EctO-F1F0-aTPase β亚基在昆虫细胞hemichannel通透性调控中的作用

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Ecto-F1F0-ATPaseβ是F1F0-ATPase的催化亚基,通常在细胞中主要定位于线粒体内膜,主要负责合成生物生命活动所需的大部分ATP,最近几年的研究发现,F1F0-ATPase不仅定位于线粒体内膜,在哺乳动物细胞表面同样有分布,被称为Ecto-F1 F0-ATPase,研究发现Ecto-F1F0-ATPaseβ亚基在作为细胞膜表面受体时,具有抑制细胞凋亡和诱导细胞的存活与增殖的作用。  Hemichannel位于细胞表面,由innexin基因编码,执行细胞外与细胞内的信号传递功能。在脊椎动物中,正常生理情况下hemichannel处于关闭状态,只有在外界压力、不良刺激及突变状态下,才能形成开放状态,传递细胞死亡信号。昆虫细胞与脊椎动物细胞不同,在正常生理状态下,昆虫细胞的hemichannel保持着低水平的开放状态,以维持细胞的正常生理代谢,当受到外界刺激时,其通透性会发生变化。  昆虫的先天性免疫主要包括体液免疫和细胞免疫两种。体液免疫中主要由脂肪体产生抗菌肽的信号通路Toll和IMD途径发生作用,细胞免疫主要依赖血细胞对外来抗原或异物发起吞噬、结节与包囊。而在昆虫细胞免疫过程中,我们知道寄生蜂寄生斜纹夜蛾以后,寄生蜂多分DNA病毒能够诱导寄主血细胞凋亡。实验室前期的转录组数据表明,在寄生蜂多分DNA病毒的免疫抑制下,寄主斜纹夜蛾血淋巴中F1F0 ATPase的β亚基是被调控上升的,而Spli-inx2和Spli-inx3基因被明显下调,表明两基因是与免疫相关的基因。  Ecto-F1F0-ATPaseβ编码521个氨基酸(amino acid,aa),蛋白分子量为55.5kDa。本研究成功构建了Ecto-F1F0-ATPaseβ基因的真核表达载体pIZT/V5-His-Ecto-F1F0-ATPaseβ,并转染Hi5、Sf9、Spli221和Bm21细胞系,利用融合蛋白标签V5抗体,通过western blot对总蛋白的检测表明Ecto-F1F0-ATPaseβ基因均能在四种细胞中表达;之后建立稳定表达细胞系,对细胞膜表面蛋白进行提取,利用融合蛋白标签V5的抗体,通过western blot检测膜蛋白,以及细胞免疫荧光的实验,实验表明Ecto-F1F0-ATPaseβ基因在Hi5细胞中表达之后,能够正确定位到细胞膜表面。预测Ecto-F1F0-ATPaseβ基因和 spli-inx2、spli-inx3基因磷酸化位点,通过制备带磷酸化位点特异性抗体和V5标签抗体,在Ecto-F1F0-ATPaseβ基因在过表达的情况下检测inx2和inx3的表达情况。结果发现V5标签抗体可以检测到inx2和inx3的表达,而带磷酸化位点的特异性抗体检测不到inx2和inx3的表达,推测可能是由于在Ecto-F1F0-ATPaseβ蛋白存在的情况下,inx2和inx3相应位点发生了磷酸化等修饰,造成了V5抗体可以检测到,而带磷酸化位点的特异性抗体检测不到的现象出现。再通过dye uptake实验检测hemichannel的通透性变化,证明Ecto-F1F0-ATPaseβ亚基的异位表达对hemichannel的通透性有影响。但具体是否通过磷酸化inx2和inx3参与调控,还需要进一步实验验证。
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