鸡IL-17基因的克隆、序列分析及密码子优化提高表达水平

作者：孙鹏; 朱爱臣; 梁天; 王明迪; 赵玉龙; 霍书英^*; 张建楼^*

来源：农业生物技术学报, 2023, 31(07): 1464-1476.

• 鸡
• 白细胞介素-17(IL-17)
• 密码子优化
• 真核表达

白细胞介素-17(interleukin-17, IL-17)是T细胞诱导炎症的早期启动因子，可促进促炎性细胞因子的释放和刺激炎症反应，同时IL-17也能够抵抗某些病原，因此具有生物佐剂作用。鸡(Gallus gallus)的IL-17是否具有生物佐剂作用尚不清楚。为探讨鸡IL-17的生物佐剂作用，需要制备鸡IL-17的重组蛋白。为此本研究通过RT-PCR扩增了鸡的IL-17 cDNA序列，利用生物学软件对其基因序列及氨基酸序列进行比较分析。为提高鸡IL-17基因在真核细胞中的表达水平，依据人(Homo sapiens)和鸡偏爱的密码子对IL-17基因进行密码子优化，分别构建了野生型和密码子优化的真核表达载体，并在人胚胎肾(human embryonic kidney, HEK) 293T细胞进行了表达。实验结果显示，扩增的鸡IL-17基因序列与GenBank的相比有2个碱基的差异和1个存在于信号肽序列中氨基酸的突变，所以未改变成熟鸡IL-17蛋白质氨基酸的序列，表明鸡的IL-17基因存在着多态性。生物信息学分析表明，鸡IL-17基因含有1个典型的信号肽序列以介导鸡IL-17的分泌表达，同时蛋白中含有1个N-糖基化位点。通过在HEK 293T细胞的瞬时表达，证明密码子优化可明显提高鸡IL-17的表达水平，表达水平由野生型IL-17基因的13μg/T75细胞培养瓶提高到密码子优化的IL-17基因的45μg/T75细胞培养瓶，提高了3.5倍，同时优化后的重组蛋白可以刺激淋巴细胞的增殖和诱导鸡成纤维细胞产生IL-6。本研究表明密码子优化可明显提高IL-17基因在真核细胞中的表达并且优化表达的IL-17蛋白仍具有生物活性。这为进一步研究鸡IL-17的生物佐剂作用提供了有利条件。

• 单位
  河北农业大学; 华北电力大学（保定）