昆虫抗菌肽的生理活性及其转基因应用前景

昆虫抗菌肽是昆虫免疫后存在于血淋巴中的一类活性肽。根据分子的结构可分为 5类 :天蚕素类、昆虫防御素、富含脯氨酸或精氨酸的抗菌肽、富含甘氨酸的抗菌肽、抗真菌肽。且具有广谱的抗菌、抗病毒、抑制肿瘤的生物活性。概述了昆虫抗菌肽的基因的克隆与表达及转基因研究方面的进展 ,并展望了抗菌肽在基因工程中的应用前景     

昆虫抗茵肽的生理活性及其转基因应用前景

昆虫抗菌肽是昆虫免疫后存在于血淋巴中的一类活性肽.根据分子的结构可分为5类天蚕素类、昆虫防御素、富含脯氨酸或精氨酸的抗菌肽、富含甘氨酸的抗菌肽、抗真菌肽.且具有广谱的抗菌、抗病毒、抑制肿瘤的生物活性.概述了昆虫抗菌肽的基因的克隆与表达及转基因研究方面的进展,并展望了抗菌肽在基因工程中的应用前景.     

小菜蛾Gloverin like抗菌肽对蝉拟青霉侵染的响应研究

抗菌肽是昆虫天然免疫的重要成分,在抵御病原物的侵染中发挥着重要的作用。昆虫Gloverin抗菌肽是一类仅在鳞翅目昆虫中存在的富含甘氨酸抗菌肽。本研究在转录组测序的基础上对小菜蛾抗菌肽gloverin like基因进行了克隆,其开放阅读框序列全长519 bp,编码172 aa,信号肽为1-17 aa。序列分析表明其序列中甘氨酸的比例为15%,与鳞翅目昆虫Gloverin抗菌肽具有较高的同源性。qRT-PCR结果表明小菜蛾抗菌肽gloverin like基因在脂肪体和血细胞组织中表达量较高。蝉拟青霉、金黄色葡萄球菌及大肠杆菌均可诱导小菜蛾抗菌肽gloverin like基因上调表达,蝉拟青霉诱导12 h后表达量达到最高。利用LC-MS方法在蝉拟青霉侵染的小菜蛾幼虫血淋巴中鉴定出小菜蛾Gloverin like、Gloverin抗菌肽以及Lysozyme II、Transferrin、Prophenoloxidase等抗菌效应蛋白。与对照相比,蝉拟青霉侵染后小菜蛾Toll通路4个免疫基因(βGBP、Toll、Cactus和Dorsal)表达量上升。本研究在抗菌肽方面为进一步研究小菜蛾抵御病原真菌入侵的分子机制提供基础信息,也为新的害虫防治方法提供了思路和靶标。     

富甘氨酸果蝇抗菌肽在大肠杆菌中的直接表达和纯化

利用RT-PCR技术从果蝇总RNA中克隆出富甘氨酸果蝇抗菌肽基因,将该基因插入原核表达载体pET-32a(+)的Nde I和Xho I酶切位点之间,然后用重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)利用乳糖操纵子的葡萄糖效应IPTG诱导表达,经15%SDS-PAGE、Western blot分析,在大约8 kD处出现了含6×His标签的抗菌肽蛋白.再以Ni-N TA纯化树脂进行亲和层析、脱盐、冻干,成功制备了富甘氨酸果蝇抗菌肽蛋白.     

利用生物信息学对植物抗菌肽的预测与分析

植物抗菌肽是植物自身合成的用于抵御外来侵害的一类小分子多肽,对多种微生物和真菌都有抑制或杀伤作用。现阶段发现的植物类抗菌肽主要有甘氨酸类抗菌肽、植物防御素、豌豆球蛋白、橡胶蛋白、环杆菌素、环状抗菌肽、抗真菌蛋白等。该文运用生物信息学方法,对植物抗菌肽的分类、平均疏水性、跨膜区域、信号肽、亚细胞定位等方面进行预测及分析。     

家蚕抗菌肽-死亡素杂合肽基因在大肠杆菌中的克隆与表达

近年来的研究发现,抗菌蛋白在生物体非专一性防御系统有着重要的作用,已有数十种具有抗菌活性的多肽被分离,这些多肽可大致分为3类,即含分子内二硫桥的抗菌肽;具有双亲a-螺旋结构的抗菌肽;以及富含某种氨基酸残基的抗菌肽[1],一般来说,这些抗菌肽具有分子量小,稳定性好,无细胞毒性,抗菌谱广等特点.多种抗菌肽的一级结构和二级结构已经确定[2],但作用机理仍不明了.一般认为可能存在两种作用模式,即1)通过肽-脂膜相关作用杀菌;2)通过受体介导的识别过程起作用[1].     

家蚕抗菌肽-死亡素杂合肽基因在大肠杆菌中的克隆与表达

近年来的研究发现 ,抗菌蛋白在生物体非专一性防御系统有着重要的作用 ,已有数十种具有抗菌活性的多肽被分离 ,这些多肽可大致分为 3类 ,即含分子内二硫桥的抗菌肽 ;具有双亲α 螺旋结构的抗菌肽 ;以及富含某种氨基酸残基的抗菌肽[1 ] ,一般来说 ,这些抗菌肽具有分子量小 ,稳定性好 ,无细胞毒性 ,抗菌谱广等特点。多种抗菌肽的一级结构和二级结构已经确定[2 ] ,但作用机理仍不明了。一般认为可能存在两种作用模式 ,即 1)通过肽 脂膜相关作用杀菌 ;2 )通过受体介导的识别过程起作用[1 ] 。ＣｅｃｒｏｐｉｎＢ是一种较早从家蚕中分离得到 ,由 …     

木霉peptaibols抗菌肽的研究进展

Peptaibols是一类由非核糖体肽合成酶(NRPSs)合成的富含α-氨基异丁酸(Aib)的特殊抗菌肽.目前发现的317种peptaibols大多由木霉属真菌产生.本文对木霉产生的这类特殊抗菌肽-peptaibols的多样性、发酵、分离纯化、鉴定及其生物合成进行了综述.     

一新富含甘氨酸果蝇抗菌肽在大肠杆菌中的优化表达

目的：探索大肠杆菌原核表达系统制备具有生物功能的抗菌肽的最佳诱导条件。方法：将富甘氨酸果蝇抗菌肽基因的核心片段构建表达载体pET32a＋中,经序列分析证实基因序列的正确性。在不同温度、不同时间和不同IPTG浓度进行诱导后,用15％SDS—PAGE检测融合蛋白的表达,发现有一条分子量约8kD的新增蛋白条带。结果：研究表明在37℃菌液OD值0．8时诱导7h蛋白表达量最高（IPTG0．7mmol/L,AMP100μg/ml,0．3％Glu）。结论：获得了抗菌肽表达的最佳诱导条件,为大量诱导产生该抗菌肽奠定了理论基础。     

家蝇抗菌肽Diptericin基因的克隆与分析

Diptericin是抗菌肽家族中的一员, 在昆虫先天免疫系统中起着重要作用。本研究通过EST序列筛选并结合RACE技术克隆了家蝇Musca domestica的Diptericin基因（Md-Diptericin, MdDpt）cDNA序列, GenBank登录号为FJ794602。其全长410 bp, 包含一个300 bp的完整开放阅读框（ORF）, 推导的氨基酸序列C端富含甘氨酸, N端富含脯氨酸, 同源性分析表明, 它与厩蝇Stomoxys calcitrans的Diptericin A mRNA相似性最高（identity=74%）。以邻接法（Neighbor-Joining, NJ）构建的系统关系表明, 家蝇Diptericin与其他双翅目昆虫的Diptericin起源于共同的祖先, 属于Attain_C超家族（Attacin_C superfamily）。基因定量分析表明, 大肠杆菌刺激后6～12 h, 家蝇幼体MdDpt表达出现明显上调。结果提示MdDpt基因在家蝇免疫防御过程中起着重要作用。     

Hepcidin,调节铁代谢平衡的新型抗菌肽

Hepcidin是一种富含半胱氨酸的新型抗菌肽,在哺乳动物肝脏中特异表达,具有抗细菌和真菌等抗菌肽的特性。更重要的是,其在机体铁代谢平衡的调节中起关键作用,并参与多种铁代谢紊乱疾病的发病机制。对Hepcidin的进一步研究,有助于开发治疗铁代谢异常疾病的新药物。     

凡纳对虾SWD抗菌肽基因的克隆与性质研究

目的:为了进一步探索抗菌肽分子的作用机制,我们以凡纳对虾具有单个WAP结构域的抗菌肽基因作为研究对象,进行分子生物学方面的分析。方法:通过cDNA全长序列的扩增,以及氨基酸序列的比较分析、系统进化树的分析以及分子结构的初步预测,我们对凡纳对虾SWD分子的结构进行了详细分析。结果:Lv-SWD的cDNA序列全长为434bp,编码92个氨基酸;Lv-SWD存在由24个氨基酸残基形成的信号肽序列,以及由8个保守存在的半胱氨酸残基形成的WAP结构域和一段富含脯氨酸的结构基序。结论:通过这些分子结构的研究,以及与其他SWD分子的比较,作者推测Lv-SWD分子是一种具有抑菌活性的抗菌肽分子,它在凡纳对虾的先天免疫系统中应该发挥着重要的免疫功能。     

抗菌肽结构改造与人工智能研发策略

抗菌肽是一类广泛存在于生物体内的小分子肽,参与构成生物体先天免疫,可以有效抵抗病原微生物的入侵。抗菌肽具有广谱抗菌活性,且不易产生耐药性等特点,在治疗感染性疾病方面具有独特的优势,有望成为理想的抗感染药物。然而,由于部分抗菌肽尚存在稳定性差、毒性高等问题,限制了抗菌肽的广泛应用。由于人工智能算法能有效合成具有高稳定性、低毒性的抗菌肽,在探索天然抗菌肽中展现了巨大的潜力,因此本文简述了抗菌肽的抗菌机制、结构改造以及利用机器学习和深度学习等人工智能算法进行新型抗菌肽研发的优化策略,以期为抗菌肽结构优化及研发提供新思路。     

细菌对抗菌肽的耐受机制

抗菌肽广谱、高特异、高生物活性等特点决定其具极大的临床应用潜力,然而抗菌肽的耐受是其药物开发必须重视和亟待克服的问题。从生物学的观点看,部分细菌可以产生抗菌肽,其必定存在逃避自身抗菌肽作用的机制;从进化的观点看,宿主和病原体之间是相互抑制、相互逃避、相互适应的关系,细菌在漫长的进化中会形成应对抗菌肽的特殊机制。抗菌肽对细菌存在多种作用机制,其核心是依赖于与细胞膜相互作用或进入细胞,进而改变膜完整性或干扰胞内生理生化反应导致细菌死亡;而细菌通过减弱抗菌肽结合、降低抗菌肽有效浓度等方式产生对抗菌肽的耐受。这些耐受机制也为抗菌肽类药物开发提供重要的启示。     

蜂王浆中一种有抗菌活性的小肽

用分子筛柱层析的方法,从蜂王浆的水溶性物质中分离出一种新的活性肽,对革兰氏阳性菌有明显的抑制作用,其分子量约为2.3kD,含8种氨基酸,其中甘氨酸占33%,表明它是一种富含甘氨酸的小肽。     

抗菌肽的研究现状和挑战

抗菌肽(AMPs)广泛存在于生物体内,可以协助机体抵御外源微生物的侵害,是生物体先天性防御系统中的重要组成成分。普遍认为,抗菌肽通过膜损伤机制,破坏微生物细胞膜或细胞壁的完整性,达到抑杀微生物的目的。然而,越来越多的证据表明抗菌肽还存在非膜损伤机制,作用于胞内靶位点杀伤细胞。由于其独特的作用机制及广谱抗菌活性,抗菌肽被应用于各行各业。但是,抗菌肽的推广应用也面临着诸多难题,如生物稳定性、抗菌活性的维持和微生物耐受性等。主要对抗菌肽的种类、作用机制、微生物对抗菌肽耐受性的产生机制及抗菌肽的应用和挑战进行综述。     

烟草富含甘氨酸RNA结合蛋白在大肠杆菌中的表达

目的:克隆烟草富含甘氨酸RNA结合蛋白基因(glycine-rich RNA-binding protein,GRRBPs)并进行原核表达,为制备抗体和研究烟草抗逆性分子机理打下基础。方法:从总RNA中反转录扩增并克隆烟草富含甘氨酸RNA结合蛋白NtRGP-1a和NtRGP-3全长cDNA,将cDNA序列克隆到表达载体pGEX4T-1上,构建了重组表达质粒pGEX4T-1/NtRGP-1a、pGEX4T-1/NtRGP-3,转化大肠杆菌rosetta,IPTG诱导表达,GSTrap 4B亲和层析柱对重组蛋白进行纯化。结果:重组蛋白在大肠杆菌中可以高效表达,SDS-PAGE显示其相对分子质量与预计大小一致,蛋白纯度占总蛋白的95%以上。结论:成功克隆和表达了烟草富含甘氨酸RNA结合蛋白NtRGP-1a和NtRGP-3基因序列,为制备抗体和烟草抗逆性分子机理等进一步的研究奠定了基础。     

绵羊抗菌肽研究进展

抗菌肽是动植物先天性免疫系统的组成部分。概述了绵羊抗菌肽Defensin、Cathelicidins、SAAPs的研究进展和应用前景,并分析了在绵羊抗菌肽研究中存在的问题。     

牛乳酪蛋白源抗菌肽的研究进展

抗菌肽是具有抗菌活性的肽类物质的总称。除了广泛存在于生物体内的内源性抗菌肽外,已从酪蛋白的酶解产物中获得了多种外源性抗菌肽。抗菌肽的抗菌机理独特,有望成为新一代抗菌剂。简要综述了牛乳酪蛋白源抗菌肽的种类、抗菌机理及其研究展望。     

木霉菌抗菌活肽peptaibols合成调控机制研究进展

木霉菌Trichoderma spp.是广泛存在于土壤环境的丝状真菌,能够产生丰富的次生代谢物,具有抑制病原菌和促植物生长等功效,在农业和医药领域有广泛应用。Peptaibols是一类由非核糖体肽合成酶（non-ribosomal peptide synthetase,NRPS）合成的富含α-氨基异丁酸（Aib）的线性、具抗菌活性及长度不等的多肽。本文基于国内外关于木霉菌产生peptaibols的研究发展现状,重点介绍了peptaibols生物合成酶NRPSs基因簇,合成途径和调控模式,提出未来peptaibols类抗菌肽研究关注的焦点,有利于深入挖掘更具生物医药价值的抗菌肽产物。