昆虫抗菌肽结构与功能关系及其在分子设计中的应用

昆虫抗菌肽在自然分布广泛,结构多样,其作用机制尚未确切阐明,但其结构上的某些共同特征与其功能密切相关,同时,对其结构与功能间关系的研究有利于设计合成新的抗菌肽,为以后发现活性更强,毒性更低且作用广谱的抗菌素奠定基础。     

抗菌肽的分布及其药用前景

抗菌肽在生物界分布广泛,从最低等的生物病毒、细菌到高等的动植物都有分布,抗菌肽不但广谱抗菌,能杀死耐药菌株,而且它的杀菌机制使病原菌不易发生耐药突变,有望开发为新一代抗菌药物,目前人类已在着手这方面的研究,并得到可喜的进展。     

中国家蚕抗菌肽人工合成类CMⅣ基因在甜菜夜蛾虫体中的表达

将人工合成的中国家蚕抗菌肽类CMⅣ基因与抗菌肽信号肽基因连接 ,经EcoRⅠ、HindⅢ双酶切后 ,克隆于pFASTBacⅠ的EcoRⅠ、HindⅢ酶切位点之间 ,得到重组转座载体pFASTBac ABP ,经测序证明阳性克隆正确。将重组转座载体转化HD1 0Bac大肠杆菌 ,得到重组Bacmid ABP。将重组Bacmid转染sf2 1细胞及感染甜菜夜蛾 (Laphygmaexigua)幼虫 ,在培养细胞上清及虫体血淋巴中均测到抗菌活性。经Northernblotting证明感染甜菜夜蛾幼虫中有类CMⅣmRNA的存在。且表达产物在酸性电泳中电泳行为与天然抗菌肽CMⅣ组分相似。为进一步利用昆虫细胞及虫体生产抗菌肽药物打下了基础。     

家蝇cDNA文库的构建

自Ｂｏｍａｎ小组 (Ｓｔｅｉｎｅｒ ,1981)从惜古比天蚕(Ｈｙａｌｏｐｈｏｒａｃｅｃｒｏｐｉａ)中分离、纯化出第一种抗菌肽天蚕素以来 ,人们已在昆虫和其他无脊椎动物中发现了 170多种抗菌肽 (Ｌｏｗｅｎｂｅｒｇｅｒｅｔａｌ ,1999)。目前 ,人们不仅搞清楚了多数抗菌肽的氨基酸序列、结构和功能特点 ,而且还对一些抗菌肽的基因进行了克隆 (陈留存和王金星 ,1999)。我们以家蝇为材料 ,分离、纯化出了抗菌肽 ,在此基础上 ,构建了经过诱导的家蝇ｃＤＮＡ文库 ,以克隆其基因。1　材料和方法1 1　实验材料家蝇 (Ｍｕｓｃａｄｏｍｅｓｔｉｃａ)…     

昆虫抗菌肽及其基因工程研究进展

昆虫抗菌肽是昆虫免疫后存在于血淋巴中的一类活性肽,具有广谱的抗菌、抗病毒、抑制肿瘤的生物活性,具有很高的应用潜力。本文主要介绍昆虫抗菌肽的类型、生理活性、基因的克隆与表达及转基因工程研究进展。 Insect Antibacterial Peptides and Its Progress in Advance on Genetic Engineering GONG Xia,YUE Guo-wei,SHI Yong-hui Laboratory for Animal Nutrition Research,College of Food Science,Southern Yangtze University,Wuxi 214036,China Abstract:Insect antibacterial peptides produced are kinds of bioactive peptides in hameolymph hen insect has been immunized.These peptides have the wide range of antibacterial,antiviral spectrum and inhibiting growth of tumor cell.The types of antibacterial peptides and its physiological activities,cloning and expression of the genes and transgenetic research are summarized.Its application on medicine and gene engineering are prospected. Key words：insect antibacterial peptides; physiological activity; gene     

抗菌肽基因转化大白菜获得抗病转基因植株及稳定遗传

软腐病是大白菜 (BrassicapekinensisRupr.)的三大病害之一。抗菌肽对软腐病菌有很强的杀伤作用。建立了根癌土壤杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens)EHA10 5 (pMOG4 10 )工程菌的高频转化载体系统 ,将抗菌肽基因导入目前推广种植的大白菜AB_81自交系 ,获得了转基因植株。PCR及Southernblotting分子杂交鉴定表明抗菌肽基因已整合到白菜基因组。转基因植株提取液的体外抑菌实验、试管苗及盆栽转基因植株的病原菌接种抗病测试结果表明转基因植株具有明显的抗病特性 ,并且能稳定遗传 ,转基因植株R1自交分离比为 3∶1,R5的转基因植株保持抗Km和抗病特性 ,可望以其为亲本选育出大白菜抗软腐病的新品种。     

抗菌肽VIP在毕赤酵母中的高效表达及鉴定

基于人抗菌肽VIP(Vasoactive intestinal peptide)基因序列,按照毕赤酵母密码子偏好性设计引物;用SOE-PCR法扩增目的基因;然后将目的基因克隆至毕赤酵母分泌型表达载体pPICZαA上,构建VIP分泌表达菌株GS115-p PICZαA-vip。用甲醇诱导96 h收集上清,用质谱进行鉴定,结果显示分泌表达产物与人抗菌肽VIP理论值(3 326.82 Da)完全一致,表明人抗菌肽VIP成功得到分泌表达。琼脂糖凝胶扩散法实验结果显示,重组VIP对大肠杆菌Escherichia coli ATCC25922和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus ATCC25923都有很强的抗菌活性,MIC(Minimal inhibitory concentration)分别为8 mmol/L和16 mmol/L。进一步细胞毒性和溶血性实验结果显示,重组VIP对正常细胞NCM460和IPEC-J2没有毒性,其对SD大鼠红细胞不具有溶血活性。通过透射电镜观察了VIP的抗菌机制,结果显示VIP主要通过破坏细胞膜的方式抑杀细菌。本研究为人抗菌肽VIP的开发应用和大量生产奠定了基础。     

野生大黑蚁中抗菌肽类物质的分离纯化及其耐热性

以野生大黑蚁为原料,采用索氏抽提法除脂后,经乙醇浸提法粗提,再利用透析法分离纯化,得到对细菌具有抑制作用的抗菌肽类物质,并对该抗菌肽类物质进行氨基酸分析和耐热性检测。结果表明：分离得到的抗菌肽类物质对枯草芽胞杆菌具有抑制作用,其抑菌圈直径为24 mm;结合索氏抽提除脂,乙醇浸提和透析法所得到的粗提物氨基酸含量较高;蚂蚁抗菌肽类物质表现出较高的热稳定性,80 ℃下加热50 min后抑菌活性下降。     

抗菌肽B基因导入水稻及转基因植株的鉴定

构建了一个适合在水稻中表达的含有抗菌肽B基因的转化载体(pCB1),应用基因枪转化法将其导入水稻未成熟胚,获得了一些转基因水和植株.Basta抗性鉴定,抗菌肽B基因PCR扩增分析,点渍印迹和Southern印迹分析结果表明,选择标记基因(bar)和抗菌肽B基因都已整合入转化水稻基因组中,Northern印迹分析证实了抗菌肽B基因在RNA水平上的表达.转基因水稻植株增强了对水稻白叶枯病和细条病的抗性.     

某些抗菌肽的研究进展

抗菌肽是各种生物防御系统的一个组成部分,是由于微生物等因素的侵染而产生的免疫应答反应产物,具有分子量低,热稳定,强碱性和广谱抗菌等特点,抗菌肽的正电荷与细菌细胞的磷脂头负电荷之间的相互作用是重要,肽分子氮端的两性螺旋是裂解细菌的主要部分,碳末端酰胺化与抗菌肽的广谱抗菌有关,抗菌肽具有独特的抗菌机理,能在细菌质膜上形成离子通道,破坏膜势,引起胞内物质泄漏,从而杀灭细菌。