双叉犀金龟表皮蛋白TdCPR12611与TdCPR7854的表达纯化及特性分析

【目的】探析双叉犀金龟Trypoxylus dichotomus表皮蛋白的序列特征及生化性质。【方法】利用RT-PCR克隆双叉犀金龟表皮蛋白基因,利用生物信息学方法分析表皮蛋白的结构特征及系统发育;采用大肠杆菌Escherichia coli表达系统对双叉犀金龟表皮蛋白进行重组表达,并通过金属离子鳌合层析的方法对重组蛋白进行纯化;采用体外结合实验检测双叉犀金龟表皮蛋白与α-几丁质(α-chitin)、β-几丁质(β-chitin)、壳聚糖(chitosan)和胶体几丁质(colloidal chitin)的结合能力;观察确定蛋白液液相分离(liquid-liquid phase separation, LLPS)性质。【结果】克隆获得双叉犀金龟表皮蛋白基因TdCPR12611(GenBank登录号： MT813021)和TdCPR7854(GenBank登录号： MT813022)。系统进化分析结果表明,TdCPR12611与食粪金龟Onthophagus taurus OtCP-1的亲缘关系最近;TdCPR7854与食粪金龟的OtCP-acp20-1, OtCP-acp20-2和OtCP-acp20-3的亲缘关系最为接近,它们均属于CPR_RR-2家族。原核表达和纯化获得重组表皮蛋白TdCPR12611和TdCPR7854。两重组表皮蛋白与4种类型的几丁质具有不同结合能力,其中有41.4%的TdCPR12611与壳聚糖结合,而有62.3%的TdCPR7854与β-几丁质结合。TdCPR12611具有内部较为无序的结构,并能够在室温条件下自发团聚形成液液相分离现象,而TdCPR7854不能。【结论】本研究测定分析了双叉犀金龟CPR_RR-2家族表皮蛋白TdCPR12611与TdCPR7854的序列特征和与几丁质的结合特性。研究结果有利于加深人们对于昆虫表皮装配机制的了解,为蛋白仿生材料开发提供思路。     

菠菜叶绿体CF1-ATP合酶的分离纯化及其结构的原子力显微镜研究

用纤维素DE-52柱层析和硫酸铵分级分离法快速分离、纯化获得CF1-ATP合酶,聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对其纯度和凝胶内酶活性进行检测,研究了温度、pH值、盐浓度对CF1水解酶活性的影响,用原子力显微镜对CF1的形态结构进行了观察.结果发现,当pH值为8.0时,CF1可在0℃存放数天并保持其50%的活性,20%的甲醇溶液能够有效地保护酶分子的结构;实验还通过低温盐解作用获得了具有活性的亚基;用原子力显微镜观测显示CF1-ATP合酶分子平均大小约为18nm,按其直径大小可以分为三类,推测其分别对应着ATP合酶的三种状态,即空置态、疏松结合态和紧密结合态.     

麋鹿鹿角脱落、群主更替、产仔的年节律及其环境影响因子

本文在2014—2016年三个冬季(12月—翌年2月)收集了北京南海子麋鹿苑半散放麋鹿自然脱落的角,并观察和记录了2015—2017年发情期(5—9月)群主更替和2016—2018年产仔期(3—7月)麋鹿幼仔出生情况,结合2014—2018年年平均气温、季平均气温、月平均气温、年降雨量、雨季开始时间、种群密度等环境因子,对鹿角脱落、群主更替、产仔等繁殖特征的年节律及其环境影响因子进行了研究。结果表明：1)麋鹿鹿角脱落、群主更替、产仔的年节律均存在年际差异。2)鹿角脱落时间为12月开始,1月下旬或2月上旬结束。3)发情期为5月下旬或6月上旬开始,9月上旬结束;2015—2017年发情期时间有延长的趋势。4)产仔期为3月中旬或4月中旬开始,5月下旬或7月下旬结束。5)麋鹿鹿角脱落、群主更替、产仔的年节律存在明显的同步关系,其中鹿角脱落开始时间、鹿角脱落高峰期、鹿角脱落结束时间、第一次发情期开始时间、群主更替高峰期、产仔期开始时间、产仔高峰期、产仔期结束时间与前一年度比较均出现同步提前的现象。6)鹿角脱落年节律存在随着12月平均气温升高而提前的现象;产仔期开始时间和产仔高峰期存在随着前一年9月平均气温的升高而提前的现象。7)鹿角脱落年节律表现出随着年降雨量的增多而提前的现象;第一次发情期开始时间、群主更替高峰期的年节律表现出随着前一年度年降雨量的增多而提前的现象。8)麋鹿鹿角脱落、群主更替、产仔的年节律均不存在随着种群密度升高或降低而提前或延迟的现象。麋鹿繁殖特征的年节律是一个复杂的过程,受气候、营养、种群密度、纬度等环境因子的影响。