海参i型溶菌酶基因及其编码产物的结构特点

通过RT-PCR 和 RACE PCR技术,从海参(Stichopus japonicus)体壁中克隆得到一种溶菌酶基因(GenBank：EF036468).生物信息软件分析表明,其中全长cDNA为 713 bp,5′非编码区（UTR）246 bp,3′UTR 29 bp,开放阅读框438 bp,编码145个氨基酸,包括溶菌酶成熟肽124个氨基酸和信号肽21个氨基酸.对海参溶菌酶与多种无脊椎动物的c、g和i型溶菌酶进行分析比较,发现它与i型溶菌酶有较高的同源性,并具有i型溶菌酶高度保守的2个活性位点,即Glu34和Ser50.活性位点附近具有i型溶菌酶的一段特有的氨基酸保守序列MDVGSLSCG(P/Y)(Y/F)QIK,所以推断克隆的海参溶菌酶为i型.另外,通过搜索蛋白保守结构域数据库,发现海参溶菌酶与医用水蛭失稳酶相似性最高,并且这2个酶的三级结构模型也极其相似.因此推测,海参i型溶菌酶具有双功能特性,既能作用于细菌细胞壁的糖苷键使细胞裂解,又具有失稳酶的一些生化功能,能够水解纤维蛋白,这些特点在海参自溶过程中发挥重要的作用.     

海刺参i型溶菌酶基因的重组表达及抑菌谱分析

将本实验室已分离到的海刺参 (Stichopus japonicus) i型溶菌酶的基因(GenBank Accession No. EF036468)亚克隆进原核表达载体pET32a(+)中, 构建重组质粒pET32a(+)-SjLys, 转化至大肠杆菌BL21(DE3)pLysS。阳性克隆子经诱导表达、亲和纯化和透析复性, 得到了酶活力为19.2 U/mg的重组SjLys (rSjLys), 并对rSjLys进行了抑菌谱测定。结果表明, rSjLys对革兰氏阳性菌和阴性菌均有抑制作用, 尤其对常见的海洋致病菌副溶血弧菌和铜绿假单胞菌具有很强的抑菌活性。更为显著的结果是, rSjLys经100oC、40 min加热处理后, 失活的rSjLys对革兰氏阳性菌和阴性菌的抑菌能力高于rSjLys的9%~25%。上述结果表明, 海刺参溶菌酶是一种具有糖苷酶活性和非酶抑菌活性的特殊的i型溶菌酶, 且具有很广的抑菌活性, 在海刺参机体先天免疫系统中是一个重要的效应分子。