家蚕脂肪体蛋白质组学研究

通过高精度的双向电泳技术对家蚕末龄幼虫的脂肪体组织进行了研究,采用基质辅助质量飞行时间质谱对其中一些表达量较高的蛋白点进行了鉴定,并利用GPMAW软件结合家蚕基因组预测的蛋白质数据库构建了本地的肽质量指纹图谱数据库,对所得到的肽质量指纹图谱进行了分析。研究发现,经过双向凝胶电泳及其图象分析技术,银染可以分离出722个清晰蛋白点,这些蛋白质主要集中在分子量15～90kD区域,等电点pH4～8之间。MALDI-TOF-MS鉴定的41个蛋白点中都有较强的肽质量指纹信号峰,其中34个蛋白点得到了成功鉴定,其中包括了大量参与代谢的酶类、不同分子量的热激蛋白、重要的血液蛋白30K,Actin3等,这一结果对人们进一步认识家蚕脂肪体提供了有利的帮助。     

差异蛋白质组学在家蚕中的研究进展

差异蛋白质组是蛋白质组学的一个重要分支,通过对蛋白质组表达谱的比较,揭示细胞生理或病理状态的进程与本质,发现具有关键作用的蛋白。近年来,家蚕差异蛋白质组学发展迅速且涉及面广,已然成为家蚕蛋白质组学研究的热点。对差异蛋白质组学的主要研究方法,及在家蚕中的研究进展做一简要评述。     

饥饿胁迫下家蚕5龄起蚕中的蛋白表达谱及 BmLp-c 6的转录分析

【目的】分析家蚕Bombyx mori受饥饿胁迫后的蛋白质谱变化,探索其耐受饥饿的机理。【方法】以家蚕品种932为实验材料,利用双向电泳和质谱技术检测5龄起蚕经过24 h饥饿胁迫的蛋白质谱差异变化,利用荧光定量PCR技术分析BmLp-c 6的转录表达。【结果】经比对饥饿蚕和正常取食蚕的血淋巴蛋白谱,饥饿蚕有62个特异蛋白点。蛋白点的等电点在4.22~6.98之间,分子量分布在20.81～144.69 kDa间。选取只在饥饿时出现的特异蛋白点No. 7111进行质谱鉴定,根据其氨基酸序列进行引物设计,获得了目的基因BmLp-c 6,经与载体pET-21d(+)连接重组后,成功获得诱导表达。经实时荧光定量PCR分析,当5龄起蚕受到饥饿胁迫影响时,BmLp-c 6基因在血淋巴中大量转录表达,但在中肠中的转录表达水平却极低。【结论】家蚕5龄起蚕在饥饿胁迫下,血淋巴中的蛋白质谱发生变化,BmLp-c 6会大量转录表达。     

细菌感染后家蚕幼虫中肠差异表达基因的鉴定（英文）

作为遭遇各种微生物的前线, 昆虫的消化道在免疫反应中起到重要的作用。为了研究家蚕Bombyx mori肠道免疫反应, 我们利用基于ACP (annealing control primer)的反转录PCR技术, 从中肠组织中鉴定得到18个在经口器感染绿脓杆菌Pseudomonas aeruginosa 和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus后的差异表达基因,并利用荧光定量PCR分析了其中4个基因在感染后24 h内的动态变化。结果表明： 肽聚糖识别蛋白-L1（PGRP-L1)和一个丝氨酸蛋白酶前体基因特异性地受绿脓杆菌感染后上调; 30kP蛋白酶A基因受绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌2种细菌感染后上调。我们的研究鉴定了经口器感染后家蚕中肠中参与入侵细菌识别和免疫信号途径的基因, 可为对这些基因进一步的功能研究提供线索。     

家蚕中肠组织抗核型多角体病毒病的相关蛋白分析

家蚕中肠上皮是病毒经口侵入遇到的第一个组织。昆虫幼虫抵御杆状病毒的感染,可通过选择性的使感染的中肠上皮细胞发生调亡并在释放病毒粒子进入血淋巴之前使感染的细胞从中肠脱落。为研究家蚕抗核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV)病的机制,通过对BmNPV高度抗性和高度敏感性的家蚕品系杂交和回交构建了近等基因系。本文对家蚕高抗,敏感及近等基因系5龄起蚕中肠组织的蛋白质表达谱进行了二维电泳 (two-dimensional gel electrophoresis,2-DE) 分析,并利用基质辅助激光解吸电离飞行时间 (matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight, MALDI-TOF) 质谱对差异蛋白进行鉴定。结果发现了5个差异表达的蛋白。推测这些蛋白可能与家蚕中肠对BmNPV的抗性或感性有关。     

家蚕中肠特异启动子P56的克隆及活性分析

中肠是家蚕的消化器官,也是抵御外界病源入侵的生理屏障。为克隆和鉴定新的家蚕中肠特异启动子,首先利用RT-PCR检测家蚕组织特异表达候选基因Bm P56的表达特性,发现该基因只在中肠组织表达。进一步克隆该基因上游调控序列P56,构建由该序列驱动红色荧光蛋白基因DsRed表达的转基因载体p Bac[P56DsRed SV40,3×P3EGFP],经显微注射和荧光筛选获得转基因家蚕。表达分析显示,报告基因DsRed只在转基因家蚕中肠组织表达,与Bm P56的表达特征一致,说明克隆的上游调控序列P56是有活性的家蚕中肠特异启动子。     

水稻蛋白质组学研究

水稻是全球最重要的粮食作物之一,目前水稻基因组精细图谱已得到全面解析,运用以双向电泳和质谱分析为主的蛋白质组技术平台对水稻各种组织器官进行蛋白质组学研究也取得了诸多进展,对水稻蛋白质组研究背景,技术路线及取得的进展进行了介绍,并对水稻蛋白质组的发展作了展望。     

家蚕五龄幼虫血淋巴内维生素的研究

本实验对家蚕Bombyx mori五龄健康的雌雄幼虫、氟中毒的雌幼虫、细胞质多角体病毒(CPV)感染的雄幼虫血淋巴内的烟酸、烟酰胺、吡哆辛(VB₆)、硫胺素(VB₁)及核黄素(VB₂)含量,采用离子对反相色谱法进行了定量测定.在五龄幼虫发育阶段,血淋巴内每种维生素含量均是雌蚕高于雄蚕,健康者高于病态者,且病蚕含维生素的量持续下降;烟酸和烟酰胺浓度一直减少,可能是部分烟酸、烟酰胺在酶作用下与某些蛋白质结合,部分烟酸、烟酰胺形成NADP酶的缘故;VB₆、VB₁和VB₂浓度增加,是幼虫大量摄食、贮存能量和营养,供日后生命循环需要的结果.     

家蚕体液低分子蛋白Apolipophorin Ⅲ的质谱鉴定及表达分析

利用SDS-PAGE电泳对家蚕不同时期的血淋巴蛋白进行了研究。发现在家蚕羽化前,血淋巴液中有一个分子量约20kD的蛋白表达量明显上调。为了探究该蛋白的功能,本研究通过双向电泳分离和肽质量指纹图谱分析对该蛋白进行了鉴定。结果表明,此羽化前后高表达的蛋白为Apolipophorin Ⅲ蛋白,该类蛋白被普遍认为与昆虫的飞行能力有关。利用RT-PCR对该蛋白编码的基因进行了组织表达分析,结果表明该基因除了在马氏管几乎不表达外,其它组织均有表达,这也暗示了该蛋白除了与昆虫的飞行活动有关以外,还参与了幼虫及蛹期的其他重要的生命活动。     

五龄家蚕若干组织器官蛋白质数据库构建

为构建家蚕蛋白质数据库,达到从蛋白质水平研究基因的表达及表达产物的加工修饰的目的,采用五龄家蚕休体壁、中肠和脂肪为材料获取蛋白质样品,用蛋白质双向电泳技术分离、纯化蛋白质,对其中的40个蛋白质斑点进行了氨基酸序列分析及同源性检索,发现其中58.5％的蛋白质与果蝇的有关蛋白质具有较高同源性,36.5％与其他生物的蛋白质具有较高同源性,只有5％与家蚕已知蛋白拷贝产高同源性,研究发现有27个蛋白质的N－末端氨基酸序列在家蚕中是第一次被检测到,并通过互联网向SWISS－PROT数据库进行了登录。研究证明利用蛋白质数据库的结果,可以得到基因表达及其产物修饰的信息。     

Silkworm Midgut Proteins Interacting with a Hemolymph Protease Inhibitor,CI-8

CI-8 is the chymotrypsin inhibitor in hemolymph from the silkworm, Bombyx mori. It occurs in the midgut at the spinning stage of larva, but little information on the mechanism of its uptake in the midgut is available. We found that two polypeptides interacting with CI-8 are in the midgut membrane, and we purified them using a biotinylated CI-8, viz., p29 and p60, having molecular sizes of 29 kDa and 60 kDa respectively. The structures of p29 and p60 were examined by N-terminal amino acid sequencing and peptide mass mapping, including tryptic digestion. p29 was highly similar to the matured 19G1-30K lipoprotein from hemolymph, but p60 was novel. Purified p29 was recognized by anti-19G1-30K antibody, and was confirmed to be similar to 19G1-30K. The antibody also neutralized the CI-8 binding ability of p29 in the midgut membrane. p29 and p60 are perhaps proteinaceous factors involved in the uptake of CI-8 into the midgut through the membrane.     

Midgut amylase,lysozyme, aminopeptidase,and trehalase from larvae and adults of Musca domestica

Based on polyacrylamide gel electrophoresis, density-gradient ultracentrifugation and thermal inactivation, there is only one major molecular species of each of the following larval enzymes (soluble in water or solubilized in Triton X-100): membrane-bound aminopeptidase (pH optimum 8.5; K_m 0.21 mM L-leucine p-nitroanilide; M_r 322,000), amylase (pH optimum 6.5; K_m 0.14% starch; M_r 66,000), lysozyme (pH optimum 3.5; K_m 0.3 mg/ml; Mr 24,000); and membrane-bound trehalase (pH optimum 5.0; K_m 1.09 mM trehalose; M_r 94,000). Except for lysozyme, the properties of adult digestive enzymes are different from those described for larval enzymes. Larval aminopeptidase and trehalase were purified by electrophoresis and larval lysozyme (contaminated with amylase) by density-gradient ultracentrifugation, and were used to raise antibodies in a rabbit. Antibodies raised against larval aminopeptidase, trehalase, and amylase did not recognize the imaginal enzymes, whereas those against larval lysozyme recognize imaginal lysozyme. The data suggest that the genes coding for digestive enzymes (except for lysozyme) are different in larvae and imagoes.     

Possible effect of 30K proteins in embryonic development of silkworm Bombyx mori

The silkworm Bombyx mori possesses a 30K protein family of 3×10~4 Da,the biologicalfunctions of which have not been fully identified.The relationship between the 30K protein family and theembryonic development of temperature sensitive sex-linked mutant strain of silkworm was investigated bytwo dimensional polyacrylamide gel electrophoresis(2D-PAGE)and Matrix assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry(MALDI-TOF MS).The results show that protein spots 1-5 of the 30Kprotein family,mainly existing in normal strain,are possibly related to embryonic development.The earlyconsumption of a 30K protein named 6G1-30K-1 and the accumulation of 30K proteins named 6G1-30K-3and 6G1-30K-4 are likely caused by the destruction of physiological balance in normal embryonic development,which may lead to lower hatchability of the temperature sensitive strain.The results suggest that reasonablemetabolism of 30K proteins is a prerequisite for the embryo's normal development.     

水稻蛋白质组学研究进展

蛋白质组是一个基因组所表达蛋白质的总称,研究内容包括蛋白质基本氨基酸序列的鉴定到相关性状、修饰、功能及不同类型蛋白分子相互作用等等。本文简要介绍了蛋白质组学的产生背景,以及主要研究技术包括双向电泳(2D-PAGE)质谱、蛋白质芯片、酵母双杂交,并重点介绍了近期水稻蛋白质组学应用研究进展。     

CUEDC2中CUE结构域的表达纯化及结构初探

目的:建立CUEDC2中CUE结构域的原核表达系统,获得13C、15N同位素标记的CUE结构域蛋白质,以用于结构生物学研究。方法:利用分子生物学方法将CUE结构域编码序列构建到pET-28a原核表达系统,表达和纯化13C、15N标记的重组蛋白;用SDS-PAGE等方法对其进行鉴定。结果:目的蛋白经SDS-PAGE和MALDI-TOF/MS检测,相对分子质量正确,圆二色谱和核磁共振波谱结果显示目的蛋白折叠良好。结论:获得了高浓度、高纯度、折叠良好的CUE结构域标记蛋白质,利于进一步的结构生物学研究。     

后基因组时代的植物蛋白质组学

蛋白质组学是后基因组时代功能基因组学研究的新兴学科和热点领域.简要介绍了蛋白质组学产生的科学背景、研究内容和研究方法.重点综述了植物个体水平、组织、器官和亚细胞水平蛋白组研究,植物蛋白质组学在植物遗传多样性、遗传突变体、植物的逆境生理等方面的研究进展.最后展望了今后的发展前景.     

家蚕分子生物学研究进展

近年来,应用RAPD技术,通过构建近等基因系的方法,已筛选出家蚕性别、抗性等连锁的分子标记。日本已成功地构建了家蚕28个连锁群的RAPD分子连锁图,并有7个连锁群和经典的遗传图相对应．我国也公布了RAPD和AFLP分子连锁图,由于密度不够出现28个以上的连锁群;家蚕生物反应器研究和开发已近20年历史,表达了数百种外源基因,由于表达量不高及产物分离纯化难度和成本问题,至今未能进入产业化;家蚕转基因有过比较好的尝试,改进转基因技术提高外源基因的整合率是今后主攻方向。     

家蚕对浓核病毒中国株(BmDNV-3)抗性及感性品系中肠的差异蛋白质分析

【目的】通过比较家蚕Bombyx mori抗性及感性品系的中肠蛋白质表达谱,获得家蚕对家蚕浓核病毒中国株（BmDNV-3）抗性相关的蛋白。【方法】利用双向电泳(2-DE)对感性品种华八35和抗性品种秋丰接种病毒后48 h的蛋白质表达谱进行比较分析,并对其中的差异蛋白进行MALDI-TOF-TOF质谱分析,通过NCBInr和MSDB数据库进行蛋白点的鉴定和功能分析。【结果】获得重复性较好的差异蛋白点16个,其中质谱鉴定出5种蛋白,它们分别是糖基转移酶（glycosyltransferase）、糖基转移酶-S（GlcAT-S）、21.5 kD小热休克蛋白（21.5 kD small heat shock protein）、V-ATP酶（vacuolar ATP synthase）和精氨酸激酶（arginine kinase）。这5种蛋白在抗性品系秋丰中的表达量均高于感性品系华八35。【结论】糖基转移酶和糖基转移酶-S仅在抗性品系中存在,提示它们可能是与抗性有关的蛋白。此外,增强的应激反应和能量代谢也可能与家蚕对BmDNV-3的抗性产生相关。     

家蚕蛾触角蛋白的双向电泳分析

为探讨家蚕Bombyx mori蛾触角发生发育、结构与功能的分子基础和调控机制, 我们采用双向电泳结合基质辅助质量飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)技术初步探讨了家蚕蛾触角蛋白及其雌雄表达差异。采用ImageMast 6.0软件分析电泳图谱, 在家蚕蛾触角中检测到约550个蛋白点, 主要集中在分子量14～70 kD, 等电点4～8之间。从雌雄蛾触角电泳图谱中分别检测到419和489个蛋白点, 其中雌雄匹配蛋白点有326对, 匹配率为71.81%。雌雄间表达差异点有34个, 雌雄分别所特有的特异蛋白点分别为9和20个。对特异和差异点进行MALDI-TOF/MS鉴定获得其中5种蛋白--成虫原基生长因子(imaginal disk growth factor)、表皮蛋白RR-1基序15(cuticular protein RR-1 motif 15)、硫醇过氧化还原酶(thiol peroxiredoxin)、空泡ATP酶B亚基(vacuolar ATPase B subunit)以及gasp前体(gasp precursor), 它们在雄蛾触角中表达量都比雌蛾高。这为家蚕触角蛋白的进一步研究提供了基本信息。