ساخت پروتئین نوترکیب FanC اشریشیا کلی انتروتوکسیژنیک مرتبط با اسهال گوساله

نوع مقاله : میکروبشناسی و ایمنی شناسی

نویسندگان

1 گروه میکروبیولوژی و ایمونولوژی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه ایمونولوژی، موسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی، کرج، ایران

3 پژوهشکده زیست فناوری و مهندسی زیستی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

زمینه مطالعه: اسهال یکی از بیماری های شایع و مهمترین عامل مرگ و میر و تاخیر رشد در گوساله های زیر یک ماه است. در بین سویه های اشریشیا کلی انتروتوکسیژنیک که مسبب اسهال در گوساله های یک تا هفت روزه هستند، سویه‌های واجد فیمبریه F5 اهمیت زیادی دارند. بخش FanC فیمبریهF5  نقش اساسی در اتصال باکتری به یاخته های روده و آغاز بیماری داشته و پادتن های تولید شده بر علیه آن اثر حفاظتی دارند. هدف: ساخت و ارزیابی بیان پروتئین نوترکیب FanC اشریشیا کلی انتروتوکسیژنیک مرتبط با اسهال گوساله. روش کار: در این مطالعه پلاسمید پروکاریوتی ‌pET-28a حاوی قسمت fanC فیمبریه F5  طراحی و ساخته شد و تولید پروتئین حاصل از پلاسمید طراحی شده در باکتری (DE3) ا BL21 اثبات رسید. نتـایـج: حاصل این تحقیق ساخت پلاسمید پروکاریوتی pET-28a حامل ژن FanC و تهیه پروتئین خالص آن پس از بیان ژن در باکتری (DE3)اBL21 بود که با روش‌های تعیین توالی و وسترن بلاتینگ به اثبات رسید. نتیجـه‌گیـری نهایی: پروتئین FanC و سویه باکتری نوترکیب تولید شده را می‌توان در آزمون‌های تشخیصی و همچنین طراحی و تولید واکسن کلی باسیلوز گوساله به کار برد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Production of Recombinant FanC of Enterotoxigenic Escherichia Coli Associated with Calf Diarrhea

نویسندگان [English]

  • Saeid Tabatabaei 1
  • Gholamraza Nikbakhat Brujeni 1
  • Majid Tebyanian 2
  • Khalil Zainel 1
  • Seyed Amir Hossein Jalali 3
1 1Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
2 2Department of Immunology, Razi Vaccine & Serum Research Institute, Karaj, Iran
3 3Department of Natural Resources, Institute of Biotechnology & Bioengineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

BACKGROUND: Diarrhea is a common disease in the neonate calf which imposes significant economic burden on cattle industry around the world. During the first week after birth, Enterotoxigenic E.coli (ETEC) strains carrying F5 fimbria are one of the most important pathogens causing calf diarrhea. F5 fimbria is involved in early stage of pathogenesis and is responsible for attachment of bacteria to enterocytes; this attachment is mediated by FanC protein of F5 fimbria. Antibodies directed against F5 fimbriae play a significant role in prevention and control of the disease. Objectives: Evaluation and expression of recombinant expression of F5 Fimbriae of Enterotoxigenic Escherichia Coli associated with calf diarrhea. Methods: In the present study,  the fanC region of F5 fimbria was cloned in a pET28a plasmid. Results: The recombinant construct was confirmed by sequencing and protein production in Escherichia coli BL21 (DE3) was evaluated by western blotting procedure. Conclusions: Based on our findings, the recombinant FanC protein or the BL21 (DE3) strain are suitable candidates to develop an effective vaccine against calf colibacillosis or use in a diagnostic kit for F5+ ETEC.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cloning
  • Recombinant F5 protein
  • Bovine
  • Enterotoxigenic
  • E.coli

مراجع

Brockstedt, D.G., Bahjat, K.S., Giedlin, M.A., Liu, W., Leong, M., Luckett, W., Gao, Y., Schnupf, P., Kapadia, D.G., Castro, J.Y., Lim, H., Sampson-Johannes, A.,  Herskovits, A.A., Stassinopoulos, A., Archie, H.G., Bouwer, J. E., Hearst, D., Portnoy , A., Cook, D.N., Dubensky Jr., T.W. (2005)  Killed but metabolically active microbes: a new vaccine paradigm for eliciting effector T-cell responses and protective immunity. Nature Medicine. 11: 853-860##
Cho, Y.I., Yoon, K.J. (2014) An overview of calf diarrhea - infectious etiology, diagnosis, and intervention. J Vet Sci. 15: 1-17. ##
Rousseau, C. (2002) Pathologie du veau. Activéto. Paris, France, (2nd ed.) Frances Morris. p. 6.
Carson. M., Johnson, D.H., McDonald, H. (2007) Brouillette C, Delucas LJ. His-tag impact on structure. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 63:295-301.##
De Graaf, F.K., Krenn B.E., Klaasen, P. (1984) Organization and expression of genes involved in the biosynthesis of K99 fimbriae. Infect Immun. 43: 508-514.##
van Embden, J.D.A., de Graaf, F.K., Schouls, L.M., Teppema, J.S. (1980) Cloning and expression of a deoxyribonucleic acid fragment that encodes for the adhesive antigen K99. Infect Immun. 29: 1125-1133.##
Franck, S.M., Bosworth, B.T., Moon, H.W., (1998) Multiplex PCR for enterotoxigenic, attaching and effacing, and Shiga toxin-producing Escherichia coli strains from calves. J Clin Microbiol.  36: 1795-1797.##
Francis, D.H., Ryan, C.J., Fritzemeier, J.D. (1983) Effect of sodium acetate on expression of K99 pili by Escherichia coli. Infect Immun. 41: 1368-1369.##
Francis, D.H. (1986) Effect of amino acids on expression of K99 adherence pili by Escherichia coli. Vet Microbiol. 11: 117-123.##
Ghaemmaghami, S.H., Pourbakhsh S.A., Goodarzi, H., Ebrahimi, K., (2005) Survey of F5 fimbriae in Escherichia coli isolated from diarrheic calves in arak city (Iran) Pajouhesh& Sazandegi. (In Persian) 67: 87-91.##
Ghanbarpour, R., Khalili, M., Molaei, M.M., Peshdar, M., (2008) Frequency of K99 factor in E.coli strains isolated from healthy and diarrheic calves. Iran Vet J. (Shahid Chamran University). 3: 58-65.  ##
Huang, C.P., Liu, Y.T., Nakatsuji, T., Shi, Y., Gallo, R.R., Lin, S.B., Huang, C.M. (2008) Proteomics integrated with Escherichia coli vector-based vaccines and antigen microarrays reveals the immunogenicity of a surface sialidase-like protein of Propionibacterium acnes. Proteomics Clin Appl. 2: 1234-1245.##
Isaacson, R.E. (1980) Factors affecting expression of the Escherichia coli pilus K99. Infect Immun. 28: 190-194.##
Lotfollahzadeh, S., Ziaei daroonkolai, N., Zahraei Salehi, T., Poorbakhsh, S.A., Mokhber Dezfouli, M.R., Afshari, GH. R. (2004) A study on presence of Escherichia coli, Coccidia and Cryptosporidium in stool samples of under one month age diarrheic calves in Ghaemshahr and Babol and antibiotic sensitivity of isolates. J Fac Vet Med Uni Tehran. 59: 131-136.##
Jacobs A.A.C., Simons L.H., de Graaf F.K. (1987) The role of lysine-132 and arginine-136 in the receptor-binding domain of the K99 fibrillar subunit. EMBO J. 6: 1805-1808.##
Jana, S., Deb, J.K. (2005) Strategies for efficient production of heterologous proteins in Escherichia coli. Appl Microbiol Biotechnol. 67: 289-298.##
Lee, J.H., Isaacson, R.E. (1995) Expression of the gene cluster associated with the Escherichia coli pilus adhesin K99. Infect Immun. 63: 4143-4149.
Morshedi, A., Rabbani, M., Zahraei Salehi, T., Rezazadeh, F., Taghipoor-Bazargani, T. (2010) Evaluation of antibodies levels against Escherichia coli, rotavirus and coronavirus in the colostrum of non-vaccinated cows in southern Tehran, Iran. Int J Vet Res. 4: 217-219.##
Mousakhani, F., Badiei, A., Asadi, A., Asadi H., Shaghayegh, A., Zafari, M. (2012) Identification of Rota virus, Corona virus, E.coli (K99), Cryptosporidium and Salmonella in calf diarrhea syndrome in cattle farms of Tehran. Vet Clin Invest. 3: 1-10.##
Nagy, B., Fekete, P.Z. (1999) Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) in farm animals. Vet Res. 30: 259-284.##
Nasiri, K., Nassiri, M., Tahmoorespur, M., Haghparast, A., Zibaee, S. (2016) Cloning, sequencing, and epression of FanC antigen of enterotoxigenic Escherichia coli. G3M. 13: 4112-4119.##
Rabbani, M., MoKhber-Dezfuli, M.R., Zahraie-Salehi, T., Yoosefi-Ramandi, A., Bahonar, A.R., Rezazadeh, F. (2007) Detection of anti-E.coli, rota virus and corona virus antibodies in sera samples of diarrheic and normal calves under 1 month of age. J Vet Res. 62: 145-149.##
Rosano, G.L., Ceccarelli, E.A. (2014) Recombinant protein expression in Escherichia coli: advances and challenges. Front Microbiol. 5: 172.##
Rosenberg, I.M., Packman, L.C. (1998) Protein analysis and purification, benchtop techniques. Protein Sci.7:806.##
Simons B.L., Rathman P., Maij C.R., Oudega B., de Graaf F.K. (1990) The penultimate tyrosine residue of the K99 fibrillar subunit is essential for stability of the protein and its interaction with the periplasmic carrier protein. FEMS Microbiol Lett. 55:107-112.##
Saluta, M., Bell, P.A. (1998) Troubleshooting GST fusion protein expression in E. coli. Life Sci News. 1:1-3##
Shams, Z., Tahamtan, Y., Kargar, M., Hoseini, S.MH., Pourbakhsh, S.A. (2010) Isolation and antibiotic sensitivity of E. coli K99 isolates from diarrheic calves at Fars province. J Microb World. 2(4): 256-260.
Studier, F.W., Moffatt, B.A. (1986) Use of bacteriophage T7 RNA polymerase to direct selective high-level expression of cloned genes. J Mol Biol. 189: 113-130.##
مجله تحقیقات دامپزشکی (Journal of Veterinary Research)
دوره 73، شماره 2
تیر 1397
صفحه 251-257

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار