家蝇抗菌肽AMPs17蛋白原核表达条件的优化及其抗真菌活性检测

目的:优化AMPs17重组蛋白的原核表达条件,分析重组蛋白的抗真菌活性。方法:比较不同的诱导温度(25℃、28℃、30℃、32℃、34℃)、异丙基硫代-β-D半乳糖苷(IPTG)诱导浓度(0. 025mmol/L、0. 05mmol/L、0. 1mmol/L、0. 3mmol/L、0. 5mmol/L、0. 8mmol/L、1. 0mmol/L)和诱导时间(12h、15h、18h、21h、24h)对AMPs17重组蛋白表达量的影响,筛选AMPs17重组蛋白的最佳表达条件;采用镍离子金属螯合剂亲和层析柱对重组蛋白进行纯化,SDS-PAGE和ImageJ图像分析系统对表达结果进行分析,Western blot对AMPs17重组蛋白进行鉴定,高效液相色谱分析重组蛋白的纯度,微量液体稀释法及菌落计数法检测其抗真菌活性。结果:在诱导温度为32℃、IPTG浓度为0. 05mmol/L的条件下诱导培养15h,AMPs17重组蛋白的表达量最高且最为稳定;HPLC色谱仪分析显示AMPs17重组蛋白纯度可达到90%以上;优化后的AMPs17重组蛋白能有效抑制白色念珠菌的生长。结论:优化了家蝇抗菌肽AMPs17的诱导表达条件,获得了高表达、稳定且具有抗真菌活性的蛋白质,为后续抗菌机制及应用研究提供一定的实验基础。     

家蝇抗菌肽AMP-17对白色念珠菌菌丝的抑制作用

【背景】AMP-17是从微生物诱导的家蝇转录组数据库筛选到的一条特异性高表达基因,采用原核表达体系获得其重组蛋白并证实了具有显著的抗菌效果,特别是对白色念珠菌具有较强的抗菌活性。【目的】研究抗菌肽AMP-17对白色念珠菌菌丝的抑制作用。【方法】采用微量液体稀释法测定AMP-17对11株白色念珠菌的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC);根据对AMP-17的敏感程度选取3株绘制生长曲线;通过光学显微镜观察并计数经AMP-17作用后白色念珠菌芽生孢子生成率及芽管形成率;倒置荧光显微镜观察白色念珠菌酵母相向菌丝相转化及以菌丝相为起点AMP-17促进菌丝相转化为酵母相的情况。【结果】AMP-17对支气管肺泡灌洗液分离株16105的MIC为10μg/mL,对粪便分离株16214的MIC为40μg/mL,对其余9株白色念珠菌的MIC均为20μg/mL;白色念珠菌经不同浓度的AMP-17作用后,各时间点的芽生孢子生成率均显著低于对照组,尤其是40μg/mL的AMP-17组,芽生孢子生成率仅15%,显著低于阳性药物氟康唑;各实验组芽管形成率显著低于对照组,且芽管形成缓慢,培养6 h后芽管形成率仅为6%,形成的芽管长度较短,仅为菌体的1-2倍。镜下观察低浓度的AMP-17即可以完全抑制白色念珠菌菌丝的生长,并且对已经形成的菌丝有一定的生长抑制作用,高浓度的AMP-17则可使已形成的部分菌丝向酵母相转化。【结论】家蝇抗菌肽AMP-17可抑制白色念珠菌菌丝生长。     

家蝇几丁质酶基因MDcht2的原核表达及其表达产物的酶学性质分析

几丁质酶是昆虫几丁质降解过程中的重要酶类.本研究旨在利用大肠杆菌(Escherichia coli)原核表达系统获得高纯度的MDCht2重组蛋白,并从几丁质酶活性及抗菌活性两方面来初步探讨MDCht2的生物学功能.MDCht2的cDNA序列设计包含酶切位点EcoRⅠ、Hind Ⅲ和6xHis标签的引物,以家蝇3龄幼虫的cDNA为模板进行PCR扩增,以pET28a(+)为载体构建重组质粒,并转化到大肠杆菌Transetta(DE3)中,经IPTG诱导,表达产物用SDS-PAGE凝胶电泳鉴定,利用Ni离子亲和层析技术纯化MDCht2重组蛋白,Western Blot技术及质谱分析鉴定纯化蛋白.以4MU-(GlcNAc)3为底物,测定重组蛋白的酶活性;采用微量液体稀释法分析重组蛋白对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白假丝酵母菌的抗菌活性.成功克隆MDCht2基因,构建了具有正确序列的原核重组表达质粒,将重组质粒导入Transetta(DE3)中,经镍柱纯化获得带His标签的重组MDCht2蛋白,质谱分析显示重组蛋白与MDCht2蛋白序列一致.酶活分析表明,不同浓度的MD-Cht2重组酶均有几丁质酶活性,呈现一定的量效关系;该重组蛋白的最适pH值为4.0,在pH=8.0时稳定性最好;最适温度为35℃;金属离子和Tris对MDCht2酶活均有抑制作用.抗菌活性结果显示,MDCht2蛋白对金黄色葡萄球菌,大肠杆菌均无抑菌效果,但对白假丝酵母菌有抑制作用,MIC值为225 μg/mL,MBC(Minimum bactericidal concentration)值为450 μg/mL.本研究成功获得了 MDCht 2重组蛋白,体外检测有较强的几丁质酶活性和抗真菌活性,为进一步研究该酶的功能奠定一定基础.     

RNA干扰MDCht9基因的家蝇幼虫的转录组分析

家蝇(Musca domestica)属于双翅目昆虫,广泛分布于世界各地,目前家蝇抗药现象较为严重.为了筛选及挖掘与防治有害医学昆虫相关的分子靶标,本研究以家蝇幼虫为实验对象,采用RNAi方法沉默家蝇几丁质酶MDCht9基因后,分析幼虫mRNA转录组表达变化,初步探讨MDCht9的功能.研究结果表明,在注射dsRNA 24 h后,幼虫MDCht9 mRNA的表达显著下降85％,提示干扰有一定效果.实验组与对照组相比共筛选出378个基因差异表达显著,其中上调基因162个,下调基因216个,占所有被检测到转录RNA基因的百分比为2.66％.通过GO和KEGG相关生物信息学分析,挖掘出涉及幼虫时期生长发育、蛋白质的消化与吸收、雄虫性成熟、物质代谢等相关通路基因.采用实时荧光定量PCR对差异基因进行验证,与转录组结果一致.本实验通过RNAi方法成功降低MDCht9基因mRNA表达,MDCht9基因参与幼虫时期生长发育、蛋白质的消化与吸收、雄虫性成熟、物质代谢等功能.本研究结果有助于后续生物信息学分析及为家蝇生长发育关键基因的挖掘提供基础数据,为害虫防治提供新的靶标途径.     

反向PCR法扩增花粉特异表达基因PSG076启动子

PSG076基因是从奥地利小麦品种‘Ferdinand’中分离的花粉特异性表达基因,功能未知.为获得可用于小麦基因工程的花粉特异性启动子,采用优化的反向PCR法分离PSG076启动子,获得了起始密码子上游约1.4 kb的启动子序列.生物信息学分析显示,该启动子除含有与花粉特异性表达相关的调控元件AGAAA和GTGA外,还含有花粉特异性表达相关的数量元件AGGTCA和AAATGA,推测其为活性较强的花粉特异性启动子.实验中对反向PCR方法的优化可提高扩增侧翼未知序列的效率,特别适用于启动子序列的扩增.