白星花金龟幼虫血淋巴抗菌物质的分离、纯化及其PGRP-S基因的克隆分析

白星花金龟幼虫血淋巴抗菌物质的分离、纯化及其PGRP-S基因的克隆分析

论文摘要

由基因编码的抗菌肽首先从昆虫中分离鉴定得到,它被认为是宿主内广泛存在的一个抵御病原菌的生物化学防御机制。抗菌肽一般含有100个或者更少氨基酸残基,在中性环境中带正电荷,并且在低浓度下就对多种微生物和某些病毒具有广谱的抑制作用。现已在所有的生物门类中分离出抗菌肽,并且在宿主防御中发现有它们的表达和释放。昆虫几乎存在于所有的陆生生境中,是地球上最大的生物类群,约占整个生物界物种总和的75%。它们是一类具有生态、科研、经济以及文化价值的自然资源。更重要的是,昆虫的血淋巴也是具有很大开发潜力的生物资源宝库。昆虫的血淋巴中含有种类繁多、功能复杂的生物活性物质,这些活性物质在昆虫的宿主防御中起到至关重要的作用。存在于昆虫血淋巴中的生物活性成分引起了世界上研究人员极大的关注。迄今为止,已从昆虫中分离鉴定出许多具有多种生物活性的多肽以及蛋白质。现已经鉴定出来的昆虫大约有1百万种,我国拥有约占世界1/10的昆虫资源,在生物活性物质开发方面具有极大的潜力。以药用昆虫白星花金龟(Protaetia brevitarsis)幼虫为研究对象,对其血淋巴进行抗菌生物活性物质筛选:结果发现,白星花金龟血淋巴对枯草芽孢杆菌(Bacillussubttilis)具有较强的抗菌活性。通过葡聚糖凝胶层析和反相高效液相层析等生物化学手段和研究方法,在白星花金龟幼虫血淋巴中发现两种抗菌活性物质,并对其抗菌活性作了初步研究。通过三步分离纯化过程:Sephadex G-50凝胶过滤和两步反相高压液相层析(RP-HPLC),从白星花金龟幼虫血淋巴中分离纯化出两种对枯草芽孢杆菌具有较强抗菌活性的物质。借助于质谱,得到这两种抗菌活性物质的相对分子质量分别为2254.045 9、2 262.443 8道尔顿。以来源于单个昆虫白星花金龟幼虫个体脂肪体中提取的mRNA为材料,建立了白星花金龟幼虫脂肪体cDNA文库,得到大约为1×106个独立的克隆。这是首次构建白星花金龟幼虫脂肪体cDNA文库,为白星花金龟抗菌肽基因的克隆和结构功能研究奠定了基础。肽聚糖识别蛋白是一种模式识别受体,可以与肽聚糖发生特异性的结合,在先天性免疫反应中起重要作用。通过Genbank搜索昆虫肽聚糖识别蛋白编码序列,通过序列分析找出保守序列设计引物,然后对来源于单个白星花金龟幼虫脂肪体的ds cDNA进行特异性PCR扩增,我们得到白星花金龟幼虫脂肪体肽聚糖识别蛋白成熟蛋白cDNA序列。该cDNA序列由623个核苷酸组成,推导出来的肽聚糖识别蛋白成熟蛋白组成为174个氨基酸,通过Genbank进行Biast发现该PGRP-S和来源于东北大黑腮金龟(Holotrichia diomphalia)的PGRP-1有98%的同源性。这是首次从白星花金龟得到来源于脂肪体的PGRP成熟蛋白cDNA序列。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略词对照表
  • 第一章 文献综述
  • 一、昆虫抗菌肽研究进展
  • 1 昆虫抗菌肽的理化性质及结构
  • 1.1 昆虫抗菌肽的理化性质
  • 1.2 昆虫抗菌肽种类与结构特征
  • 1.3 昆虫抗菌肽基因表达及cDNA编码特点
  • 2 昆虫抗菌肽作用机理
  • 3 昆虫抗菌肽的功能
  • 4 抗菌肽的应用
  • 4.1 医药方面的应用
  • 4.2 食品加工方面的应用
  • 4.3 农业和植物转基因中的应用
  • 4.4 在动物转基因工程方面的应用
  • 5 昆虫抗菌肽作为临床药物的局限
  • 6 研究展望
  • 二、昆虫肽聚糖识别蛋白(PGRP)研究进展
  • 1 昆虫PGRPs基因及结构
  • 1.1 昆虫PGRPs基因
  • 1.2 PGRPs结构
  • 2 昆虫PGRPs表达
  • 3 昆虫PGRPs的功能
  • 4 昆虫PGRPs的进化
  • 5 展望
  • 参考文献
  • 第二章 白星花金龟幼虫血淋巴抗菌物质的分离纯化
  • 1 材料与方法
  • 1.1 实验材料、生化试剂及仪器设备
  • 1.2 血淋巴的采集与处理
  • 1.3 分离纯化
  • 1.4 抗菌活性检测
  • 1.5 MTT法抗肿瘤活性检测
  • 1.6 分子质量测定和纯度检测
  • 2 结果与分析
  • 2.1 分离纯化
  • 2.2 抗菌活性检测
  • 2.3 相对分子质量
  • 2.4 抗肿瘤活性检测
  • 3 讨论
  • 参考文献
  • 第三章 白星花金龟幼虫脂肪体cDNA文库的构建
  • 1 材料与方法
  • 1.1 实验材料、生化试剂及仪器设备
  • 1.2 实验方法
  • 1.2.1 白星花金龟幼虫脂肪体总RNA提取
  • 1.2.2 cDNA双链合成
  • 1.2.3 PCR产物用BioFlux公司的Biospin PCR Purification kit进行抽提回收
  • 1.2.4 大肠杆菌DH5α感受态细胞的制备
  • 1.2.5 酶切、连接以及连接产物的转化
  • 2 结果
  • 2.1 总RNA的提取
  • 2.2 cDNA文库构建
  • 3 讨论
  • 参考文献
  • 第四章 白星花金龟幼虫脂肪体中PGRP-S分子克隆与序列分析
  • 1 材料与方法
  • 1.1 试验材料
  • 1.2 生化试剂及仪器设备
  • 1.3 白星花金龟幼虫脂肪体PGRP-S的分子克隆
  • 1.4 序列分析
  • 1.5 空间结构及功能
  • 2 结果与分析
  • 2.1 cDNA序列和推导出的氨基酸序列
  • 2.2 cDNA序列比较与分析
  • 2.3 空间结构及功能预测
  • 3 讨论
  • 参考文献
  • 创新之处
  • 攻读学位期间发表的论文、奖项
  • 已发表和即将发表的文章:
  • 获奖情况:
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

    • [1].大鲵短型肽聚糖识别蛋白PGRP-S的克隆及其功能研究[J]. 水生生物学报 2018(03)

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