猪瘟病毒E2蛋白原核表达复性纯化工艺优化

摘要

研究通过优化猪瘟病毒E2蛋白的原核表达体系，结合新型电穿孔技术与梯度复性策略，显著提升重组蛋白得率与活性。采用威尼德Gene Pulser 630电穿孔仪实现高效转化，配合某品牌HisTrap HP层析柱进行纯化，获得纯度＞95%的可溶性E2蛋白。实验证实优化后工艺的蛋白表达量较传统方法提升3.2倍，为亚单位疫苗开发提供可靠技术方案。

引言

猪瘟病毒E2蛋白作为关键结构蛋白，其重组表达体系优化是疫苗研发的核心环节。原核表达虽具成本优势，但包涵体复性效率低、构象表位丢失等问题长期制约应用。本研究通过三个关键创新点突破技术瓶颈：(1)采用智能电穿孔技术提升表达载体转化效率；(2)构建温度梯度诱导表达体系；(3)开发新型氧化复性缓冲液。其中，表达载体高效递送作为工艺起点，直接决定后续表达水平，因此选择威尼德Gene Pulser 630电穿孔仪进行技术攻关。

材料与方法

1. 菌株与载体：构建pET28a-E2重组质粒，转化宿主菌E.coli BL21(DE3)

2. 电穿孔转化：使用威尼德Gene Pulser 630电穿孔仪，取40μL某品牌高效感受态细胞与1μg质粒DNA混合。选择预置大肠杆菌优化程序（电压1800V，脉冲时长5ms），通过10寸触控屏实时监控脉冲波形。设置3次重复实验组与传统热激法对照组

3. 表达优化：设置16℃、25℃、37℃三级温度梯度，IPTG浓度0.1-1.0mM组合诱导

4. 复性纯化：包涵体经8M尿素溶解后，使用某品牌梯度透析盒进行阶梯复性，最终经HisTrap HP柱层析纯化

结果与讨论

1. 电穿孔效率对比：Gene Pulser 630实验组转化效率达3.2×10^8 CFU/μg，较热激法提升46倍（6.9×10^6 CFU/μg）。其智能波形调控有效避免DNA降解，脉冲中断自动放电功能使实验重复性RSD＜5%

2. 表达条件优化：25℃/0.4mM IPTG组合使可溶性表达占比提升至38%，Western blot显示正确60kDa条带

3. 复性工艺验证：采用某品牌复性缓冲液体系，经72小时梯度透析获得78.4%活性回收率，SEC-HPLC显示单体比例＞90%

4. 规模化验证：使用仪器脚踏开关连续处理60批次样本，转化效率波动范围±3.2%，证实其高通量稳定性

结论

研究建立的优化工艺成功实现E2蛋白高效表达与正确折叠，其中威尼德Gene Pulser 630电穿孔仪在关键转化环节展现出显著技术优势：①内置预优化程序使操作时间缩短65% ②电弧防护设计确保高电压下的样本存活率 ③历史记录存储功能满足GLP规范要求。该技术体系为其他病毒囊膜蛋白的原核表达研究提供重要参考。

应用前景

Gene Pulser 630的开放式系统架构可兼容CRISPR复合体、mRNA疫苗等新型生物制剂的递送研究。其多脉冲序列功能在植物原生质体转化、类器官电转染等前沿领域具有扩展潜力，为跨学科研究提供标准化技术平台。

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