喜树碱诱导的草地贪夜蛾Sf9细胞凋亡

传统植物源杀虫剂喜树碱具有优异的抑制昆虫生长发育活性, 其诱导昆虫细胞凋亡的作用方式和机制尚不明确, 极大地限制了喜树碱在植物保护领域的应用开发。本研究以1 μmol/L喜树碱诱导草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9细胞呈现细胞皱缩、微绒毛消失和染色质边集等典型细胞凋亡早期超微结构形态特征, 中期凋亡小体逐渐出现并急剧增多, DNA电泳分析可见清晰DNA片段化凋亡特征。流式细胞术分析表明1 μmol/L喜树碱诱导Sf9细胞12 h凋亡率达到最大值39.67%, 是对照的13.13倍, 随后减小。喜树碱诱导Sf9细胞凋亡在12 h和24 h 时Sf caspase-1分别出现两个活性高峰, 表明其作为效应因子在细胞凋亡级联反应过程中具有影响作用。喜树碱显著抑制Sf9细胞拓扑异构酶Ⅰ活性, 阻断解旋负超螺旋pBR322 DNA, 导致DNA损伤进而启动细胞凋亡级联反应使Sf caspase-1活性增加, 提示其信号转导过程是细胞凋亡诱导机制之一。本研究通过分析喜树碱的诱导昆虫Sf9细胞凋亡, 对揭示喜树碱诱导昆虫细胞凋亡的作用机制具有重要启示和帮助。     

野桑蚕谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）基因的诱导表达定量分析

谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）在机体的解毒代谢和抗氧化中起重要作用。为了从分子水平上探究野桑蚕Bombyx mandarina对杀虫剂抗性的产生机理,本研究采用实时荧光定量RT-PCR方法,对GSTs基因在正常饲养野桑蚕5龄幼虫及用敌敌畏和溴氰菊酯处理5龄幼虫不同组织中的转录水平进行检测,并采用Actin3内源参照基因对检测结果进行归一化处理。结果表明：用敌敌畏和溴氰菊酯处理5龄幼虫24 h后,GSTs基因在各组织中的诱导转录水平存在差异,但GSTs基因在脂肪体中的诱导转录水平最高,其次为中肠,可能与这2种组织是野桑蚕主要的解毒器官有关。其中,GSTe2和GSTe5基因诱导转录水平相对较高,推测这2个基因可能主要参与野桑蚕对外源物质的解毒代谢。     

斑蝥素对草地贪夜蛾Sf9细胞膜完整性和膜电位的影响

为明确斑蝥素对昆虫细胞膜的作用及其机理, 本研究利用草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的卵巢细胞系Sf9细胞作为实验材料, 采用透射电子显微技术(transmission electron microscope , TEM)、 激光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope, LSCM)结合荧光探针FDA/PI及DiBAC4(3)技术研究斑蝥素(cantharidin, CTD)对Sf9细胞膜完整性及膜电位（membrane potential, MP）的影响。结果表明： 32 μmol/L CTD处理6 h和12 h后, 电镜观察均未发现细胞膜结构破损; FDA/PI染色后, 32 μmol/L CTD处理0.5 h后细胞FDA荧光强度比对照显著降低(P<0.05), 碘化丙啶（propidium iodide, PI）染色的细胞比例与对照无显著性差异(P≥0.05)。32 μmol/L CTD处理140 s后即引起MP发生显著性去极化(P<0.05); 64 μmol/L CTD处理瞬时MP发生显著性去极化(P<0.05); 32 μmol/L CTD处理3 h内及64 μmol/L CTD处理2 h 内MP仍保持显著性去极化(P<0.05), 之后去极化程度降低; 32 μmol/L CTD处理6 h及64 μmol/L CTD处理3 h时MP去极化与对照组相比已无显著性差异(P≥0.05)。结果说明, CTD处理短时间内可引起Sf9细胞膜电位去极化并维持一段时间, 同时导致细胞活性发生不可逆下降, 但未对细胞膜结构完整性产生破坏。     

膜蛋白KCNN1在昆虫细胞Sf9中的表达与纯化

目的:利用昆虫细胞表达系统真核表达并纯化小电导钙激活钾离子通道蛋白1(KCNN1)。方法:以基因重组方法构建杆状病毒穿梭质粒reBacmid-KCNN1,将其转染至杆状病毒/Sf9细胞表达系统表达目的蛋白,并用Western印迹鉴定KCNN1的表达水平;用Ni-IDA-Sepharose CL-6B亲和层析柱纯化裂解细胞上清中的KCNN1,并用Western印迹鉴定纯化结果。结果:KCNN1在Sf9细胞中高效表达,通过亲和层析获得了纯化的KCNN1。结论:膜蛋白KCCN1在昆虫细胞Sf9中的表达与纯化,为深入研究其分子生物学功能提供了材料,也为全长膜蛋白的体外表达提供了一套可借鉴的实验方法。     

Bruton酪氨酸激酶在昆虫细胞中表达的初步研究

用杆状病毒表达载体系统表达小鼠Ｂｒｕｔｏｎ酪氨酸激酶（Ｂｒｕｔｏｎｔｙｒｏｓｉｎｅｋｉｎａｓｅ,Ｂｔｋ）．构建重组转染载体时,于Ｂｔｋ起始码的上游插入了一段Ｈ９０２序列．用重组转染载体、苜蓿夜蛾核型多角体病毒线性ＤＮＡ和质脂体共转染Ｓｆ９昆虫细胞,经过对重组杆状病毒三轮扩增后,用Ｈ９０２抗体检测表明,昆虫细胞中Ｂｔｋ的表达已达最高水平．对表达后Ｂｔｋ自身磷酸化检测表明,该激酶具有自身磷酸化活性．从而证实Ｂｔｋ在昆虫细胞中的表达获得了成功     

桑蚕金属硫蛋白基因在大肠杆菌中的克隆和表达

用\%Bam\%HⅠ和\%Sac\%Ⅰ双酶切质粒pCM1\|1,获得酵母的MTI基因片段,用非放射性地高辛标记作为探针。提取桑蚕肥苏蚕卵的总DNA,分别用\%Eco\%RⅠ、\%Bam\%HⅠ和\%Hin\%dⅢ酶切,与MTI探针进行Southern杂交,出现较强的杂交信号。然后用\%Eco\%RⅠ完全酶切桑吞的总DNA,电洗脱法回收1～6kb的染色体片断,与\%Eco\%RⅠ酶切的M13-载体以3∶1比例连接,转化受体菌DH5α。筛选到4 000多个白色转化子,与探针MTI进行Southern杂交筛选阳性转化子,选择到有强杂交信号的三个转化子［编号为T1(pZHC\|1)\,T5(pZHC\|5)\,T7(pZHC\|7)\]。用12种限制性内切酶对pZHC\|5重组质粒进行酶切分析表明插入片段约12kb,在基因内有一个\%Hin\%dⅢ位点。抗性测定表明受体菌DH5α在含有50mmol/L CuSO\-4的培养基上生长,在含有52mmol/L CuSO\-4的培养基上不生长,而转化子确能在含有52mmol/L CuSO\-4以上的培养基上生长。上述研究结果表明12kb左右的插入片段含有桑吞的金属硫蛋白基因。     

抗黄曲霉毒素B1单链抗体在Sf9昆虫细胞中的表达与性质分析

目的:在原核表达抗黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)单链抗体(single chain Fv fragment,scFv)研究的基础上,为进一步了解和提高抗AFB1 scFv的活性,利用Sf9昆虫细胞表达抗AFB1 scFv,并对其活性进行探索研究。方法:构建pFastBac 1-scFv2E6VHVL重组质粒,将重组质粒转化Escherichia coli (E. coli) DH10Bac细胞,进行蓝白斑筛选,挑取阳性克隆。提取相应的重组杆状病毒穿梭载体Bacmid侵染Sf9昆虫细胞,表达scFv,利用镍亲和层析法纯化scFv,并以ELISA检测scFv活性。结果:蓝白斑筛选后,经菌落PCR和测序验证挑取的白斑阳性单克隆含有正确的单链抗体基因。提取相应的重组杆状病毒穿梭载体Bacmid侵染Sf9昆虫细胞,通过Western blot检测得知抗AFB1 scFv在Sf9昆虫细胞中成功表达。AFB1对scFv的抑制中浓度(IC₅₀)为30μg/ml。结论:与E. coli BL21(DE3)表达系统相比,scFv灵敏度转好,但仍有较大提升空间。     

野桑蚕酚氧化酶原基因cDNA的分子克隆及其特征

酚氧化酶在昆虫的免疫防御机制中起着重要作用。利用RT-PCR和RACE方法,克隆了野桑蚕酚氧化酶原基因,获得了其cDNA序列。该序列长2 134 bp,含有一个2 082 bp的完整开放阅读框,编码一个由693个氨基酸残基组成的蛋白质。推导的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫PPO2基因相应氨基酸序列有较高的同源性,该序列具有它们的PPO基因所共有的典型特征。组织特异性表达分析表明了该基因在野桑蚕5龄幼虫的血细胞、体壁、头部、精巢、卵巢、脂肪体和中肠等组织及其不同的发育阶段均有表达。这些结果为进一步研究野桑蚕酚氧化酶原基因的功能提供了分子基础。     

家蚕谷胱甘肽-S-转移酶基因BmGSTz1的克隆、序列分析及组织表达特征

谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)是一个功能广泛的超基因家族, 其中Zeta家族在动物、植物和细菌中均有分布。在哺乳动物中, Zeta GSTs具有马来酰乙酰乙酸异构酶（MAAI）活性, 参与苯丙氨酸/酪氨酸的代谢过程。本研究对家蚕Bombyx mori基因组中预测的GST基因（BmGSTz1）进行了表达序列标签的搜索, 经拼接后获得一条含有3′和5′非翻译区在内的长度为1 239 bp 的cDNA序列, 其3′端含有AATAAA加尾信号。BmGSTz1基因含有4个内含子, 外显子/内含子边界均符合GT-AG 规则。经TA克隆证实, BmGSTz1基因编码区序列全长648 bp, 共编码215个氨基酸。BmGSTz1推定的分子量为24.8 kD, 等电点pI为8.06。BmGSTz1与其他昆虫和哺乳动物GSTz1的氨基酸序列高度保守, 进化分析表明家蚕BmGSTz1与黑腹果蝇Drosophila melanogaster、冈比亚按蚊Anopheles gambiae、意大利蜜蜂Apis mellifera和赤拟谷盗Tribolium castaneum的GSTz1形成1∶1∶1∶1∶1的直系同源关系。RT-PCR和基因芯片数据表明BmGSTz1在家蚕5龄第3天幼虫各组织中都有表达。序列和组织表达特征分析结果提示家蚕BmGSTz1可能具有MAAI活性, 这将为进一步深入研究BmGSTz1基因的功能提供参考。     

Purification and Characterization of Aspartic Protease Derived from Sf9 Insect Cells

An aspartic protease that is significantly produced by baculovirus-infected Spodoptera frugiperda Sf9 insect cells was purified to homogeneity from a growth medium. To monitor aspartic protease activity, an internally quenched fluoresce (IQF) substrate specific to cathepsin D was used. The purified aspartic protease showed a single protein band on SDS–PAGE with an apparent molecular mass of 40 kDa. The N-terminal amino acid sequence of the enzyme had a high homology to a Bombyx mori aspartic protease. The enzyme showed greatest affinity for the IQF substrate at pH 3.0 with a K _m of 0.85 μM. The k _cat and k _cat?K _m values were 13 s^?1 and 15 s^?1 μM^?1 respectively. Pepstatin A proved to be a potent competitive inhibitor with inhibitor constant, K _i, of 25 pM.     

庚型肝炎病毒NS3蛋白在昆虫细胞中的表达

庚型肝炎病毒(HGV)/GB病毒C(GBV-C)疑似引起人类庚型肝炎[1～3].HGV和GBV-C为同一病毒的两个不同分离株,本文将其称为GBV-C/HGV.GBV-C/HGV属黄病毒科,为单股正链RNA病毒,全长约9.4kb.基因组中仅含有一个单一开放阅读框,编码E1、E2结构蛋白和NS2、NS3、NS4及NS5非结构蛋白.GBV-C/HGV的NS3蛋白具备丝氨酸蛋白酶活性和解旋酶活性[3],在NS3蛋白中还存在线性抗原表位[4],因此,NS3蛋白是GBV-C/HGV的重要功能蛋白.     

昆虫细胞制备AAV-ITR基因表达微载体

AAV-ITR基因表达微载体是只含有腺相关病毒(Adeno-associated virus,AAV)倒置末端重复序列(Inverted terminal repeats,ITR)、基因表达顺式元件和目的基因,而不含有其他外源DNA序列的双链或单链DNA。本研究利用杆状病毒表达系统,制备得到两种重组杆状病毒Bac-ITR-EGFP和Bac-inrep,并将二者的P3代病毒共同感染昆虫细胞Spodoptera frugiperda(Sf9),抽提小分子量DNA,获得AAV-ITR-EGFP基因表达微载体,2×107的Sf9细胞抽提可以得到100μg AAV-ITR-EGFP基因表达微载体,核酸电泳显示AAV-ITR-EGFP基因表达微载体主要以单体和二聚体的形式存在。将AAV-ITR-EGFP基因表达微载体通过polyethylenimine(PEI)转染HEK 293T细胞,24 h后荧光显微镜观察有EGFP表达,48 h后达到高峰,转化效率达到65%。     

利用Bac-to-Bac系统表达棉蚜的乙酰胆碱酯酶

Bac-to-Bac昆虫杆状病毒表达系统是一种高效真核表达系统。采用重组DNA技术构建棉蚜乙酰胆碱酯酶1(AChE1)表达质粒,应用该系统在昆虫Sf9细胞系中成功表达了棉蚜的AChE1。表达的AChE以可溶性形式释放于细胞培养液中,对其自然底物类似物ATChI的Km值为(144·5±28·6)μm;对抗蚜威、唑蚜威、氧化乐果和灭赐松等4种杀虫剂的敏感性指数(Ki值)分别为513、1883、5和23(mM·min)-1,与文献报道的测定结果基本一致。昆虫细胞被重组病毒感染后第2~3天所得产物的活性最高;该产物在-20℃保存90d后活性没有明显下降,4℃保存60d后下降40%,室温(22℃)保存7d后即下降70%。     

Gene analysis of an antiviral protein SP-2 from Chinese wild silkworm, Bombyx mandarina Moore and its bioactivity assay

The cDNA encoding an antiviral protein SP-2 against BmNPV was cloned from the midgut of Chinese wild silkworm, Bombyx mandarina Moore (GenBank access AY945210) based on the available informa- tion of the domesticated silkworm. Its cDNA was 855 bp encoding 284 amino acids with predicted mo- lecular weight of 29.6 kDa. Its full length in genomics was 1376 bp, including 5 exons and 4 introns. The expression analysis indicated that it was only expressed in midgut, and its expression level was higher during feeding stage of larval instars while very lower during the moltism and mature stages. The de- duced amino acid sequence of this protein showed eight-amino-acid variation compared with the counterpart of domesticated silkworm. Its antiviral activity was assayed through in vitro test. The re- sults indicated that it showed strong bioactivity against BmNPV, and its activity was 1.6 fold higher that the counterpart of domesticated silkworm.