苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基于反相液相色谱分离的蛋白质组学研究

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目前,苏云金芽孢杆菌(简称BT)是世界上应用最广的微生物农药,占总量的90%,已在60多个国家生产了120多种产品,是生物农药开发与研究的热点。近年来蛋白质组学迅猛发展,其研究的技术手段日趋成熟与多样,尤其是现代分析技术中的高效液相色谱和质谱技术。为了高效,准确地分离分析苏云金芽孢杆菌中的有效杀虫成分,本论文使用高效液相色谱和生物质谱技术,对国内市售的苏云金芽孢杆菌杀虫粉剂进行快速的分离测定。论文共分为四章,主要工作内容:第一章对苏云金芽孢杆菌进行了概述,介绍了杀虫晶体蛋白的种类、结构、杀虫机理和分类,以及对杀虫晶体蛋白的研究现状,同时介绍了蛋白质组学及其研究技术,并对课题的研究工作进行了概述。第二章主要目的是获得苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的冻干粉。首先考察了杀虫晶体蛋白样品溶解与沉淀的条件,进一步优化了透析沉淀法提取杀虫晶体蛋白所需的缓冲液浓度和缓冲沉淀时间,通过将碱溶后BT蛋白的离心上清液置于透析袋中,在含有1mM EDTA、pH值为4.5、100mM的CH3COONa~CH3COOH缓冲液里,透析5小时的透析沉淀法,并冷冻干燥制到杀虫晶体蛋白的冻干粉。第三章主要通过RPLC实现了对杀虫晶体蛋白的快速分离。先利用蛋白变性的方法,使杀虫晶体蛋白在溶液中的性质发生改变,以满足反相液相色谱分离的上样条件,再依据中心切割法将色谱分离中的目标蛋白组分进行收集浓缩,并使用SDS-PAGE凝胶电泳对收集浓缩的蛋白组分进一步分离分析。第四章分别利用MALDI-TOF-MS质谱和LTQ ORBITRAP XL质谱串联质谱技术对凝胶上蛋白条带胰酶酶切后的多肽样品进行检测,针对一级质谱图和二级串联质谱图提取的数据信息,分别进行肽质量指纹图谱搜索和MS/MS数据多肽序列蛋白数据库搜索;最终鉴定到24个苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白中Cry1A类蛋白的多肽序列,其中肽段AVNALFTSTNQIGLK氨基酸序列在整个Bacillusthuringiensis蛋白数据库中只匹配上一个蛋白gi169788589-pesticidal crystalprotein cry1Ac [Bacillus thuringiensis serovar kurstaki],另一个氨基酸序列EIYTNPVLEDFNGSFR在Bacillus thuringiensis蛋白数据库中也只匹配于一个蛋白gi46409861-cry1Atype crystal protein [Bacillus thuringiensis serovar kenyae],而其余氨基酸序列同时为几十个Cry类杀虫蛋白所共有。
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