中国明对虾C 型凝集素基因(Fclectin)的重组表达及活性分析

研究拟通过分析对虾C型凝集素的活性特点,探讨其在对虾先天免疫应答过程中的潜在功能以及在养殖生产实践中的应用。实验利用原核表达系统对中国明对虾C-型凝集素基因的两个串联的糖识别结构域(carbohydrate recognition domain,CRD)进行了重组表达,并通过纯化复性获得了重组目的蛋白(rFclectin-CRD1和rFclectin-CRD2)。活性分析结果显示,重组目的蛋白对多种病原菌有凝集和抑制生长的作用,并且具有Ca2+依赖活性;其凝集活性可被半乳糖、肽聚糖、脂多糖等多种病原相关分子模式所抑制,研究结果证实,Fclectin是一种典型的C-型凝集素,它可能作为中国明对虾先天免疫中重要的模式识别受体,在一定程度上参与了机体应答病原微生物的防御过程。     

中国明对虾Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因(Fc-Kazal)的重组表达及活性分析

Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂可以通过精确调控丝氨酸蛋白酶的活力,在生物体的防御应答等众多生物过程中发挥重要作用。以前期克隆的中国明对虾Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因(Fc-Kazal, GenBank注册号为DQ318856)为基础,对其功能结构域进行序列比对和进化分析;组织表达分析结果表明,该基因在血细胞、鳃和淋巴器官等组织中高水平表达,而在眼柄、神经和肌肉中无表达;利用原核表达系统对该基因成熟肽区域成功进行了重组表达,纯化后的目的蛋白最终得率为0.4 g/L培养液;活性分析结果显示,复性后的rFc-Kazal对鳗弧菌、金黄色葡萄球菌、杀鲑气单胞菌、苏云金芽孢杆菌有明显的抑菌作用。     

凡纳滨对虾丝氨酸蛋白酶同源物基因 (Lv-SPH)的克隆及免疫应答特征

【目的】丝氨酸蛋白酶（serine protease, SP）是一类重要且分布广泛的蛋白水解酶,行使着一系列重要的生理功能,包括参与消化作用、血液凝结、胚胎发育和免疫应答过程等,但在甲壳动物中少见初步报道。对虾的养殖持续面临着病害的困扰,深入开展对虾免疫防御机制研究,将会为寻找抗病新思路提供借鉴。【方法】本研究利用RACE技术克隆获得了一个新的凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）丝氨酸蛋白酶同源物（Serine protease homologs, SPHs）基因（Lv-SPH）的全长cDNA序列,通过生物信息学方法分析了其序列特点,并利用实时荧光定量PCR方法探讨了其组织分布特征和应答病毒感染的表达变化模式。【结果】生物信息学分析显示该基因全长1 249 bp,ORF区长1 005 bp,5’-UTR为156 bp,3’-UTR为88 bp,ORF区编码334个氨基酸,氨基端的16个氨基酸为预测的信号肽序列。在线分析软件SMART分析显示Lv-SPH蛋白含有一个Clip结构域和一个高度保守的SP结构域（Tryp-SPc）,后者具有三分子活性催化位点,前两个是组氨酸和天冬氨酸,第三位为甘氨酸。该基因在凡纳滨对虾各种组织中有不同程度的表达,其中在血细胞中表达量最高,在肝胰腺、心脏和肠道中广泛表达,而在肌肉中表达量最低。注射白斑综合征病毒（White spot syndrome virus, WSSV）后24h时,Lv-SPH基因的相对表达量显著升高,病毒感染后48h达到最高,约为对照组的3倍。【结论】Lv-SPH基因具备典型的SPH家族成员特征,具有一定的组织表达特异性,WSSV可以显著诱导该基因的上调表达,表明它可能参与了WSSV引发的凡纳滨对虾免疫应答过程。【意义】研究结果为深入探讨对虾天然免疫调控机制提供了参考,在对虾健康养殖及病害防治方面具有潜在的应用价值。     

凡纳滨对虾C型凝集素（LvLc1）的特征和活性分析

C型凝集素是一种依赖于Ca~(2+)而发挥功能的糖蛋白,在一线的固有免疫防御过程中发挥着重要作用。围绕对虾C型凝集素开展深入研究,不仅可以丰富无脊椎动物固有免疫学内容,还有望将其开发为具有免疫增强效果的活性饵料,应用于对虾的健康养殖。本实验根据实验室前期转录组信息提示克隆获得了凡纳滨对虾一种新的C型凝集素基因(LvLc1,Gen Bank注册号:KY937940)。生物信息学分析显示LvLc1基因的开放阅读框全长891 bp,编码296个氨基酸,该基因编码的蛋白质含有一个保守的糖识别结构域(carbohydrate recognition domain,CRD),该结构域中具有潜在的半乳糖结合位点(QPD motif),进化发生分析显示LvLc1与来自节肢动物的甘露糖结合凝集素家族成员聚类在一起。对LvLc1基因的CRD结构域进行了原核重组表达与蛋白活性分析研究,结果显示:重组目的蛋白(rLvLc1)在Ca~(2+)存在的条件下,对多种病原菌(G~+、G~–和真菌)具有凝集作用,其凝集活性可被半乳糖、甘露糖、脂多糖等多种病原相关分子模式所抑制。研究表明,LvLc1作为C-型凝集素家族一个新成员,可能通过重要的模式识别受体作用,参与机体应答病原微生物侵染的防御过程。     

白鲢骨骼肌丝氨酸蛋白酶抑制剂的提取、纯化及其特性

从白鲢（Hypophthalmichthys molitrix）骨骼肌中分离纯化到一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，该抑制剂的分子晕大约50kD，用PAGE-明胶电泳证明，该抑制剂对胰蛋白酶具有抑制作用；当温度超过60℃时，抑制剂的活性下降70％左右，但在pH3～11的范围内均有活性。用MTT法分析白鲢骨骼肌丝氨酸蛋白酶抑制剂对急性T细胞白血病细胞Jarkat、人骨髓瘤细胞Sp20和人骨瘤细胞MG63生长的影响，结果发现该抑制剂对以上3种肿瘤细胞的增殖都有抑制作用，而且抑制作用呈剂量依赖性。本研究旨为进一步研究白鲢骨骼肌丝氨酸蛋白酶抑制剂的纯化及其抗肿瘤作用提供科学依据。     

凡纳滨对虾C-型凝集素基因原核表达与免疫作用的研究

本文利用原核表达系统对凡纳滨对虾C-型凝集素基因的开放阅读框进行了重组表达,并通过纯化分离获得重组目的蛋白,采用血细胞悬浮培养的方法,研究了重组C-型凝集素对凡纳滨对虾血细胞免疫作用的影响。实验梯度设置为：对照组和重组C-型凝集素蛋白（1.0 mg/mL）,分别在0、3、6、9、12、24h取培养的血细胞和培养液进行免疫相关指标的测定。结果表明：重组C-型凝集素经SDS-PAGE分析显示在39KD处有显著诱导条带,与预测的分子量大小基本一致,Western blot分析可以与anti-His抗体特异性结合,从而证明C-型凝集素重组蛋白在大肠杆菌中成功表达。重组C-型凝集素对大肠杆菌具有明显的凝集作用,对凡纳滨对虾血细胞数量、存活率和吞噬率影响显著（P<0.05）;培养基酚氧化酶活力在培养3-12h内呈峰值变化,于9h时达到最大值（P<0.05）。研究表明,C-型凝集素不仅具有凝集作用,而且还能激活酚氧化酶原系统,具有重要的免疫防御作用。     

凡纳滨对虾细胞因子信号转导负调控因子 基因(Lv-SOCS)的克隆及特征分析

为了探讨凡纳滨对虾细胞因子信号转导负调控因子(SOCS)在病毒引发的免疫应答过程中的潜在作用,本实验根据前期的转录组和表达谱结果提示信息,首次克隆了凡纳滨对虾的SOCS基因(Lv-SOCS,GenBank注册号:KJ000426),利用在线软件进行了生物信息学分析,运用半定量的方法进行了组织表达分析,并利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术分析了该基因在白斑杆状病毒(WSSV)侵染过程中的表达变化特征。结果显示,Lv-SOCS的ORF区1 191 bp,编码397个氨基酸,预测分析显示该基因编码的蛋白质含有1个SH2结构域和1个SOCS-box结构域,组织表达分析表明该基因主要在凡纳滨对虾血细胞、肠道和肝胰腺中表达。在WSSV感染后中晚期(6~48 hpi),Lv-SOCS可以被显著诱导,在血细胞中呈明显上调表达趋势,表明该基因在一定程度上参与了凡纳滨对虾体内由WSSV引发的先天免疫应答过程,上述结果为进一步研究Lv-SOCS基因在对虾应答病毒侵染过程中的功能和作用机制奠定了基础。     

菲律宾蛤仔二种I型溶菌酶的重组表达和抑菌活性

为研究病原微生物刺激后，菲律宾蛤仔I型溶菌酶的免疫应答反应，实验采用重组表达技术，从菲律宾蛤仔中得到2种I型溶菌酶的重组蛋白rVpILYZ-1和rVpILYZ-2，发现其均具有较为广谱的抑菌活性；其中，rVpILYZ-1对副溶血弧菌、灿烂弧菌和藤黄微球菌等具较强的抑菌活性，而rVpILYZ-2对副溶血弧菌抑菌活性较强，且二者均通过非酶抑菌活性和胞壁酸酶活性来发挥抑菌作用。结果显示，rVpILYZ-1最适pH和温度分别为6.5和20 ℃，而rVpILYZ-2最适pH和温度则分别为4.5和10 ℃。此外，rVpILYZ-1和rVpILYZ-2均具免疫调理活性，能够促进血细胞对病原菌的吞噬作用。研究表明，VpILYZ-1和VpILYZ-2在菲律宾蛤仔清除病原微生物的免疫应答反应中发挥重要作用。     

尼罗罗非鱼鼠李糖凝集素 (RBL-1)在非特异性细胞防御病原菌感染中的功能

为了探究鼠李糖凝集素（Rhamnose-binding lectin, RBL）在硬骨鱼非特异性细胞防御病原菌感染中的作用,本研究以尼罗罗非鱼为研究模型,首先通过分离头肾单核/巨噬细胞进行体外菌应激实验,发现在罗非鱼两种重要的致病菌-无乳链球菌（Streptococcus agalactiae）和嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）应激后,尼罗罗非鱼L-鼠李糖凝集素1（OnRBL-1）的表达量显著上调。然后,通过荧光定量PCR（qRT-PCR）检测发现OnRBL-1重组蛋白能够调节病原菌诱导细胞炎症因子的表达,包括显著抑制菌诱导的IL-6、IL-8和TNF-α的表达,和促进IL-10和TGF-β的表达。此外,通过流式细胞术检测证实OnRBL-1具有促进单核/巨噬细胞的吞噬作用,同时增强呼吸爆发水平和上调活性氧的释放。以上研究结果表明,OnRBL-1在罗非鱼单核/巨噬细胞非特异性细胞防御中发挥重要的调节作用。本研究为探讨RBL-1在硬骨鱼宿主防御病原菌感染中的功能提供了参考,并有助于完善和丰富硬骨鱼类RBL的功能和在抗菌免疫应答中的基础理论体系,具有重要的科学意义。     

α1-抗胰蛋白酶及其在鱼类免疫系统中的作用

α1-抗胰蛋白酶（α1-antitrypsin，α1-AT）是一类分布广泛的丝氨酸蛋白酶抑制剂，在炎症反应、凝结反应、抗炎抗感染等一系列鱼类重要生理过程中起主要作用，因此，对其结构构象、作用机制及活性调节的系统了解，将有助于进一步发现α1-AT的潜在价值，为鱼类相关疾病的发病机理及治疗方案提出新的见解，为进一步发展鱼类免疫学与养殖业打下知识基础。     

Effect of bioflocs on growth and immune activity of Pacific white shrimp,Litopenaeus vannamei postlarvae

The bioflocs technology (BFT) for shrimp production has been proposed as a sustainable practice capable of reducing environmental impacts and preventing pathogen introduction. The microbial community associated with BFT not only detoxifies nutrients, but also can improve feed utilization and animal growth. Biofloc system contains abundant number of bacteria of which cell wall consists of various components such as bacterial lipopolysaccharide, peptidoglycan and β‐1, 3‐glucans, and is known as stimulating nonspecific immune activity of shrimp. Bioflocs, therefore, are assumed to enhance shrimp immunity because they consume the bioflocs as additional food source. Although there are benefits for having an in situ microbial community in BFT systems, better understanding on these microorganisms, in particular molecular level, is needed. A fourteen‐day culture trial was conducted with postlarvae of Litopenaeus vannamei in the presence and absence of bioflocs. To determine mRNA expression levels of shrimp, we selected six genes (prophenoloxidase1, prophenoloxidase2, prophenoloxidase activation enzyme, serine proteinase1, masquerade‐like proteinase, and ras‐related nuclear protein) which are involved in a series of responses known as the prophenoloxidase (proPO) cascade, one of the major innate immune responses in crustaceans. Significant differences in shrimp survival and final body weights were found between the clear water and in the biofloc treatments. mRNA expression levels were significantly higher in the biofloc treatment than the clear water control. These results suggest that the presence of bioflocs in the culture medium gives positive effect on growth and immune‐related genes expression in L.vannamei postlarvae.     

Peptidase compensation in the digestive system of whiteleg shrimp Penaeus vannamei against dietary Kunitz‐type soybean trypsin inhibitor

The aim of this study was to assess the regulatory process of digestive peptidases of crustaceans in the presence of soybean trypsin inhibitor (SBTI). This naturally occurring inhibitor in soybean meal was used to inhibit the activity of digestive serine peptidases of the whiteleg shrimp Litopenaeus vannamei. In vitro, SBTI inhibited the total proteolytic activity and chymotrypsin activity by 65%. Trypsin activity was reduced by SBTI from 40% to 15% from 2 to 4 hr of incubation, which is the average time of residence of feed in the shrimp digestive system. During the bioassays, experimental groups were fed with increasing concentration of supplemental SBTI (1 g kg^?1 and 2 g kg^?1) and digestive gland and faeces of individual specimens were collected daily. At the end of the bioassay, peptidase activity of digestive gland and faeces was shown, revealing differential inhibition after feeding for 5 days. Several serine peptidases were observed in zymograms, showing a compensation effect on the digestive gland through the activation of peptidases from different catalytic type. These results provide evidence that the shrimp digestive gland can overcome the effect of SBTI by two adaptive mechanisms: synthesis of additional peptidases of the serine class and other unidentified peptidases.     

凡纳滨对虾精氨酸激酶的多克隆抗体制备及组织特异性表达分析

精氨酸激酶（arginine kinase，AK）在调节无脊椎动物磷酸精氨酸与ATP之间能量平衡的过程中具有重要作用。在前期工作基础上，设计特异引物，以凡纳滨对虾肌肉组织cDNA为模版，克隆得到了1 071 bp的凡纳滨对虾精氨酸激酶的完整开放阅读框；将它克隆到原核表达载体pGEX-4T-2上，转化BL21 (DE3) 菌株，经诱导后表达出GST-AK融合蛋白。以纯化的融合蛋白作为抗原免疫小鼠，制备多克隆抗血清，经检测该抗原与抗体识别良好。利用得到的抗体对凡纳滨对虾AK在蛋白质水平上的特异性表达进行分析发现，精氨酸激酶在对虾的肌肉、心脏、神经、血细胞和胃组织中具有高的表达量，而在眼柄、肝胰腺、鳃和皮肤组织中表达量较低。为进一步研究精氨酸激酶在对虾体内的功能奠定了基础。     

凡纳滨对虾卵巢类围食膜蛋白基因克隆及其在早期胚胎发育中的表达

围食膜蛋白最早是从昆虫围食膜中解离得到的,在保护昆虫免受外源微生物侵染过程中发挥了重要作用。为了解围食膜蛋白在对虾免疫过程中的作用,实验前期进行了凡纳滨对虾转录组分析,并克隆获得了凡纳滨对虾2条类围食膜蛋白基因LvPT1和LvPT2,其编码的2条氨基酸序列相似性极高,同已报道的其他虾类围食膜蛋白具有较高同源性。利用Real-time PCR方法进行组织表达分析发现,LvPT1和LvPT2与对虾卵巢围食膜蛋白(SOPs)类似,在卵巢中高度表达,利用半定量PCR方法,分析LvPT2在对虾早期发育中的表达情况。结果显示,LvPT2在受精卵时期表达量最高,随着发育进行,表达量逐渐降低,至无节幼体孵出后无明显表达。研究表明,LvPT1和LvPT2与虾SOPs应为同一类围食膜蛋白,可能参与了受精卵细胞的形成,并在保护对虾早期胚胎发育时免受外界病原微生物的侵染中发挥着重要作用。     

日本囊对虾原肌球蛋白的原核表达、抗体制备以及组织表达分析

食物过敏是人类常见的一种过敏性疾病,主要由食物中的蛋白质引起。原肌球蛋白(tropomyosin,TPM)是食用虾蟹等甲壳动物引起过敏反应的主要致敏物质。研究从日本囊对虾肌肉组织中克隆了TPM基因,进行了原核表达和蛋白质纯化,并进一步制备了相应的抗体。Western-blotting分析表明原肌球蛋白在日本囊对虾组织中普遍表达,并且肌肉组织中表达量最高而鳃和皮肤组织中表达量最低。研究结果为对虾过敏性疾病的诊断和治疗以及脱敏食品开发等奠定了理论基础。     

Stimulating effects of pond water on digestive enzyme activity in the Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei (Boone)

Crude enzyme extracts were obtained from the digestive glands of Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei (Boone), reared in oligotrophic well water and eutrophic shrimp pond water to compare digestive enzyme activity between the two groups. Specific activities of serine protease, collagenase, amylase, cellulase, lipase and acid phosphatase were significantly higher (P < 0.01) in pond water‐reared shrimp (PW shrimp) than in well water reared‐shrimp (WW shrimp). For most enzymes assayed, specific activity was more than two times higher in PW shrimp, and cellulase activity was over six times higher. In contrast, chitinase activity was significantly higher (P < 0.001) in WW shrimp. Higher specific activity of most digestive enzymes in PW shrimp was probably due to natural productivity in the pond water that served as a source of organic substrates, and this increased activity may contribute to the growth‐enhancing effect of shrimp pond water.     

长毛对虾海水养殖环境以及虾肠道微生物群落结构研究

为了研究长毛对虾养殖环境以及对虾肠道微生物种群结构的特征,实验分别采集养殖区进水口水体、养殖池底泥、养殖池水体以及长毛对虾肠道样品,采用构建16S rRNA基因克隆文库的方法对不同样品间的微生物群落组成进行了研究。结果表明,4组样品中共获得621条序列,操作分类单元(OTU)总数达212个,表明养殖环境微生物群落结构具有高度的多样性。从遗传进化树分析发现,进水口水体中细菌优势种群为蓝细菌(53.97%)、α-变形杆菌(13.76%)和γ-变形杆菌(10.58%);养殖池水体细菌优势种群为蓝细菌(33.55%)、γ-变形杆菌(14.84%)、厚壁菌(14.19%)、拟杆菌(12.26%)和α-变形杆菌(9.68%);养殖池底泥细菌优势种群大部分属于厚壁细菌(79.12%);对虾肠道细菌优势种群为厚壁细菌(75.79%)、梭杆菌(13.68%)和γ-变形杆菌(10.53%)。在目分类水平上,养殖池底泥、养殖池水体和对虾肠道中芽孢杆菌占有较高的比例,分别占克隆数的69.78%、13.55%和72.63%;进水口水体和养殖池水体中红细菌的比例较高,分别占克隆数的10.05%和9.68%。本研究分析了养殖环境以及对虾肠道微生物的群落结构,揭示微生物从水源到对虾肠道内的演替规律。总体上,本养殖系统微生物群落结构良好,但在养殖池水体和对虾肠道中也检测到黄杆菌类群和少量的弧菌。本研究有助于了解养殖环境对于对虾肠道微生物组成的影响,并为长毛对虾病害的预防提供参考。     

WSSV蛋白酶性质的研究

从感染白斑综合症病毒(Whitespotsyndromevirus,WSSV)的对虾中提取和纯化WSSV,对其蛋白酶活力进行分析。结果表明,WSSV蛋白酶具广泛的pH稳定性,当pH达7.5时,蛋白酶活性最大;pH高于10 0时,酶活力很低,其蛋白酶偏碱性。丝氨酸蛋白酶抑制剂苯甲基磺酰氟(PMSF)对酶活性有抑制作用。Ca2 、Mn2 、Fe2 和Cu2 可降低WSSV蛋白酶活性,但Mg2 有轻微的激活作用。胰蛋白酶抑制剂在浓度为12.5～25.0mg/L时,对WSSV蛋白酶活性无影响。Leupeptin使蛋白酶活性降低12.29%。Chymostatin在质量浓度为12.5～25.0mg/L时,对WSSV蛋白酶活性有强烈的抑制作用,表明WSSV蛋白酶类属胰凝乳蛋白酶。蛋白质修饰剂对WSSV蛋白酶活性影响的研究结果表明,组氨酸残基为WSSV蛋白酶活性基团,而巯基为非必需基团,说明WSSV蛋白酶为非巯基依赖型的蛋白酶。