不同产丝量家蚕品系后部丝腺的蛋白质组学分析

家蚕幼虫后部丝腺是合成和分泌丝素蛋白的重要器官。为从蛋白质水平探究不同家蚕品系产丝量差异的原因,应用蛋白质组学研究方法,选取3个产丝量有较大差异的家蚕品系Ndx、大造和21-872为材料,通过双向电泳和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对各品系5龄第5天幼虫后部丝腺表达的差异蛋白进行鉴定,查找与丝蛋白合成相关的蛋白质。结果表明,茧丝突变品系Ndx后部丝腺的蛋白质表达水平与普通丝量品系大造和高丝量品系21-872有差异,差异表达蛋白种类主要为应激反应相关蛋白、能量相关蛋白、蛋白质合成相关蛋白和一些酶类,其中核糖体磷酸化蛋白P0和P2、蛋白质二硫化物异构酶、丝素轻链蛋白Fib-L以及丝素蛋白P25等在Ndx后部丝腺的含量明显低于其它2个品系。推测在茧丝突变品系Ndx的后部丝腺中,上述蛋白质表达量的变化可能是导致其不能正常吐丝结茧的原因。     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin16的表达规律及体外重组表达

家蚕(Bombyxmori)的丝腺是丝蛋白合成分泌的场所,存在多种丝氨酸蛋白酶抑制剂。为探究家蚕丝蛋白的合成和保护机制,采用半定量RT-PCR的方法调查家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin16在家蚕不同发育时期和5龄第5天幼虫各个组织器官中的表达特征,结果表明家蚕serpin16基因仅在4眠-5龄第6天的发育期表达,并且仅在丝腺中特异表达,其中在中部丝腺前区转录水平最高,而在中部丝腺中区和后区的转录水平较低;进一步构建pGEX-4T-1-serpin16原核表达载体,并转化至大肠杆菌(Eschevichia coli)BL21(DE3),经IPTG诱导获得融合蛋白,纯化后得到单一的目的蛋白。家蚕serpin16基因在幼虫丝腺的特异表达模式提示其可能与家蚕的吐丝过程密切相关,推测该基因在维持丝腺稳定的泌丝环境中发挥重要作用。     

家蚕地理系统间茧丝蛋白酶抑制剂含量的比较分析

以中国系统、日本系统、欧洲系统、多化性系统品种各 11个及丝胶茧 (Nd s)、裸蛹 (Nd)等为材料 ,对茧丝蛋白酶抑制剂的含量、热稳定性及与其它主要经济性状的相关性进行了研究。结果表明 :不同家蚕品种间茧丝蛋白酶抑制剂的含量差异极显著 ,且中国系统 >日本系统 >欧洲系统 >多化性系统 ,中、日、欧 3个系统的茧丝蛋白酶抑制剂含量与多化性系统间有极显著的差异 ;中系品种C12 和日系品种J12 茧丝蛋白酶抑制剂的热稳定性很强 ,欧系品种罗尼 9号和多化性品种四海茧丝蛋白酶抑制剂的热稳定性相对较弱 ;丝胶茧 (Nd s)中有少量蛋白酶抑制剂存在 ,裸蛹 (Nd)所吐的少量丝胶中无蛋白酶抑制剂存在 ;家蚕茧丝蛋白酶抑制剂的含量与茧层量、茧层率呈极显著的正相关 ,与全茧量、死笼率、幼生率、虫蛹率无显著的相关性。     

丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族的研究进展

丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpin)是一类分子质量在40~50 k D的蛋白酶抑制剂。已知动物、植物、古细菌、细菌、病毒的基因组中都有serpin基因家族存在,Serpin被认为是参与免疫调节和其他生物学通路的重要因子。迄今为止,Serpin家族已发现了1 500余个成员,分为抑制型和非抑制型两大类。其中,抑制型Serpin采用不可逆的自杀性机制抑制靶蛋白酶,而非抑制型Serpin的作用方式多样。Serpin独特的构象变化使其易于发生突变而导致蛋白质的错误折叠、无活性聚合物形成等,且已证实一些Serpin家族成员因构象改变和聚合导致的疾病。家蚕(Bombyx mori)和家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)基因组中都存在多拷贝的serpin基因。本文综述Serpin在不同物种中的分布,Serpin的结构、功能、作用机制、与其相关的疾病等,以及家蚕和家蚕微孢子虫的Serpin的研究进展。     

阴外动脉注射LPS奶牛的血浆蛋白质组变化研究

为了检测阴外动脉注射低剂量脂多糖(LPS)后泌乳期奶牛血浆蛋白的变化,以揭示LPS刺激机体应答的分子机制.本研究选择6头泌乳中后期的健康奶牛,均经阴外动脉注射LPS(0.01μg·kg-1体质量)后分别在不同时间点(注射后0、3、6、9、12、24、36、48、60、72、84和96 h)采集奶样和血样,采用双向电泳与质谱相结合的方法,双向电泳技术分离血浆蛋白,考马斯亮蓝G-250染色后用PDQuest 8.0.1软件自动检测差异蛋白斑点,并经MALDI-TOF-TOF进行质谱鉴定.结果,牛奶体细胞评分在注射LPS后上升,6h达到最大值,此后逐渐下降,24 h恢复到注射前水平.0、6、12和24 h血浆蛋白凝胶图谱分析后发现,8个蛋白点在6、12和24 h表达量升高,质谱鉴定为4种蛋白质(VD-结合蛋白前体、丝氨酸蛋白酶抑制剂A3-6、α1-抗胰蛋白酶和丝氨酸蛋白酶抑制剂A3-1前体).这些蛋白在LPS注射后6、12和24 h表达量显著高于0 h(P＜0.05),但它们在6～24 h之间的表达量无显著差异.VD-结合蛋白前体、丝氨酸蛋白酶抑制剂A3-6、α1-抗胰蛋白酶和丝氨酸蛋白酶抑制剂A3-1前体在机体免疫调节中具有重要作用,这些蛋白的鉴定为揭示奶牛机体对LPS刺激应答的分子机制提供了基础资料.     

农药氰戊菊酯和杀虫双诱导家蚕血液蛋白的变化

为了解析家蚕对常用农药氰戊菊酯和杀虫双的解毒机制,分别给家蚕5龄幼虫添食2种农药,观察家蚕对农药的中毒症状,采用双向电泳(2-DE)技术对添食农药的家蚕幼虫的血液蛋白进行分离,利用电喷雾电离(ESI)质谱对具有2次以上重复的显著差异蛋白点进行鉴定,并用生物信息学方法进行分析。家蚕5龄幼虫分别添食1/4LD50剂量浓度的2种农药后,均在3～12h内出现中毒症状,且血液蛋白的表达也发生了变化:在氰戊菊酯诱导下,幼虫血液中增加了纤维样蛋白、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶、半胱氨酸蛋白酶抑制剂;在杀虫双诱导下,幼虫血液中增加了丝氨酸蛋白酶抑制剂-13;经2种农药分别诱导处理后3h,幼虫血液中都减少了体液低分子蛋白-Ⅲ的表达。推测家蚕对氰戊菊酯和杀虫双具有一定的免疫反应。     

家蚕伴性赤蚁sch胚胎期致死特异蛋白差异的研究

利用双向电泳技术分析了家蚕生态致死突变伴性赤蚁sch和正常黑蚁夏芳在常温常湿、高温干燥催青条件下的蚕卵差异表达蛋白质,发现高温敏感伴性致死赤蚁的蚕卵在高温催青处理后,一个分子量50kD左右的蛋白点P34与正常相比有明显差异,高温干燥处理后该蛋白点浓度较弱,表达量较低;对照黑蚁夏芳的P34蛋白没有明显差异。对P34进行胰蛋白酶消化并测定了其肽质量指纹图谱,通过同源性比较分析发现P34蛋白是一种新的蛋白质。     

茧层量差异家蚕品种后部丝腺细胞和血液组织的蛋白质表达谱分析

为了研究家蚕茧层量性状的分子调控机制,采用蛋白质双向电泳和图像分析技术,分析了遗传背景基本相同,而结茧性状和茧层量具有明显差异的正常茧、薄皮茧、裸蛹3个家蚕品种的丝腺细胞和血液组织的蛋白质表达与茧层量的关系。结果表明:裸蛹品种的丝腺细胞蛋白斑点与正常茧品种的蛋白斑点的匹配率仅在65%左右,且存在35%左右的特异蛋白斑点,暗示裸蛹性状可能是主效基因控制的微效多基因遗传;3个品种后部丝腺细胞特异蛋白斑点、匹配蛋白斑点按等电点划分的分布规律具有明显差异,而血液组织相应的分布规律非常相似,暗示丝腺细胞中的蛋白及其基因对家蚕茧层量性状的作用要大于血液组织中的蛋白及其基因;正常茧、薄皮茧和裸蛹3个品种后部丝腺细胞中特异蛋白斑点及上调和下调蛋白斑点中,可能分别存在着与家蚕高茧层量性状、结薄皮茧性状以及不结茧性状有关的蛋白质。     

家蚕幼虫消化液蛋白质组学分析

为了研究家蚕幼虫消化液的蛋白质组成情况,用双向电泳(2-DE)技术对家蚕幼虫消化液中的蛋白质进行了分离,随后用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALD I-TOF MS)对其中的8个高丰度蛋白进行了鉴定,并用生物信息学方法进行了分析。结果显示:家蚕幼虫消化液中的蛋白质种类较少,分子量小,分布集中;在8个鉴定的蛋白点中,1个是30kP蛋白酶A原,5个是类胰蛋白酶,其它2个是碱性丝氨酸蛋白酶。     

家蚕绵茧突变性状调查

家蚕绵茧(Flossy)突变系二化性、单基因显性突变,表型为茧形浮松、多分层,是几个较为重要的蚕茧突变之一。本文选取夏芳、大造作为对照,对绵茧的茧层率、含胶率、茧丝显微镜观察、丝胶蛋白SDS-PAGE进行调查比较。实验结果显示,夏芳、大造、绵茧茧层率为23.476%、12.919%、15.551%;含胶率依次为24.980%、33.765%、28.399%;夏芳、大造、绵茧茧层显微镜观察结果未显示明显差异;丝胶蛋白成分分析结果显示,绵茧和对照之间没有明显不同。就目前结果来看,丝胶蛋白含量有可能是致使绵茧表型的原因,但与对照的差异不明显,因而绵茧突变性状形成的真正原因有待进一步研究。本研究为家蚕绵茧基因的克隆及功能研究提供参考信息。     

绢丝昆虫茧丝蛋白酶抑制剂含量的比较分析

以 6种绢丝昆虫的茧壳为材料 ,对茧丝蛋白酶抑制剂的含量及热稳定性进行了研究。结果表明 :家蚕品种间茧丝蛋白酶抑制剂的含量差异极显著 ,外层丝中含量较多 ,F1代的含量呈双亲中间型 ,偏向于含量较多的亲本 ,雌雄间含量无显著差异 ;家蚕茧丝蛋白酶抑制剂对热稳定性较强 ;天蚕绿茧、野蚕的茧丝中有少量的蛋白酶抑制剂存在 ,蓖麻蚕的茧丝中有微量蛋白酶抑制剂存在 ,天蚕黄茧、柞蚕茧、樗蚕茧的茧丝中基本无蛋白酶抑制剂存在。     

家蚕对浓核病毒(镇江株)抵抗性和感受性品种的中肠组织蛋白比较分析

为了探明家蚕对浓核病毒(镇江株)抵抗性和感受性品种间在分子机制上的差异,通过蛋白质双向电泳(2-DE)和基质辅助质量飞行时间质谱技术(MALDI-TOF MS)对两个不同抗性家蚕品种的中肠组织蛋白进行了比较分析。2-DE电泳结果表明,两个品种间的中肠组织蛋白斑点数及位置、形态等差异很小,进一步比较获得了9个差异蛋白斑点,其中感受性蚕品种JS有6个,抵抗性蚕品种NIL有3个。经MALDI-TOF MS鉴定结果显示,感受性品种JS有4个差异蛋白斑点可能分别为氢离子转运ATP合酶β亚基1、氢离子转运ATP合酶β亚基2、组织蛋白酶D或3-羟酰辅酶A脱氢酶;抵抗性品种NIL中有2个差异蛋白点可能是组织蛋白酶。     

家蚕天然彩色茧遗传学研究进展

家蚕天然彩色茧分为黄红茧系和绿茧系。黄红茧是通过来自桑叶的类胡萝卜素在茧丝的丝胶中分布形成的,包括:黄茧(内层黄茧和外层黄茧)、淡黄茧、肉色茧、锈色茧、红色茧等;绿茧是桑叶中的黄酮类化合物在家蚕中肠和血液进一步代谢后在丝素和丝胶中积累引起的,分为互补绿茧和独立遗传绿茧。家蚕天然彩色茧相对于普通白茧有一些独特的优良性状,如色彩艳丽柔和、更加柔韧、更强的抗辐射性能等,是理想的健康环保纺织材料。对家蚕天然彩色茧分子水平的研究不仅有重大的生物学意义,也可以为我们更好地利用家蚕天然彩色茧提供理论基础。本文就家蚕天然彩色茧(黄红茧系和绿茧系)形成的分子机制研究进展进行了简要总结。     

家蚕滞育卵浸酸后易溶性蛋白的表达差异分析

探明浸酸解除家蚕卵滞育的关联蛋白,可为改进和提高蚕种的人工孵化技术提供理论依据。以经2.5℃冷藏45 d的家蚕品种"7.湘×9.芙"滞育卵为材料,采用双向凝胶电泳和图像分析技术,比较浸酸与未浸酸蚕卵易溶性蛋白的差异变化。在未浸酸蚕卵的双向电泳图谱中共检测到523个蛋白质斑点,其中特异性蛋白质斑点41个;浸酸卵共检测到526个蛋白质斑点,其中特异性蛋白质斑点44个。浸酸与未浸酸蚕卵能相互匹配的蛋白质斑点有482对,匹配率91.897%。经对比分析,浸酸活化后的蚕卵蛋白出现了一些特异性的蛋白质斑点,或某些蛋白质斑点在含量上出现了差异变化。     

二化性家蚕卵低温和常温催青的胚胎期蛋白质表达差异分析

家蚕二化性品种的滞育性受上代胚胎期环境条件调控,查找家蚕胚胎期滞育关联蛋白,可为最终阐明家蚕滞育的分子机制提供实验依据。以家蚕二化性品种秋丰的蚕卵为材料,分别在25℃常温和18℃低温条件下催青,提取胚胎不同发育时期蚕卵的易溶性和难溶性蛋白,采用蛋白质双向电泳(2-DE)和图像分析技术,研究蚕卵在胚胎不同发育时期的蛋白质差异表达谱。在易溶性和难溶性蛋白图谱中分别检测到5个和7个差异显著的蛋白点。对这些差异蛋白点进行质谱鉴定,有8个蛋白点得到可信的最佳匹配蛋白报告,共鉴定出卵特异蛋白、卵黄原蛋白、表皮蛋白和丙酮酸脱氢酶激酶4种蛋白。这些差异表达蛋白可能导致蚕卵胚胎中物质代谢和能量代谢的不同,据此推测低温和常温催青可能在蚕卵胚胎中诱导了不同的生理生化反应。