柞蚕微孢子虫3种孢壁蛋白的提取与鉴定

在微孢子虫侵染宿主的过程中,孢壁蛋白扮演着重要的角色。分别采用沸水浴法、SDS法从柞蚕微孢子虫(Nosema per-nyi,Np)孢子中提取孢壁蛋白以及利用发芽后的孢子壳提取孢壁蛋白,对提取的孢壁蛋白进行SDS-PAGE分析和质谱鉴定。结果显示,将发芽后的孢子壳以沸水浴法提取孢壁蛋白最为有效,但操作复杂,部分孢壁蛋白损失严重。初步鉴定从发芽后的孢子壳中提取的编号为P35、P32和P29的3种蛋白属于柞蚕微孢子虫孢壁蛋白,蛋白分子质量分别为35、32、29 kD,其中孢壁蛋白P32的含量最丰富,P35和P29的含量相对较低。根据相应肽指纹图谱预测孢壁蛋白P32的一级结构类似核孔蛋白,可能与孢壁的选择透过性有关,而P35与VASA2n蛋白的一级结构类似,因此有可能与柞蚕微孢子虫的繁殖有关。     

应用生物素标记和蛋白质组学方法分离鉴定柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)的表面蛋白

建立灵敏、特异、稳定的柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)表面蛋白分离鉴定技术,对研究其侵染机制和早期检测技术非常重要。采用生物素Sulfo-NHS-SS-biotin能特异性标记柞蚕微孢子虫的表面蛋白;经生物素标记后的微孢子虫用0.01 mol/L NaOH和2%SDS的混合液裂解结合超声波破碎的方法能提取到更多的微孢子虫总蛋白质;用30%乙腈和70%甲酸配合沸水浴处理可有效洗脱微孢子虫表面蛋白。对得到的柞蚕微孢子虫表面蛋白检测样品进行LC-MS/MS质谱鉴定,共获得了8个假定的表面蛋白,其中分子质量为26.6 k D(Np SWP12)、25.7 k D(Np SWP26)、32.0 kD(Np SWP30)的3个假定蛋白经间接免疫荧光分析确证为定位在孢子表面的蛋白质。序列分析显示,NpSWP12、NpSWP26、NpSWP30与家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)孢壁蛋白NbSWP12、NbSWP26、NbSWP30的氨基酸序列相似度分别为100%、93%、79%,其中Np SWP26无N-糖基化位点和O-糖基化位点,但C端具有介导孢子粘附宿主细胞的肝素结合基序。分离鉴定的3个表面蛋白可以作为柞蚕微孢子虫侵染机制研究和早期检测的靶标蛋白。     

家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)孢壁蛋白提取方法的优化研究

分别用SDS法、煮沸法、碱溶法和Brosson法,提取家蚕微孢子虫孢壁蛋白,并对孢壁蛋白及处理后的孢子形态进行比较研究。结果表明,不同方法处理后的孢子形态均保持完整,SDS处理后孢子为短杆状且明显变得粗壮,煮沸处理后孢子变小呈梭形,其他方法处理的孢子均有膨胀现象。SDS-PAGE检测显示,SDS法提取的孢壁蛋白出现3条明显的主带,煮沸法提取的孢壁蛋白出现5条明显的主带,0.1 mol/L KOH提取的孢壁蛋白出现2条主带;而Brosson法提取的孢壁蛋白呈现出20~30条带,体现了家蚕微孢子虫孢壁蛋白组成的复杂性,并适合于孢壁蛋白质组学的研究。     

家蚕微孢子虫孢壁蛋白SWP25、SWP30、SWP32的表达谱分析

研究家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)的孢壁蛋白对于揭示家蚕微孢子虫感染宿主的分子机制具有重要意义。对已完成精细定位的家蚕微孢子虫孢壁蛋白SWP25、SWP30、SWP32在家蚕中肠组织中的表达谱进行了分析。RT-PCR结果表明,SWP32在感染后24 h就可以检测到其转录本,SWP25、SWP30的转录本在感染后36 h可检测到,提示SWP32可能在孢子裂殖体阶段就需要发挥作用;3种孢壁蛋白在感染3 d后其转录本均达到较高水平,并在感染过程中持续保持,在感染后第10天仍能明显检出。3种孢壁蛋白在感染3 d后转录本量明显增加的现象与家蚕微孢子虫的生活史相符合,即:孢子母细胞在此阶段迅速增加并向成熟孢子转化,成熟孢子的孢壁在这一时期形成。3种孢壁蛋白的表达能在感染早期阶段的家蚕中肠组织中被检出,为进一步探讨3种蛋白的功能提供了线索,也为开发基于这3种蛋白的分子生物学及免疫学特异性的家蚕微粒子病早期诊断技术提供了理论依据。     

粉纹夜蛾培养细胞对家蚕微孢子虫的吞噬及与孢壁蛋白的关系

解明家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)入侵宿主细胞的相关因素,有助于深入研究Nb对家蚕的侵染机制。利用激光共聚焦显微镜观察Nb孢子接种粉纹夜蛾(Trichoplusiani,Tn)培养细胞48h后孢子的分布状态和培养细胞的生长情况,并对接种Nb孢子后的Tn培养细胞培养物总蛋白进行SDS-PAGE分析,证实经0.2mol/LKOH预处理的Nb孢子可以被Tn培养细胞所吞噬。对Nb孢子孢壁蛋白的SDS-PAGE分析显示,Nb孢子经KOH预处理后,大小为80kD和12kD的孢壁蛋白带缺失或明显减弱,30kD的孢壁蛋白带丰度降低。推测KOH预处理使Nb孢子部分孢壁蛋白被分解(部分或完全)或使蛋白结构发生变化,由此影响了Nb孢子与Tn培养细胞的相互作用关系,有利于Tn培养细胞对Nb孢子的吞噬。     

微孢子虫蛋白质及其与宿主互作的研究进展

微孢子虫(protozoan:microsporidia)是一类细胞内专性寄生的单细胞真核生物,可广泛寄生于几乎所有的动物。早期对微孢子虫的研究主要集中在对其种类的分离鉴定方面,随着大规模基因组测序的不断深入,极大地推动了微孢子虫的研究,尤其是微孢子虫具有独特的进化地位以及基因组、细胞器和物质能量代谢途径等简化进化的特点,使其成为当前研究的热点。综述了该领域近10年来在微孢子虫总蛋白组成成分分析、极丝蛋白和孢壁蛋白的分离鉴定,以及孢壁蛋白与宿主的相互作用等方面的研究进展,并简要概述了该领域研究存在的问题及后续研究课题。     

家蚕微孢子虫单克隆抗体的制备及鉴定

用家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)总蛋白为抗原,采用长程免疫法免疫BALB/c小鼠,取4次免疫后的脾细胞与SP2/0骨髓瘤细胞用PEG-1500进行细胞融合,第1次融合率为13.3%,第2次融合率为55.4%。建立间接酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA),用于检测杂交瘤细胞上清中的单克隆抗体。初检阳性率分别为4.68%和5.26%。经3次亚克隆筛选获得了2株能稳定分泌抗家蚕微孢子虫的单克隆抗体的杂交瘤细胞株,命名为2G10和2B10。间接免疫荧光试验(indirect immunofluorescence test,IFAT)和Western-bloting分析证实所获得的单克隆抗体是特异针对家蚕微孢子虫蛋白的,将在孢子孢壁蛋白的研究中发挥重要作用。     

家蚕Bmtutl-519蛋白在家蚕微孢子虫感染BmEN细胞中的作用

家蚕Bmtutl-519蛋白是家蚕Turtle蛋白的一个亚型,属于免疫球蛋白超家族。在家蚕微孢子虫感染BmN细胞后,Bmtutl-519的相对表达水平明显上调。在BmN细胞中,通过间接免疫荧光分析(indirect immunoinfluscent assay,IFA)、共定位实验、蛋白印迹法以及增强型绿色荧光蛋白(EGFP)融合载体转染Bmtutl-519表达质粒来研究Bmtutl-519的亚细胞定位。结果表明,Bmtutl-519在BmN细胞的细胞质和细胞膜中均有分布。Bmtutl-519可能作为细胞表面受体或调控因子参与了家蚕微孢子虫的感染过程。Bmtutl-519与家蚕微孢子虫壁蛋白NbSWP26(参与宿主细胞粘附和感染过程)的相互作用分析表明,NbSWP26的C端肝素结合基序(heparin-binding motif,HBM)介导了这两种蛋白之间的相互作用。在将NbSWP26的赖氨酸突变为甘氨酸(K208G、K209G、K210G和K213G)的突变型中,NbSWP26蛋白中HBM的突变导致其结合Bmtutl-519蛋白的能力丧失。微孢子虫粘附和感染试验表明,Bmtutl-519增强了家蚕微孢子虫与宿主细胞表面的结合能力,但并没有增强家蚕微孢子虫对宿主细胞的感染能力。相反,在BmN细胞中,Bmtutl-519的持续高表达抑制了家蚕微孢子虫的增殖。     

qRT-PCR检测柞蚕中肠热休克蛋白基因ApHSC70对微孢子虫入侵的响应

为证实柞蚕热休克蛋白在柞蚕防御体系中的作用,利用RT-PCR技术在柞蚕5龄幼虫中肠组织克隆了一个热休克蛋白基因Ap HSC70(Gen Bank登录号:KJ437496),并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测该基因在感染柞蚕微孢子虫的柞蚕中肠中的表达变化。该基因的开放阅读框(ORF)长1 959 bp,编码652个氨基酸,预测蛋白质分子质量为71.49 k D,等电点(p I)为5.38,具有细胞质特征基序,推测为一种组成型热休克蛋白;Ap HSC70与斜纹夜蛾、棉铃虫同源蛋白质的序列相似度最高,分别达96.94%、96.33%。感染柞蚕微孢子虫后0~9 h的柞蚕5龄幼虫中肠组织中,Ap HSC70基因转录水平变化不大,但感染后12 h该基因的转录水平开始升高,至感染后21 h达到最高值。研究结果表明,柞蚕中肠组织的Ap HSC70基因在柞蚕微孢子虫入侵时的表达变化呈现出一定的应激响应,表达量最高可上调近5倍,推测该基因可能参与了柞蚕的免疫防御过程。     

家蚕微孢子虫表面蛋白NBO_33g0013的序列特征及亚细胞定位与功能分析

选择家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)表面蛋白质谱数据库中新发现的假定表面蛋白NBO_33g0013进行研究,了解该蛋白质的功能及是否参与微孢子虫对宿主细胞的侵染过程。预测该蛋白质分子质量为26.1 k D,等电点为4.59,其序列N端具有信号肽,无跨膜螺旋结构,含3个N-糖基化位点,无O-糖基化位点,不具有典型的功能结构域,与柑橘凤蝶微孢子虫(Papilio xuthus)的一个假定蛋白序列相似度达到93%。以家蚕微孢子虫CQ1分离株的基因组DNA为模板克隆该蛋白质的编码基因,构建重组表达载体进行该蛋白质的原核表达,并制备获得多克隆抗体,通过间接免疫荧光分析确证该蛋白质定位在家蚕微孢子虫孢子表面。经体外细胞感染实验初步分析,尚未发现该蛋白质参与了微孢子虫孢子对宿主Bm E细胞的粘附过程,推测该蛋白质可能为家蚕微孢子虫孢壁的结构组成型蛋白质,在孢壁的构架形成中发挥作用。     

家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)交叉感染的孢子形态变化及表面蛋白差异

试验探讨了微孢子虫的交叉感染性与孢子表面蛋白的变化。结果表明,家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)转主感染桑尺蠖(Hemerophila atrilineata)后孢子形态变为细长,分离纯化感染前和感染后的孢子表面蛋白,通过SDS-PAGE电泳发现形态变异株出现了34 kD和67 kD的差异带,在相同条带17、30、47、77和114 kD表达量存在明显的差异,但33 kD和43 kD条带表达量没有差异。孢子表面蛋白的差异性表达可能与微孢子虫感染适应性有关,而33 kD和43 kD可能是微孢子虫共有的保守蛋白。     

两种微孢子虫孢子表面蛋白及对家蚕侵染性的比较研究

对来自家蚕的内网虫属样微孢子虫和家蚕微孢子虫的形态、表面蛋白及侵染性进行了比较研究。内网虫属样微孢子虫孢子显著小于家蚕微孢子虫 ,孢囊中孢子数为 8～ 32个 ,只侵染中肠组织 ,对家蚕无胚胎传染性。SDS UreaPAGE和 2D PAGE图谱显示两种孢子表面蛋白有明显差异。在SDS UreaPAGE中 ,内网虫属样微孢子虫的主要表面蛋白为 2 2kD ,而家蚕微孢子虫为 4 5kD。 2D PAGE显示 ,当上样量为 12 0 μg时 ,内网虫属样微孢子虫孢子表面蛋白斑点有 330多个 ,而家蚕微孢子虫孢子只有 16 0多个 ,其中仅有 10多个相同或疑似蛋白点。家蚕微孢子虫的主要表面蛋白点约有 2 0个 ,以中性偏酸的小分子居多 (<18kD ,pI 5 .4～ 7.2 ) ;内网虫属样微孢子虫有 30多个 ,分布较分散。根据两种孢子都能感染家蚕的特点 ,认为相同或疑似蛋白与是否能够感染有关 ,而大量差异蛋白与对家蚕的感染程度有关。两孢子表面蛋白中的主要蛋白均为差异蛋白 ,可能是孢子表面的结构蛋白。     

柞蚕微孢子虫单克隆抗体的研制及诊断

研究报告了柞蚕微孢子虫Nosemaantheraeae(简称N .a)单克隆抗体制备及免疫胶体金银染色法 (IGSS)诊断的结果。用抗N .a的单抗结合间接免疫胶体金银染色法 (IGSS)对 6种微孢子虫进行检测 ,在光学显微镜下柞蚕微孢子呈现特异的褐色 ,能与包括家蚕微孢子虫在内的其它 5种微孢子虫加以区别。     

家蚕BmLHep_59蛋白的表达和亚细胞定位

肝细胞癌相关抗原-59(hepatocellular carcinoma-associated antigen59,Hep_59)属于哺乳动物中一类含有约100个氨基酸残基的保守结构域家族,这类蛋白主要存在于真核生物细胞中,大多为假想蛋白。从家蚕蛹cDNA文库中筛选的一个新基因,其编码蛋白含有一个和Hep_59高度同源的保守结构域,将其命名为BmLHep_59(GenBank登录号:DN985181)。PCR扩增该基因的ORF,经EcoRⅠ/XhoⅠ双酶切重组到原核表达载体pET-28a(+),并转入E.coli Rosetta(DE3)感受态细胞中表达。通过镍柱亲和层析得到纯化的重组蛋白BmLHep_59,并以此纯化重组蛋白作为抗原免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,经ELISA检测抗血清效价可达1∶12 000以上。用Western blotting检测到家蚕5龄幼虫的表皮、丝腺和血淋巴中均有BmLHep_59表达,其中在血淋巴的表达量较高,暗示该蛋白可能参与调控家蚕的造血机能。该蛋白在蛹期中也有表达。亚细胞定位显示BmLHep_59在家蚕Bm5细胞的细胞质和细胞核中均有分布。     

家蚕胰岛素受体类似基因挖掘及在限食模型中的表达特征

家蚕素是家蚕胰岛素相关肽,与其受体(IR)结合激活胰岛素信号转导(IIS)途径。利用生物信息学方法,挖掘出具有胰岛素受体类似结构域的家蚕基因Ir-lp,其ORF长2 658 bp,编码885个氨基酸残基,蛋白质分子质量100.3 kD,pI为6.93,与果蝇等昆虫的同源蛋白保守区域高度一致,NJ法分子进化分析显示家蚕IR-LP与昆虫胰岛素受体相关蛋白同源,但是家蚕Ir-lp编码蛋白缺少胰岛素受体酪氨酸激酶催化结构域,基因表达特征也与已知的家蚕Ir有显著差异。建立家蚕限食模型,调查限食后家蚕8个组织中Ir-lp与Ir表达变化的差异,探讨Ir-lp基因与IIS途径的关系,结果显示长期限食使得Ir-lp与Ir在脂肪体、性腺和表皮中上调表达,在马氏管中下调表达,其中Ir-lp的表达量变化幅度较大。综合分析,IR-LP可能在家蚕胚胎期、蛹期、蛾期等特定发育时期通过与IR竞争结合家蚕素来有效调控能量利用效率。