半胱氨酸蛋白酶基因在家蚕杆状病毒表达系统中的表达

为了探讨杆状病毒的致病机理、改善杆状病毒表达系统的表达效率 ,将来源于家蚕核型多角体病毒ZJ8株的半胱氨酸蛋白酶 (cystenineprotease,CP)基因克隆到转移载体pVL 1393上 ,获得重组转移载体pVL cp ,与线性化的Bm BacPAK6病毒DNA共转染家蚕Bm 5贴壁细胞。通过蓝白斑筛选、纯化后得到的重组病毒经PCR鉴定证明 ,cp基因已被正确导入 ,注射感染家蚕 5龄幼虫 12 0h后表达产物活性达到最高。对表达产物进行SDS PAGE及酶活力分析 ,检测到半胱氨酸蛋白酶在家蚕生物反应器中的表达 ,其表达量约为 16 0 0U/mL。     

寄生虫半胱氨酸蛋白酶研究进展

半胱氨酸蛋白酶(Cysteine protease,CP)是一类在酶的活性中心含有半胱氨酸残基的蛋白水解酶.CP属于木瓜蛋白酶家族,广泛分布于从病毒至脊椎动物的生物体中.对人体半胱氨酸蛋白酶的研究主要集中在细胞凋亡分子机制和恶性肿瘤的基因诊断与治疗等方面.而对寄生虫半胱氨酸蛋白酶研究的内容则更为广泛,其中包含半胱氨酸蛋...     

家蚕杆状病毒半胱氨酸蛋白酶基因的序列分析及表达

通过PCR扩增技术克隆了家蚕核型多角体病毒 (BombyxmoriNuclearPolyhedrosisVirus ,BmNPV)ZJ8株的半胱氨酸蛋白酶 (cysteineproteinase ,CP)基因 (BmNPVZJ8 CP)。序列分析表明 ,该蛋白酶基因的ORF为 972个核苷酸 ,编码 32 3个氨基酸。同源性分析表明 ,BmNPVZJ8 CP在DNA水平上与其它来源的CP具有较高的同源性 ,根据已知的杆状病毒半胱氨酸蛋白酶序列构建了该基因的进化树 ,发现BmNPVZJ8 CP与人的木瓜蛋白酶超家族的CP在同一进化分支上 ,与BmNPV T3株、AcNPV的半胱氨酸蛋白酶基因的核苷酸同源性最高。该基因在大肠杆菌中表达的产物对大肠杆菌具有生理毒性 ,从而限制了该基因的表达。     

蚕学外文学术论文摘要选译

纤维蛋白酶及其参与家蚕丝腺发育调控生理抑制功能研究.纤维蛋白酶是一种早期在家蚕丝腺中鉴定出的组织蛋白酶L-半胱氨酸蛋白酶,在家蚕化蛹前期丝腺经历细胞凋亡和重塑时表现出高降解活性。西南大学赵萍研究小组在体外重组表达了纤维蛋白酶原并将其激活。结果表明纤维蛋白酶在pH 4.0、42 ℃条件下显示出最佳水解活性。该研究小组还发现了一种生理抑制剂——家蚕半胱氨酸蛋白酶抑制剂(BCPI),BCPI 对纤维蛋白酶具有强烈的抑制作用,抑制反应是由非共价复合物的形成引起的。这与之前报道的丝氨酸蛋白酶抑制蛋白18(Serpin18)抑制纤维蛋白酶的方式不同。表达谱和免疫定位分析表明,纤维蛋白酶通过降解丝蛋白和参与丝腺特定位置的凋亡/重塑来调控丝腺发育。此外,纤维蛋白酶及其抑制剂BCPI 和Serpin18的时期表达谱的比较分析表明,这些抑制剂通过调节从5 龄到早期上蔟阶段的纤维蛋白酶的活性来参与丝腺发育。这些发现提高了研究学者对丝腺发育中蛋白酶的调节机制及其抑制剂的认识。     

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。     

参与家蚕免疫反应的clip丝氨酸蛋白酶家族基因分析

丝氨酸蛋白酶在昆虫的新陈代谢和生长发育等多种生理过程中起重要作用,特别是含clip结构域的丝氨酸蛋白酶与昆虫的免疫级联激活途径密切相关。为探索家蚕clip丝氨酸蛋白酶在家蚕先天免疫反应信号通路中的作用,对家蚕(Bombyxmori)与烟草天蛾(Manduca sexta)中鉴定获得的含有clip结构域的丝氨酸蛋白酶进行序列比对和系统进化分析,发现BmSP78与MsPAP-1、BmSP127与MsHP8、BmSP124与MsHP1、BmSP125与MsHP17位于同一进化支上,4对clip丝氨酸蛋白酶的氨基酸序列相似度分别为70%、68%、81%和57%,另外的8个蛋白酶BmSP23、BmSP111、BmSP95、BmSP135、BmSP129、BmSP137、BmSP91和BmSP99构成了家蚕特有的一群clip丝氨酸蛋白酶。用革兰阴性细菌沙雷氏菌和革兰阳性细菌黑胸败血菌分别注射感染家蚕5龄第4天幼虫后,通过半定量RT-PCR检测分析clip丝氨酸蛋白酶基因在不同感染时间点的表达特征:病原菌诱导后蚕体中有11个clip丝氨酸蛋白酶基因mRNA转录水平有明显变化,其中BmSP102和BmSP96于黑胸败血菌诱导12 h后在血细胞中明显上调表达,而BmSP125在沙雷氏菌和黑胸败血菌感染12 h后的脂肪体中均明显上调表达。研究结果为建立家蚕clip丝氨酸蛋白酶可能参与的免疫级联反应路径提供了重要线索。     

家蚕微孢子虫感染家蚕对其中肠和血液蛋白酶活性影响

本试验测定了不同浓度剂量微孢子虫感染家蚕后,家蚕中肠和血液中蛋白酶的变化.并对不同浓度剂量家蚕微孢子虫感染家蚕后对家蚕发育的影响和不同组织中所含微孢子虫孢子的浓度等作了初步的研究.从本实验中可以看出,感染不同浓度微孢子虫的家蚕,体内相同组织的微孢子虫数量存在显著差异.而感染相同浓度微孢子虫的蚕,不同组织中微孢子虫的数量也有差异,中肠的微孢子虫数量远高于其他部位.感染微孢子虫后,家蚕血液中的蛋白酶活性显著升高,中肠的蛋白酶的活性变化不显著,而感染微孢子虫的数量对血液和中肠中的蛋白酶的活性无显著影响.     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin-6在不同发育时期的表达分析

丝氨酸蛋白酶抑制剂(serpin)是一类具有重要生理调控功能的蛋白酶超家族。为研究家蚕serpin-6基因(Bmserpin-6)在蚕体内的功能,利用半定量RT-PCR方法,分析该基因mRNA在家蚕不同发育时期的转录水平。Bmserpin-6基因在家蚕各个发育阶段均有表达,在4龄眠期、5龄6d、吐丝48h(化蛹前)和化蛹6d的转录水平较高,在5龄4d、吐丝初期和蛹末期的转录水平较低。Bmserpin-6基因在5龄期家蚕精巢和卵巢中的表达均呈现先下降后上升的趋势。研究结果表明,Bmserpin-6基因mRNA的转录具有明显的时空特异性,推测其在家蚕不同的变态发育期执行不同的功能。     

乐胺磷对5龄期家蚕肠液蛋白酶活性的影响

乐胺磷是一种兼有触杀作用和胃毒作用的有机磷广谱杀虫剂,在虫害严重的桑田治理中起到较好作用。但由于乐胺磷的作用对象也包括家蚕在内,用药后乐胺磷在桑叶上的残留对家蚕生理生化的影响仍是一个值得探讨的问题。家蚕肠液蛋白酶活性是检测家蚕消化能力的一个标志性酶。本文用紫外吸收法检测了残留量乐胺磷对5龄期家蚕肠液蛋白酶活性的影响。结果显示,在所添食的乐胺磷浓度范围内,乐胺磷添食量与家蚕肠液蛋白酶活性之间呈负相关。在家蚕5龄初期添食乐胺磷引起的肠液蛋白酶活性的下降,至5龄末期已基本消除。     

杀虫剂丁烯氟虫腈对家蚕卵巢培养细胞(BmN)的毒性试验

丁烯氟虫腈是在农业害虫防治中应用广泛的苯基吡唑类杀虫剂,以家蚕卵巢培养细胞(BmN)为材料,研究丁烯氟虫腈对家蚕的毒性及其作用机制。用MTT法检测丁烯氟虫腈对BmN细胞的增殖有较强抑制作用,且在药液质量浓度12.5~800μg/mL范围内,其抑制作用呈现出浓度依赖性,200、400μg/mL时抑制率分别高达41.34%±7.30%、56.40%±6.70%。用400μg/mL丁烯氟虫腈药液处理BmN细胞48 h后,用流式细胞仪检测发现可导致DNA合成期(S期)细胞比率显著提高(由33.51%±5.12%增加至44.33%±3.98%),DNA合成前期(G0/G1)、DNA合成后期(G2/M)细胞比率降低(分别由37.31%±5.71%、29.18%±7.65%降至31.65%±2.33%、24.02%±3.66%),细胞早期凋亡率和晚期凋亡率分别由4.74%±1.29%、4.95%±1.46%增加至9.86%±2.51%、25.37%±3.38%;用qRT-PCR法检测细胞中4种半胱氨酸蛋白酶(Caspase-1、Caspase-3、Caspase-4、Caspase-5A)基因mRNA转录水平显著上调。研究结果提示,丁烯氟虫腈可能通过上调BmN细胞的半胱氨酸蛋白酶基因表达水平,诱导BmN细胞S期阻滞和凋亡,从而抑制BmN细胞增殖。     

重组AcMNPV感染家蚕后造成宿主组织液化的机制分析

杆状病毒的组织蛋白酶(V-CATH)和几丁质酶(V-CHIA)是病毒感染宿主后造成宿主组织液化的关键酶。家蚕核型多角体病毒(BmNPV)感染家蚕后会导致宿主组织的液化,而苜蓿银蚊夜蛾核型多角体病毒(AcMNPV)感染家蚕后不会造成宿主组织的液化。为了分析AcMNPV不造成家蚕宿主组织液化的原因,利用Bac-to-Bac系统将BmNPV的v-cath(Bmcath)、v-chiA(BmchiA)同时或分别重组到AcMNPV的极晚期强启动子p10和polh下游,并以同样的方法将AcMNPV的v-cath(Accath)、v-chiA(AcchiA)同时或分别重组到AcMNPV的p10和polh下游,从而构建6种重组AcMNPV。结果显示6种重组AcMNPV均能感染家蚕,并造成家蚕宿主组织的液化,说明重组AcMNPV中v-cath和v-chiA的过量表达在病毒对家蚕组织液化过程中发挥了重要作用。通过对感染6种重组AcMNPV之间的蚕体液化发生时间和液化率进行比较,发现相对于v-chiA,v-cath对组织液化的作用可能更加直接。检测比较感染AcMNPV和重组AcMNPV家蚕血淋巴中的组织蛋白酶和几丁质酶活性,两种酶的活性均随v-cath和v-chiA基因拷贝数的增加而增加。AcMNPV感染后不会造成家蚕宿主组织液化可能是由于病毒的组织蛋白酶活性太低,而不是由Bmcath和Accath、BmchiA和AcchiA之间的序列差异造成的。     

家蚕丝氨酸蛋白酶基因BmHP21的克隆及表达分析

丝氨酸蛋白酶参与昆虫对抗入侵病原体及保护受伤组织的黑化反应。为了探讨家蚕黑化反应过程中丝氨酸蛋白酶在酚氧化酶原前体级联体系的作用,克隆了家蚕的一个新的丝氨酸蛋白酶基因,命名为BmHP21(GenBank登录号:JF431073)。该基因由1 233个核苷酸组成,编码410个氨基酸。通过SMART网站预测蛋白结构显示BmHP21包括一个clip结构域和一个胰蛋白酶结构域。BmHP21蛋白和烟草天蛾Ms-HP21的氨基酸序列有55%的相似性,推测BmHP21在家蚕黑化反应中起着激活酚氧化酶原前体激酶(PPAE)的作用。RT-PCR检测结果表明,BmHP21在家蚕大部分组织包括脂肪体中都有表达,其mRNA转录几乎贯穿于整个家蚕的幼虫、蛹和成虫发育阶段,推测BmHP21除了参与黑化反应外,还有其它的生理功能。     

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。     

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。     

家蚕丝氨酸蛋白酶BmHP14基因的克隆与表达模式分析

家蚕受到外源微生物侵染或损伤时,前酚氧化酶原级联反应中的起始丝氨酸蛋白酶会激活下游信号通路,最终产生黑色素。采用RACE技术,获得了家蚕前酚氧化酶原级联反应起始丝氨酸蛋白酶——血淋巴蛋白酶编码基因的全长cDNA序列,命名为BmHP14(GenBank登录号:JQ954757)。BmHP14 cDNA全长2 508 bp,开放阅读框为2 013 bp,编码670个氨基酸,预测蛋白质分子质量71 kD,等电点5.09,N端17个氨基酸预测为信号肽序列。多重序列比对显示BmHP14与烟草天蛾HP14的相似度很高,达到57%;分子进化树中二者也聚为一支。RT-PCR分析表明,BmHP14在家蚕5龄第3天幼虫脂肪体、马氏管、精巢、卵巢、表皮、血细胞、头部均有表达,其中以脂肪体中的表达水平最高。以黑胸败血芽孢杆菌、大肠杆菌、球孢白僵菌注射侵染家蚕5龄第3天幼虫,Real-time PCR检测显示在受到病菌侵染后,幼虫脂肪体中的BmHP14表达上调。Westernblotting检测结果显示,BmHP14在家蚕体液中以前体和成熟体的形式共同存在。研究结果提示,BmHP14是家蚕前酚氧化酶原级联反应信号通路中的关键酶。     

蜱半胱氨酸蛋白酶抑制分子研究进展

蜱是以吸血为生的体外寄生虫,能传播多种病原体。控制蜱的传统方法是使用杀虫剂,但会产生药物残留等问题。为了找到控制蜱及蜱传病的新方法,必须在分子水平上了解蜱的相关生理过程。蜱半胱氨酸蛋白酶抑制分子是一类抗蛋白酶分子,主要作用于半胱氨酸蛋白酶的抑制调控。论文介绍了蜱半胱氨酸蛋白酶抑制分子的结构和分类,以及在蜱的吸血、血液消化、蜱的先天免疫及对宿主免疫调节等生理过程的重要作用,同时也综述了半胱氨酸蛋白酶抑制分子具有抗寄生虫和抗癌的作用,为全面了解蜱半胱氨酸蛋白酶抑制分子提供参考。     

家蚕凋亡蛋白酶(caspase-1)基因在大肠杆菌中的表达

为了研究家蚕凋亡蛋白酶(caspase-1)的原核表达及剪切方式,用PCR法扩增出家蚕caspase-1基因的cD-NA,然后插入pET28a载体,得到阳性质粒pET28a-caspase-1,并转化感受态细胞BL21,用异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导了caspase-1蛋白的表达。应用SDS-PAGE和Western blot分析对其性质作检测,诱导3 h后caspase-1蛋白得到剪切,5 h开始降解。研究结果表明,caspase-1基因可在大肠杆菌BL21中诱导表达,并且能够进行自我剪切。     

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。     

家蚕雄蛾蛋白酶解效果的初步研究

为充分利用家蚕雄蛾蛋白资源,以交配后的家蚕雄蛾为材料,比较分析了脱脂和不脱脂处理对雄蛾蛋白提取效果的影响,同时对碱性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶在各自最适条件下酶解雄蚕蛾蛋白的效果进行评价。结果表明:脱脂处理有利于雄蚕蛾蛋白的提取,蛋白质的质量分数达76.84%;选用的3种蛋白酶对雄蚕蛾蛋白的酶解效果,以碱性蛋白酶最佳,酶解5 h后的酶解液中三氯乙酸可溶性氮的质量浓度为5.67 mg/mL。