cgtctgtctc cgcactcttg cctgcaggac 660

cgtaaagact tcggtctgcc gcaggaaatg gttgaaggtg accagctgca gaaagaccag 720

gctttcccgg ttctgtacga aatgctgcag cagtctttca acctgttcta caccgaacac 780

tcttctgctg cttgggacac caccctgctg gaccagctgt gcaccggtct gcagcagcag 840

ctggaccacc tggacacctg ccgtgaccag gttatgggtg aaaaagactc tgaactgggt 900

aacatggacc cgatcgttac cgttaaaaaa tacttccagg gtatccacga ctacctgcag 960

gaaaaaggtt actctgactg cgcttgggaa atcgttcgtg ttgaaatgat gcgtgctctg 1020

accgtttcta ccaccctgca gaaacgtctg accaaaatgg gtggtgacct gaactctccg 1080

taa 1083

<210> 4

<211> 465

<212> DNA

<213> 羊IL-2

<400> 4

atgtacaaga tacaaccctt gtcttgcatt gcactaactc ttgcactcgt tgcaaacggt 60

gcacctactt caagctctac ggggaacaca atgaaagaag tgaagtcatt gctgctagat 120

ttacagttgc ttttggagaa agttaaaaat cccgagaacc tcaagctctc caggatgcat 180

acatttaact tctacatgcc caaggttaac gctacagaat tgaaacatct taagtgttta 240

ctagaagaac tcaaacttct agaggaagtg ctagatttag ctccaagcaa aaacctgaac 300

accagagaga tcaaggattc aatggacaat atcaagagaa tagttttgga actacaggga 360

tctgaaacaa gattcacatg tgaatatgat gatgcgacag taaaggctgt agaatttctg 420

aacaaatgga ttaccttttg tcaaagcatc tactcaacaa tgact 465

<210> 5

<211> 588

<212> DNA

<213> 羊IFN-τ

<400> 5

atggccttcg tgctctctct actgatggcc ctggtgctgg tcagctatgg cccaggagga 60

tctctgggtt gttacctatc tcagagactc atgctggatg ccagggagaa cctcaagctc 120

ctggaccgaa tgaacagact ctcccctcat tcctgtctgc aggacagaaa agactttggt 180

cttccccagg agatggtgga gggcgaccag ctccagaagg accaggcctt ccctgtgctc 240

tacgagatgc tccagcagag cttcaacctc ttctacacag agcactcctc tgctgcctgg 300

gacaccaccc tcctggacca gctctgcact ggactccaac agcagctgga ccacctggac 360

acctgcaggg atcaagtgat gggagagaaa gactctgaac tgggtaacat ggaccccatt 420

gtgaccgtga agaagtactt ccagggcatc catgactacc tgcaagagaa gggatacagc 480

gactgcgcct gggaaatcgt cagagtcgag atgatgagag ccctcactgt atcaaccacc 540

ttgcaaaaaa ggttaacaaa gatgggtgga gatctgaact caccttga 588

<210> 6

<211> 465

<212> DNA

<213> 羊IL-2

<400> 6

atgtacaaaa tccagccgct gtcttgcatc gctctgaccc tggctctggt tgctaacggt 60

gctccgacct cttcttctac cggtaacacc atgaaagaag ttaaatctct gctgctggac 120

ctgcagctgc tgctggaaaa agttaaaaac ccggaaaacc tgaaactgtc tcgtatgcac 180

accttcaact tctacatgcc gaaagttaac gctaccgaac tgaaacacct gaaatgcctg 240

ctggaagaac tgaaactgct ggaagaagtt ctggacctgg ctccgtctaa aaacctgaac 300

acccgtgaaa tcaaagactc tatggacaac atcaaacgta tcgttctgga actgcagggt 360

tcggagacca ggttcacctg cgaatacgac gacgctaccg ttaaagctgt tgaattcctg 420

aacaaatgga tcaccttctg ccagtctatc tactctacca tgacc 465

<210> 7

<211> 588

<212> DNA

<213> 羊IFN-τ

<400> 7

atggctttcg ttctgtctct gctgatggct ctggttctgg tttcttacgg tccgggtggt 60

tctctgggtt gctacctgtc tcagcgtctg atgctggacg ctcgtgaaaa cctgaaactg 120

ctggaccgta tgaaccgtct gtctccgcac tcttgcctgc aggaccgtaa agacttcggt 180

ctgccgcagg aaatggttga aggtgaccag ctgcagaaag accaggcttt cccggttctg 240

tacgaaatgc tgcagcagtc tttcaacctg ttctacaccg aacactcttc tgctgcttgg 300

gacaccaccc tgctggacca gctgtgcacc ggtctgcagc agcagctgga ccacctggac 360

acctgccgtg accaggttat gggtgaaaaa gactctgaac tgggtaacat ggacccgatc 420

gttaccgtta aaaaatactt ccagggtatc cacgactacc tgcaggaaaa aggttactct 480

gactgcgctt gggaaatcgt tcgtgttgaa atgatgcgtg ctctgaccgt ttctaccacc 540

ctgcagaaac gtctgaccaa aatgggtggt gacctgaact ctccgtaa 588

Claims (10)

1.一种由羊白细胞介素2与羊干扰素τ组成的融合蛋白，其特征在于：所述融合蛋白的氨基酸序列表如SEQUENCE LISTING 400〈1〉所示。

2.一种编码如权利要求1所述的融合蛋白的基因，其特征在于，所述基因的核苷酸序列表如SEQUENCE LISTING 400〈2〉所示，记为基因组1；或如SEQUENCE LISTING 400〈3〉所示，记为基因组2。

3.含有如权利要求2所述基因的表达载体。

4.含有如权利要求2所述基因的基因工程菌。

5.一种重组羊长效干扰素，其特征在于，所述重组羊长效干扰素由权利要求1所述的融合蛋白与冻干保护剂混配之后，经冷冻干燥而成。

6.根据权利要求1所述的融合蛋白的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将权利要求3所述的表达载体导入到大肠杆菌宿主细胞中，获得基因工程菌，基因工程菌经IPTG诱导表达后得到所述融合蛋白的粗品，经纯化后即可得到融合蛋白。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述基因工程菌为pET-32a/rIL2-IFNτ，其制备方法为：

(1)设计引物，通过反转录得到或者人工合成连接有柔性linker序列的羊白细胞介素2和羊干扰素τ的目的基因；通过柔性linker将羊白细胞介素2和羊干扰素τ的目的基因连接起来，目的基因的核苷酸序列表如SEQUENCE LISTING 400〈2〉所示或如SEQUENCE LISTING400〈3〉所示；

(2)将连接后的目的基因连接到pET-32a质粒上获得表达载体；

(3)将表达载体导入到大肠杆菌宿主细胞中，即可得到基因工程菌pET-32a/rIL2-IFNτ。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述大肠杆菌宿主细胞为BL21(DE3)感受态细胞或带有pGro7质粒的BL21(DE3)感受态细胞。

9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述纯化的方法为：融合蛋白的粗品先后经亲和层析、阴离子交换层析和分子筛层析纯化。

10.根据权利要求5所述的重组羊长效干扰素的应用，其特征在于，所述重组猪长效干扰素的半衰期长达33小时以上，具有光谱抗病毒作用并能提高猪自身的免疫应答。