家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂20的表达特征分析

【目的】原核表达家蚕Bombyx mori丝氨酸蛋白酶抑制剂20(Serine proteinase inhibitor 20,Bm Serpin-20),分析Bm Serpin-20基因和蛋白组织表达分布特点,以及不同外源病原物刺激家蚕后Bm Serpin-20基因的表达模式。【方法】利用p ET-28a表达载体在大肠杆菌Transetta(DE3)中融合表达Bm Serpin-20蛋白,利用纯化的重组蛋白作为抗原免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,利用实时定量PCR技术及Western blot方法分别分析Bm Serpin-20基因和蛋白的组织表达水平,以及病原物免疫刺激后的表达模式。【结果】在大肠杆菌中正确表达和纯化了融合Bm Serpin-20蛋白,并制备了多克隆抗体;Bm Serpin-20基因和蛋白在脂肪体、中肠、血细胞、马氏管、表皮、睾丸、卵巢中均有表达,且在表皮中表达量最高;家蚕5龄幼虫经核型多角体病毒(Nuclear polyhedrosis viruses)、藤黄微球菌Micrococcus luteus、大肠杆菌Escherichia coli、白僵菌Beauveria bassiana处理后,Bm Serpin-20基因表达量先下调而后上调,但不同病原物在不同时间的影响不尽相同。【结论】研究了Bm Serpin-20基因和蛋白的表达模式,为下一步研究其在家蚕免疫系统中的作用奠定了基础。     

家蚕双重氧化酶BmDUOX的序列特征、表达模式及病原诱导表达

【目的】研究双重氧化酶(dual oxidase,DUOX)在家蚕Bombyx mori中的表达模式,探析其在家蚕肠道免疫机制中的作用。【方法】通过氨基酸多重序列比对和系统进化分析对Bm DUOX蛋白氨基酸序列特征进行研究,并采用RT-PCR方法扩增获得家蚕Bm DUOX膜外部分Bm DUOX_OM基因序列。在大肠杆菌Eescherichia coli(DE3)中诱导表达并通过亲和层析法纯化获得重组表达蛋白,以其为抗原免疫昆明鼠,获得对应的多克隆抗体;利用所得的抗体检测Bm DUOX的表达和细胞定位。通过半定量RT-PCR方法分析Bm DUOX在家蚕不同发育时期和组织中的表达模式及病原诱导表达谱。另外,利用活性氧检测试剂盒分析家蚕微孢子虫Nosema bombycis诱导后家蚕Bm E细胞的活性氧(ROS)的含量。【结果】生物信息学分析表明,Bm DUOX内有保守的Peroxidase,Ferric_reduct,EF-hand,FAD-binding和NAD-binding结构域,且具有6个跨膜区,跨膜形式与人类Homo sapiens、果蝇Drosophila melanogaster等的DUOX蛋白的跨膜形式一致。多重序列比对分析表明,Bm DUOX的过氧化酶区域内具有过氧化物酶的保守活性位点。克隆获得家蚕Bm DUOX_OM基因,并纯化获得重组表达蛋白,制备的鼠多抗具有较好的特异性。间接免疫荧光实验(IFA)表明,Bm DUOX位于家蚕Bm E细胞的细胞膜上。表达模式分析表明,Bm DUOX在家蚕5龄第3日幼虫和成虫中表达量较高;且在幼虫表皮、精巢、卵巢和头内高量表达,在成虫的卵巢、精巢、表皮和脂肪体内也有较高的表达量。病原诱导分析表明,通过肠道起始感染的家蚕微孢子虫能够诱导家蚕幼虫中肠Bm DUOX基因持续上调表达,且其诱导后的Bm E细胞内活性氧含量也明显增加,提示Bm DUOX调控的肠上皮ROS应答参与抵抗家蚕微孢子虫的侵染。【结论】Bm DUOX含有典型的结构域及保守的活性位点,表明其在家蚕中具有保守的生物学功能。Bm DUOX在家蚕不同发育时期、不同组织及病原诱导下的表达谱提示其可能参与宿主肠上皮对家蚕微孢子虫的免疫反应。     

家蚕二分浓核病毒NS1蛋白的表达及定位

[目的]在Bm N细胞中表达家蚕二分浓核病毒(Bombyx mori bidensovirus,Bm BDV)非结构蛋白NS1,并分析其亚细胞定位。[方法]在病毒非结构蛋白NS1基因5'端加上kozak序列、3'端融合Flag标签序列;将重组序列克隆至昆虫细胞表达载体pIBV5/His上,转染BmN细胞,通过Western blot和免疫荧光检测NS1蛋白的表达和亚细胞定位。[结果]PCR和酶切鉴定显示重组表达载体构建正确;Western blot检测到一条大小约37 kDa的特异条带,免疫荧光分析显示表达的蛋白主要定位于细胞核中。[结论]构建的真核表达质粒能在BmN细胞中稳定表达NS1蛋白,该蛋白主要定位在细胞核中。     

家蚕C类清道夫受体BmSR-C的基因克隆、原核表达及亚细胞定位

【目的】本研究旨在克隆与鉴定家蚕Bombyx mori C类清道夫受体基因BmSR-C,为探析其在家蚕免疫中的功能奠定基础。【方法】利用RACE技术克隆家蚕C类清道夫受体基因全长序列,并对其进行生物信息学分析。利用RT-PCR和qPCR方法对BmSR-C基因的时空表达情况进行检测。通过原核表达和Ni~+亲和层析的方法获得BmSR-C重组蛋白,免疫昆明小鼠制备抗BmSR-C多克隆抗体。利用ELISA法和Western blot分别对鼠抗BmSR-C蛋白多克隆抗体的效价和特异性进行检测。构建家蚕BmSR-C的真核表达载体,转染家蚕BmE细胞,分析该蛋白的亚细胞定位情况。【结果】克隆获得家蚕BmSR-C基因(GenBank登录号:BGIBMGA004577),其开放阅读框(ORF)全长为1 821 bp,编码606个氨基酸残基。BmSR-C具有典型的C类清道夫受体家族结构特征,主要由CCP, MAM和SO结构域以及靠近C端的单次跨膜结构域组成。进化分析结果显示鳞翅目昆虫SR-C单独聚为一支,家蚕BmSR-C与同为鳞翅目昆虫的草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda和大红斑蝶Danaus plexippus的同源蛋白亲缘关系最为接近。对BmSR-C基因的时空表达分析表明,BmSR-C在家蚕的马氏管和血细胞中高表达,而在其他组织中无明显表达;其在家蚕不同发育时期的血细胞中均有表达,且在4龄眠期的表达量达到峰值。ELISA检测结果显示,所制得抗体效价高达1∶128 000;Western blot检测结果显示,该抗体可以特异性识别重组蛋白。家蚕BmE细胞中的亚细胞定位结果表明BmSR-C主要定位于细胞膜。【结论】获得家蚕C类清道夫受体基因BmSR-C的完整cDNA序列及其表达特征;成功制备了BmSR-C的多克隆抗体,利用家蚕BmE细胞在细胞水平上分析了BmSR-C的亚细胞定位情况,推测其参与家蚕的生长发育及病原微生物入侵的免疫反应,为进一步研究BmSR-C的生物学功能奠定了基础。     

家蚕类泛素化翻译后修饰蛋白NEDD8的cDNA克隆、表达分析和亚细胞定位

【目的】NEDD8是一种重要的蛋白质翻译后修饰蛋白,对底物蛋白的功能具有重要的调节作用。本研究旨在探索家蚕Bombyx mori中NEDD8的功能。【方法】利用RT-PCR技术,从家蚕Bm N细胞中克隆了家蚕NEDD8完整的开放阅读框。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测家蚕NEDD8在不同发育阶段、5龄第3天幼虫不同组织中以及Bm NPV感染Bm N细胞后的相对表达量。通过构建GFP融合表达的重组Bm NPV(B.mori nucleopolyherovirus)感染家蚕Bm N细胞,在共聚焦显微镜下观察NEDD8在细胞中分布情况,用GFP抗体进行Western blot验证。【结果】克隆获得了NEDD8基因。序列分析表明,家蚕NEDD8高度保守,与家蚕泛素蛋白氨基酸序列一致性最高。qRT-PCR分析结果表明,NEDD8在家蚕的不同组织中均有表达,其中头部中表达量最高,其次是丝腺中,而在精巢和卵巢中表达量最低;在家蚕5龄第3天幼虫始到化蛹后第3天NEDD8的表达量开始逐渐增加,化蛾后降至低水平;在家蚕杆状病毒感染Bm N细胞的早期和极晚期NEDD8的表达量都有明显增加。GFP-NEDD8融合表达定位显示NEDD8在Bm N细胞内普遍存在,分布于整个细胞中,并且在感染48 h后存在细胞质内的聚集现象。【结论】NEDD8编码序列在物种间高度保守;NEDD8在家蚕幼虫头部中表达量最高,在化蛹阶段表达量逐渐增加;NEDD8在Bm N细胞内普遍存在并且可能与参与Bm NPV复制。本研究所得结果为进一步研究NEDD8在家蚕中的生物学功能及修饰底物蛋白的作用机制奠定了基础。     

利用优化改造的家蚕杆状病毒表达系统提高NS1表达产量

为优化家蚕杆状病毒表达系统,提高外源基因的表达产量。文中通过同源重组技术,用串联的氯霉素基因(Cm)表达盒和绿色荧光蛋白基因(egfp)表达盒将其替换,从而获得Chitinase和Cystein Protease两个基因缺失的家蚕杆状病毒载体。通过转座,将多角体启动子控制的家蚕二分浓核病毒(Bm BDV)ns1基因表达盒,定点插入到改造后的该分子载体中。将重组载体转染Bm N细胞,获得能表达家蚕二分浓核病毒(Bm BDV)NS1的缺失型重组病毒;另外,将多角体启动子控制的ns1基因转座到野生型Bm-bacmid中,获得能表达Bm BDV NS1的野生型重组病毒。将这两种病毒分别皮下注射家蚕,对感染后的家蚕血液中NS1表达水平进行比较,发现缺失Chitinase和Cystein Protease重组病毒感染的家蚕血液中,NS1的表达量是对照组的3倍,从而建立了一种高效表达可溶性NS1蛋白的方法,为靶蛋白的结构与功能研究奠定基础。     

家蚕前部丝腺特异表皮蛋白Bm11721的鉴定及表达

家蚕的丝腺是其丝蛋白合成和分泌的器官,根据其形态和功能的不同分为前部、中部和后部丝腺,前部丝腺不具有合成丝蛋白的能力,是丝蛋白构象发生转变的场所。剪切力在丝蛋白构象转变中起到重要的作用,其在家蚕前部丝腺主要由前部丝腺逐渐变细的管腔结构和富含几丁质及表皮蛋白的坚硬的内壁提供。鉴定家蚕前部丝腺新的几丁质结合蛋白,并调查其在家蚕幼虫不同组织的表达特征。通过几丁质亲和层析的方法在前部丝腺筛选并鉴定到一个新的具有几丁质结合功能的表皮蛋白Bm11721,其编码基因编号为BGIBMGA011721(Gen Bank Accession No.NM-001173285.1)。利用原核表达系统成功表达了该蛋白,通过Ni-NTA亲和层析的方法获得了Bm11721的重组蛋白并制备了多克隆抗体。组织表达分析发现无论是转录水平还是蛋白水平Bm11721均只在前部丝腺特异表达,且Bm11721蛋白在5龄期的前部丝腺中恒定表达。免疫荧光定位结果显示Bm11721蛋白定位在前部丝腺的内膜中,推测其可能与前部丝腺的机械硬度有关,为丝蛋白的构象转变提供剪切力。     

家蚕保幼激素结合蛋白Bmtol基因的克隆及表达分析

目的:克隆获得家蚕(Bombyx mori)Bmtol基因序列,并对其蛋白结构进行预测,分析其在组织和JHA处理后头部的表达差异,为该基因的功能研究提供参考。方法:以家蚕的全组织c DNA为模板利用RT-PCR技术扩增和克隆获得Bmtol基因c DNA全长序列,并提交至Gen Bank数据库;利用多种生物信息学软件预测分析其编码蛋白的理化特性和结构特征;采用MREGA5.0软件中的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建Bm TOL及其它昆虫同源TO的进化树;通过q PCR技术分析Bmtol基因在5龄3天家蚕不同组织的表达情况,及JHA处理5龄蚕后在0 h、24 h、48 h、72 h和96 h家蚕头部的表达情况。结果:克隆获得了家蚕Bmtol基因的c DNA序列(Gen Bank登录号KY681053),Bmtol基因的开放阅读框(ORF)长度为759 bp,编码252个氨基酸,预测其蛋白分子量为27.72k Da,理论等电点为6.16,有信号肽,无跨膜结构,且第25~251位氨基酸之间存在一个保幼激素结合蛋白家族JHBP保守结构域;N端为疏水区域,可能与保幼激素结合蛋白的核心部位有关。亚细胞定位分析表明,Bm TOL属于分泌型蛋白,主要集中在内质网-高尔基体-质膜分泌途径上。Bm TOL蛋白具有3个α螺旋,第34位的Cys和第44位Cys形成一个二硫键链接在α1螺旋和N末端,构成Bm TOL蛋白与配体结合的核心部位。序列比对结果显示,家蚕Bm TOL序列与其他昆虫TO的氨基酸序列一致性差别较大。家蚕Bm TOL与果蝇Dm TO的相似性为25.10%,与烟草天蛾的相似性为19.69%,与冈比亚按蚊的相似性为25.78%,与埃及伊蚊的相似性为23.53%,与黑花蝇的相似性为28.17%,与意大利蜜蜂的相似性为23.05%,与苹浅褐卷蛾的相似性为21.18%。系统进化树分析表明,所有选用昆虫TO形成两个大的分支:苹浅褐卷蛾Ep TO1、烟草天蛾Ms TO、意大利蜜蜂Am TOL、果蝇Dm TO和黑花蝇Pr TOL聚为一个分支,埃及伊蚊Aa TO、冈比亚按蚊Ag TOL-2和家蚕Bm TOL聚为另一大分支。q PCR结果显示,Bmtol基因在家蚕头部、表皮和精巢有较高表达,其他组织表达量很低或没有。在JHA处理的5龄家蚕的头部,Bmtol基因在处理后0 h、24 h、48 h、72 h和96 h的表达量差异不明显。结论:Bm TOL蛋白属于JHBP家族,具有JHBP家族的典型结构;组织表达谱和JHA处理结果暗示,Bm TOL属保幼激素结合蛋白(JHBP),在家蚕中除保幼激素结合之外还参与其他多种生理功能。     

家蚕凋亡蛋白抑制因子(BmIAP)基因真核表达与功能分析

【目的】家蚕Bombyx mori凋亡蛋白抑制因子(BmIAP)是在家蚕中发现的一个凋亡蛋白抑制因子(IAP)。本研究旨在验证家蚕BmIAP蛋白在家蚕细胞内的功能特征,以进一步研究BmIAP在家蚕细胞凋亡中的作用。【方法】对构建的瞬时表达载体PIZ/V5-BmIAP-dsRed,应用脂质体转染家蚕Bm N-SWU1细胞;应用实时荧光定量PCR和Western blot分析BmIAP mRNA及蛋白表达水平;通过150 ng/m L放线菌素D诱导家蚕Bm N-SWU1细胞12,18和24 h,应用免疫荧光及实时荧光定量PCR方法,分析BmIAP瞬时表达与细胞凋亡的关系。【结果】构建的瞬时表达载体PIZ/V5-BmIAP-dsRed能在家蚕Bm N-SWU1细胞表达BmIAP蛋白,其BmIAP mRNA表达水平上调近45倍,融合蛋白约为60 k D;BmIAP基因瞬时表达72 h后,BmIAP能显著抑制放线菌素D诱导12 h时的家蚕Bm N-SWU1细胞凋亡。【结论】BmIAP蛋白在家蚕细胞中能抑制家蚕细胞凋亡,是家蚕的一种凋亡蛋白抑制因子。     

家蚕二分浓核病毒VD1-ORF4基因在两类表达系统中的表达分析

[目的]为获得家蚕二分浓核病毒(Bm BDV)VD1-ORF4编码的可溶性蛋白,对该序列在两类表达系统中进行表达。[方法]在原核系统中,将靶基因克隆入载体p MAL-c2X中,使麦芽糖标签序列与靶基因5’端融合,将融合后的重组质粒转化大肠杆菌BL21,进而对其进行IPTG诱导,对诱导后的表达产物进行Western blotting分析;在真核表达系统中,以笔者实验室改造的Ac-Bacmid为分子载体,通过转座,将多角体启动子控制的VD1-ORF4表达盒定点插入到载体中,在脂质体的介导下,将整合型重组杆粒转染Sf-9细胞,将转染上清感染Sf-9细胞,并对其总蛋白进行Western blotting分析。[结果]在两类表达系统中,都只鉴定到Bm BDV VD1-ORF4部分序列的表达,其融合表达产物大小都约70 kDa。[结论]获得Bm BDV VD1-ORF4截短蛋白,为其功能研究奠定基础。     

Molecular cloning and characterization of prolactin-like protein C complementary deoxyribonucleic acid.

In this report, we describe the isolation and characterization of a full length cDNA clone for rat prolactin-like protein C (PLP-C) and describe the expression of PLP-C mRNA in the developing rat placenta. Nucleotide sequence analysis of the PLP-C cDNA clone predicted a mature protein of 238 amino acids, including a 30-amino acid signal sequence. The predicted PLP-C amino acid sequence contains seven cysteine residues, three tryptophan residues, and two putative N-linked glycosylation sites. Six of the cysteine residues in PLP-C are located in positions homologous to the cysteines of pituitary prolactin (PRL). Additional sequence similarities with pituitary PRL and other members of the rat placental PRL family are evident. The PLP-C gene was localized to rat chromosome 17. Northern blot analysis showed that the PLP-C cDNA clone specifically hybridized to a 1.0-kilobase mRNA. PLP-C mRNA was first detectable between days 13 and 14 of gestation, peaked by day 18 of gestation, and remained elevated until term. In situ hybridization analysis indicated that PLP-C mRNA was specifically expressed by spongiotrophoblast cells and some trophoblast giant cells in the junctional zone region of rat chorioallantoic placenta.     

Expression and secretion in Aspergillus nidulans and Aspergillus niger of a cell surface glycoprotein from the cattle tick, Boophilus microplus, by using the fungal amdS promoter system

A cell surface glycoprotein (Bm86) from cells of the digestive tract of the cattle tick Boophilus microplus, which has been shown to elicit a protective immunological response in vaccinated cattle, was expressed and secreted in the filamentous fungi Aspergillus nidulans and Aspergillus niger by using the fungal amdS promoter system. The cloned gene coded for the Bm86 secretory signal and all of the Bm86 mature polypeptide except for the hydrophobic carboxy-terminal segment. High levels of Bm86 mRNA were detected in the transformed cells. Bm86 polypeptide was secreted from the cells in a soluble form and it was glycosylated, probably to a similar extent to the native glycoprotein. The recombinant product had an apparent molecular mass of 83 to 87 kilodaltons, whereas that predicted from the amino acid sequence was 69 kilodaltons. The Bm86 was expressed at levels of up to 1.8 mg/liter, or approximately 6% of secreted protein under the growth conditions used. No intracellular Bm86 was detected. A general relationship was observed between transformants containing a high number of copies of the expression plasmid and high expression levels.     

Expression and secretion in Aspergillus nidulans and Aspergillus niger of a cell surface glycoprotein from the cattle tick, Boophilus microplus, by using the fungal amdS promoter system.

A cell surface glycoprotein (Bm86) from cells of the digestive tract of the cattle tick Boophilus microplus, which has been shown to elicit a protective immunological response in vaccinated cattle, was expressed and secreted in the filamentous fungi Aspergillus nidulans and Aspergillus niger by using the fungal amdS promoter system. The cloned gene coded for the Bm86 secretory signal and all of the Bm86 mature polypeptide except for the hydrophobic carboxy-terminal segment. High levels of Bm86 mRNA were detected in the transformed cells. Bm86 polypeptide was secreted from the cells in a soluble form and it was glycosylated, probably to a similar extent to the native glycoprotein. The recombinant product had an apparent molecular mass of 83 to 87 kilodaltons, whereas that predicted from the amino acid sequence was 69 kilodaltons. The Bm86 was expressed at levels of up to 1.8 mg/liter, or approximately 6% of secreted protein under the growth conditions used. No intracellular Bm86 was detected. A general relationship was observed between transformants containing a high number of copies of the expression plasmid and high expression levels.     

新型小鼠淋巴组织特异性肌动蛋白结合蛋白相关序列cDNA克隆

 应用抑制性差减杂交技术 ( SSH)克隆两种不同小鼠胸腺基质细胞的差异表达基因 ,获得新基因片段 C55.通过 Gen Bank检索及 RT- PCR扩增出一个全长 1 .4kb的 c DNA.杂交分析认为它是一个完整的 c DNA序列 .c DNA序列分析表明 ,它拥有一个 636bp的开放读码框架 ,编码 2 1 2个氨基酸 .同源序列比较发现 ,它编码一个肌动蛋白相关蛋白的新成员 ,该序列与多种已知的肌动蛋白相关蛋白 SM2 2 α及其同源蛋白在氨基酸水平上有 62 %～ 95%的同源性 .Northern杂交分析显示 ,该基因 m RNA转录本在两种不同胸腺基质细胞中的表达存在显著差异 . RT- PCR分析显示 ,该基因特异表达于小鼠淋巴相关组织中 ,而在非淋巴组织中无表达 .     

乙炔基雌二醇(EE2)对雄性黄颡鱼GtH3个亚基基因表达的影响

为研究乙炔基雌二醇(EE2)是否能影响雄性黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)垂体中促性腺激素3个亚基基因的表达,从而干扰FSH和LH的分泌,研究采用末端快速扩增(RACE)的方法在黄颡鱼垂体中克隆了促性腺激素的2个亚基(FSH和LH)的全长cDNA,对其组织表达模式和雌雄性垂体中的季节表达模式进行了研究;另外,研究还用100 ng/L的EE2对雄性黄颡鱼(2龄)进行了28d的暴露处理。结果发现,黄颡鱼FSH cDNA全长528 bp, ORF为399 bp,编码132个氨基酸; LH全长为870 bp, ORF为417 bp,编码138个氨基酸。序列分析结果表明,黄颡鱼FSH含有一个17氨基酸的信号肽, 2个保守的N-糖基化位点和13个半胱氨酸残基,而LH含有一个18个氨基酸的信号肽, 1个N-糖基化位点和12个半胱氨酸残基,与其他鲶形目鱼类极其相似。进化分析显示,黄颡鱼FSH和LH与鲶形目的鱼类进化关系较近。组织分布结果发现,黄颡鱼3亚基均仅在垂体中表达。季节表达模式结果表明,雌雄黄颡鱼GtH和LH表达水平在5月份左右达到最高,随后降低; FSH在雌性的表达模式与GtH和LH相同,而在雄性, FSH的表达没有明显变化。半定量RT-PCR结果显示, 100 ng/L的EE2能显著抑制黄颡鱼促性腺激素3个亚基基因的表达。研究认为, EE2抑制黄颡鱼雄性垂体FSH和LH的分泌,可能阻碍其正常的精子发生、精子成熟和排精过程,从而影响其正常的繁殖和发育。       

Two gap junction channel (innexin) genes of the Bombyx mori and their expression

Gap junctions are clusters of intercellular channels that are associated with embryonic development and neural signaling. Innexins, invertebrate gap junction proteins, have been identified in Drosophila and Caenorhabditis. Here, we report the isolation and characterization of two novel members of the insect innexin family, Bm inx2 and Bm inx4, from embryos of the silkworm, Bombyx mori, during the germ-band formation stage. Bm inx2 is a single copy gene with one exon, while Bm inx4 is a single copy gene with four exons and three introns. The predicted proteins show structural similarities with other innexin family members, including four transmembrane (TM) domains, two extracellular loops (ELs), one cytoplasmic loop (CL), and typical conserved amino acids. Bm inx2 is phylogenetically orthologous to the other insect inx2 genes, but Bm inx4 is not orthologous to any known innexin including Dm inx4. Interestingly, Northern blotting and in situ hybridization showed that Bm inx2 was variously expressed across all developmental stages and in various tissues, with high expression seen in the nervous system at the time of embryogenesis. In contrast, Bm inx4 was transiently expressed at the germ-band formation stage of embryogenesis, and was specifically expressed in the ovary and testis during the larval and pupal stages. The isolation and characterization of these novel genes should form the basis for further study of the functional events that occur during development and neuronal communication in B. mori.