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抗菌肽是一类具有抗菌活性的小分子多肽,是生物体免疫系统的重要组分。家蝇(Musca domestica)生活在细菌横生的恶劣环境中,表现出很强的适应能力,这是因为其自身具有较为完善的免疫系统,形成了抵御外来有害微生物入侵的防御机制。
本论文以家蝇为研究材料,研究内容主要分为3个部分:
第1部分:通过RT-PCR及RACE技术从家蝇幼虫体内克隆获得2 种不同的抗菌肽基因的cDNA序列,根据同源分析,将其分别命名为:家蝇双翅肽(Musca domesticaDiptericin,MdDpt)和家蝇攻击素-2(Musca domestica Attacin-2,MdAtt-2),并对其蛋白质序列进行了分析;
第2 部分:以家蝇β-actin基因作为内参分子,利用半定量RT-PCR对经大肠杆菌(Escherichia coli)刺激后MdDpt和MdAtt-2基因的mRNA表达水平进行相对定量研究;
第3 部分:构建了家蝇MdDpt和MdAtt-2基因的原核表达载体,并在大肠杆菌DE3体内进行诱导表达,以纯化后的DsbA-MdDpt融合蛋白免疫新西兰大白兔制备了抗血清。
研究结果:
(1)得到一条全长410bp的家蝇MdDpt基因cDNA序列,包含一个300bp的完整开放阅读框(ORF),根据ORF推导的MdDpt 多肽由99个氨基酸残基组成,SignalP3.0 程序预测n端包括20个氨基酸残基的信号肽,MdDpt成熟肽由79个氨基酸残基组成,理论分子量为8.79kD,理论等电点为8.27。同源性分析表明,它与厩蝇(Stomoxyscalcitrans)的Diptericin A mRNA相似性最高(identity=74%)。
(2)MdAtt-2基因cDNA 序列其全长809bp,编码区长726bp,根据ORF推导的MdAtt-2多肽由241个氨基酸残基组成,SignalP 3.0程序预测N 端包括22个氨基酸残基的信号肽,MdAtt-2成熟肽由219个氨基酸残基组成,理论分子量为23.63kD,理论等电点为9.77。同源性分析表明,氨基酸与棕尾别麻蝇(Sarcophaga peregrina)的Sarcotoxin IIA 具有最高相似性(identity=45%)。
(3)半定量RT-PCR分析:数据分析表明在未经诱导的家蝇幼虫体内2个基因的表达量均很低,经过大肠杆菌(E. Coli)刺激后2个基因表达量迅速上调,在12h后达到高峰,随后逐渐恢复,72h后趋于恢复向正常水平,通过t 检验,2个基因的表达量在6~72h后均高于未刺激的对照组,且具有显著性差异(P<0.01)。
(4)利用高效原核表达载体pET-DsbA,成功实现了MdDpt和MdAtt-2基因在大肠杆菌DE3中的融合表达,IPTG终浓度为0.8mmol/L。SDS-PAGE蛋白电泳显示,获得的融合蛋白DsbA-MdDpt分子量约为33kD,融合蛋白DsbA-MdAtt-2分子量约为48kD,目的条带大小均与预期分子量大小一致。利用His亲和层析纯化两种融合蛋白,并用DsbA-MdDpt 融合蛋白免疫新西兰大白兔制备抗MdDpt 抗血清,Western Blot结果表明此抗血清具有很好的特异性。