苜蓿夜蛾丝氨酸蛋白酶基因cDNA序列的克隆与原核表达研究

【目的】丝氨酸蛋白酶(Serine protease,SP)是以丝氨酸为活性中心的重要的蛋白水解酶。在昆虫中,丝氨酸蛋白酶参与消化、发育、先天免疫反应和组织重建等重要的生理过程。本试验以苜蓿夜蛾Heliothis viriplaca为材料,克隆其丝氨酸蛋白酶基因的cDNA序列,再对该基因进行原核表达并对表达产物进行活性测定研究。【方法】从苜蓿夜蛾中肠中提取总RNA,通过RT-PCR和RACE技术,扩增获得丝氨酸蛋白酶基因cDNA全长序列,用大肠杆菌E.coli表达系统进行表达;再对表达的重组蛋白进行变性、纯化与复性,并以BTEE为底物进行活性测定。【结果】克隆得到的苜蓿夜蛾中肠丝氨酸蛋白酶基因命名为Hv SP,该基因已登录Gen Bank,登录号为KT907053。该基因全长1 017 bp,开放阅读框为886 bp,编码295个氨基酸,分子量约为30.8 ku,等电点为8.27,推导的氨基酸序列与其他昆虫丝氨酸蛋白酶氨基酸序列相似性在46%~92%之间。在Tris-HCl缓冲液中,p H为8.5时,复性的重组蛋白活性最高,为28.7 U/m L。荧光定量PCR结果表明,Hv SP基因的m RNA在苜蓿夜蛾的多个组织中特异性表达,且在中肠中表达量最高,但在唾腺中未检测到Hv SP的m RNA表达。【结论】该研究克隆了一个新的苜蓿夜蛾丝氨酸蛋白酶基因的cDNA序列,且原核表达后的重组蛋白经过变性、纯化及复性后具有活性,为进一步探索丝氨酸蛋白酶在昆虫体内的生理生化功能奠定了基础。     

污损生物膜细菌Pseudoalteromonas issachenkonii YT1305-1的鉴定及其代谢物化学成分分析

【目的】对污损生物膜细菌YT1305-1进行菌种鉴定;研究其作为污损生物膜优势菌之一的代谢产物。【方法】通过16S rRNA基因序列分析,结合系统进化树和细菌生理生化实验对菌种进行鉴定,通过硅胶柱层析分离方法和核磁共振检测技术分析其代谢物的化学成分。【结果】发现生物膜中存在明显的优势菌株,假交替单胞菌属为优势菌属之一。16S rRNA序列比对分析表明Pseudoalteromonas issachenkonii为优势菌种之一,将目标菌种命名为Pseudoalteromonas issachenkonii YT1305-1,对其代谢物化学成分进行分析,共得到10个化合物,其中包括5个二酮哌嗪(DKPs)类信号分子,环(甘氨酸-丙氨酸)(1)、环(脯氨酸-甘氨酸)(2)、环(脯氨酸-酪氨酸)(3)、环(4-羟基-脯氨酸-亮氨酸)(4)和环(4-羟基-脯氨酸-丙氨酸)(5),以及尿嘧啶(6)、胸腺嘧啶(7)、胸腺嘧啶脱氧核苷(8)、己二酸二(2-乙基己)酯(9)和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(10)。【结论】污损生物膜中存在明显的优势菌,其中之一为P.issachenkonii YT1305-1,在其代谢产物中发现了疑似信号分子的物质DKPs,有研究表明该物质能调控生物膜的形成,进而影响生物污损的形成,为探究生物污损现象奠定了物质基础。     

苜蓿夜蛾中肠丝氨酸蛋白酶cDNA的克隆、序列分析及原核表达

【目的】本研究旨在从苜蓿夜蛾Heliothis viriplaca中肠克隆出丝氨酸蛋白酶（serine protease, SP）基因的cDNA序列,测定原核表达后的蛋白经纯化及复性后的活性。【方法】运用RT-PCR和cDNA末端快速扩增方法（rapid amplification of cDNA ends, RACE）克隆苜蓿夜蛾幼虫中肠丝氨酸蛋白酶cDNA全序列,用大肠杆菌Escherichia coli表达系统进行表达。重组蛋白经纯化后,利用梯度透析法进行复性,以BApNA为底物,进行活性测定。【结果】克隆获得的苜蓿夜蛾中肠丝氨酸蛋白酶基因命名为HvSP（GenBank登录号：JX866720）,该基因全长880 bp,开放阅读框长762 bp,编码254个氨基酸,推测分子量和pI值分别为26.9 kDa和9.49。由HvSP推导的氨基酸与鳞翅目昆虫SP氨基酸序列的一致性在52%~95%之间,其中与棉铃虫Helicoverpa armigera SP（GenBank登录号：CAA72962）的氨基酸序列一致性最高,达95%。成功构建重组载体pET21b-HvSP进行原核表达,Western-blot鉴定确定为目的蛋白。蛋白可溶性分析发现重组蛋白为包涵体。在Glycine-NaOH缓冲液中,当pH为10.0时,复性的重组蛋白活性达到最高,为35.74 U/mL。【结论】本研究在苜蓿夜蛾体内获得了一个新的丝氨酸蛋白酶基因,且原核表达后的重组蛋白经过变性、纯化及复性后具有活性。该结果为进一步研究丝氨酸蛋白酶在鳞翅目昆虫体内的生理功能奠定了基础。