寄生性蠕虫丝氨酸蛋白酶抑制剂研究进展

丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpin)是一种蛋白水解酶,广泛存在于生物体中。本文论述了丝氨酸蛋白酶抑制剂的分类、结构、功能及在寄生性蠕虫中的研究进展。指出通过对Serpin的研究,有望使其作为寄生性蠕虫病诊断和疫苗的候选分子,为寄生性蠕虫病防治奠定基础。     

顶复器门原虫丝氨酸蛋白酶抑制剂研究进展

寄生虫可以利用蛋白酶抑制剂在宿主中生存,蛋白酶在宿主-寄生虫关系中处于关键地位.而寄生虫源的蛋白酶抑制剂的研究并未引起应有的重视.论文介绍了顶复器门原虫主要的内源的蛋白酶抑制剂丝氨酸蛋白酶抑制剂的研究概况,以期为顶复器门原虫的入侵机制及防治等研究提供新的思路.     

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。     

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Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因BmSPI3的克隆与表达特征分析

Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂(SPI)在机体的发育、免疫等生理过程中发挥重要的作用。从家蚕蛹cDNA文库中获得一条全长为728bp的基因序列,对该基因编码的氨基酸序列进行同源性比对,发现其蛋白具有保守的Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域(CⅠ-X3-CⅡ-X8-CⅢ-X14-CⅣ-X6-CⅤ-X13-CⅥ),且P1活性位点为赖氨酸(K),因此将该基因命名为BmSPI3(Gen-Bank登录号:DN237641)。通过PCR扩增BmSPI3基因,经BamHⅠ和XhoⅠ双酶切后成功构建了重组表达质粒pGEX-4T-1-BmSPI3,并转化到E.coliBL21(DE3)表达,经SDS-PAGE电泳检测在约36kD处有明显的蛋白表达条带。提取各发育时期蚕体和5龄幼虫各个组织的总RNA进行荧光定量PCR,检测结果表明:BmSPI3在5龄幼虫期表达量最高,卵期最低;在5龄幼虫表皮中的表达量最高,在马氏管的表达量最低。推测BmSPI3对胰蛋白酶和类胰蛋白酶具有抑制作用。     

旋毛虫Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂的表达及免疫相关性

根据GenBank上旋毛虫Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂(KaSPI)基因编码序列设计特异性引物,进行RT-PCR扩增,将所获PCR产物克隆至pEASY-T1载体后转入克隆感受态Tans5α,经过PCR和EcoRⅠ、XhoⅠ双酶切鉴定后进行测序。将所获目的基因与载体pET-30a(+)相连接,然后将鉴定正确的重组表达质粒pET-TsKaSPI转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,利用IPTG诱导蛋白表达。SDS-PAGE电泳分析所得融合蛋白大小约为38 000,与预测蛋白理论值大小相符,主要以包涵体形式存在。对纯化后的重组蛋白进行Western blot鉴定,结果显示该蛋白可以被感染旋毛虫小鼠阳性血清所识别,具有良好的抗原性。将纯化的重组蛋白经腹腔注射到小鼠体内检测其对小鼠的免疫保护性,结果表明,旋毛虫肌幼虫减虫率为38.3%。通过间接ELISA法检测血清抗体水平,结果显示重组蛋白免疫小鼠血清的抗重组蛋白抗体IgG总体水平显著高于感染对照组和佐剂组。     

日本血吸虫丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的克隆和分析

为筛选新的有潜在保护性的抗原分子编码基因，采用重复感染兔血清免疫筛选日本血吸虫成虫cDNA文库，将阳性克隆的插入序列进行了PCR扩增和序列分析。结果发现，所筛选的阳性克隆中有2个为日本血吸虫丝氨酸蛋白酶抑制剂基因(SPI)。序列分析表明，它可编码分子质量为4．6ku，等电点为5．76的蛋白，与GenBank中日本血吸虫SPI基因(大陆株)、曼氏血吸虫SPI基因和埃及血吸虫SPI基因编码的氨基酸序列的同源性分别为98％、62％和62％。TMpred分析表明，该蛋白具有2个明显的跨膜区即36～55和356～372位氨基酸。     

丝氨酸蛋白酶在昆虫先天免疫中的功能和作用机制研究进展

昆虫先天免疫系统包括细胞免疫和体液免疫。细胞免疫主要通过昆虫血液中的浆细胞对入侵的微生物进行吞噬;体液免疫比较复杂,涉及到昆虫体内许多蛋白质之间的相互作用,其中丝氨酸蛋白酶及其同源物与血淋巴黑化和抗菌肽合成等过程密切相关,如参与胞内酚氧化酶原及Toll免疫信号途径的激活等,因而在昆虫的体液免疫中发挥着重要作用。本文就昆虫丝氨酸蛋白酶及其同源物的类型、结构与功能以及家蚕丝氨酸蛋白酶的研究进展进行综述,为促进家蚕、蜜蜂等经济昆虫先天免疫的分子机制研究提供参考。     

佐剂对两种旋毛虫丝氨酸蛋白酶抑制剂免疫影响的研究

在寄生虫感染过程中,丝氨酸蛋白酶抑制剂在虫体与宿主相互作用间发挥着重要作用。在免疫过程中,不同佐剂的促免疫应答能力和提高免疫保护能力均不同。为了比较不同佐剂对两种丝氨酸蛋白酶抑制剂(TsAdSPI和TsKaSPI)免疫保护性的影响,通过对免疫剂量进行优化,应用间接ELISA的方法分析两种SPIs抗体应答,分别在肌肉虫攻击感染后第1天、第3天、第7天、第10天剖杀小鼠取成虫并计数,计算成虫减虫率。结果显示,用3种不同剂量(20、50μg和100μg)的重组蛋白免疫小鼠,50μg与100μg蛋白剂量免疫组诱导产生类似的抗体水平,且均高于20μg组;免疫组弗氏佐剂、ISA 206佐剂和铝佐剂分别与重组蛋白乳化后免疫,可诱导相似的免疫应答及成虫减虫率,其中佐剂ISA 206和氢氧化铝的保护效果更好。     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂Bmserpin 6的原核表达及对酚氧化酶原活性和抗菌肽表达的调控作用

丝氨酸蛋白酶抑制剂(serpin)对昆虫的免疫反应起重要调节作用。根据家蚕基因组数据库序列设计引物,从家蚕幼虫血细胞中克隆了Bmserpin6的编码基因,并构建重组表达载体,在大肠杆菌中成功表达了重组Bmserpin6蛋白。将纯化的重组Bmserpin6注射家蚕5龄幼虫后6 h提取家蚕血液制备血清,检测血清样品中的酚氧化酶原活性显著下降(P0.05)。体腔注射重组Bmserpin6后的家蚕5龄幼虫再通过微球菌诱导蚕体内抗菌肽gloverin2基因的表达,结果显示幼虫脂肪体和血细胞中的gloverin2基因表达显著下调(P0.05)。依据上述结果推测:体外表达的重组Bmserpin6可以调节蚕体内2个重要的免疫途径,即抑制蚕体酚氧化酶原的激活和外源细菌诱导的蚕体抗菌肽的产生。     

长角血蜱丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的原核表达

根据GenBank中的长角血蜱丝氨酸蛋白酶抑制荆(Haemaphysalislongicornis serine proteinase inhibitor-2,HLS2)基因序列设计特异性引物,以长角血蜱饥饿成蜱总RNA为模板,经RT-PCR扩增出1164 bp的HLS2DNA片段.将其与pET-30a载体连接,构建pET-30a-HLS2表达载体,转化JM109大肠杆菌,筛选阳性克隆,经双酶切鉴定及测序分析后转化到E.coli BL21(DE3)表达菌株中,经IPTG诱导后收集菌体进行SDS-PAGE电泳分析.优化表达条件后纯化融合蛋白,用Western blotting鉴定其抗原性.结果表明,获得的HLS2 DNA片段与GenBank中的HLS2(序列号AB162827)序列的同源性为98%.构建的pET-30a-HLS2表达载体在大肠杆菌中表达了约为47 000的HLS2融合蛋白,主要以包涵体形式存在,IPTG终浓度为1.0 mmol/L、28℃诱导7 h后融合蛋白的表达量最高.Western blotting显示该融合蛋白可与兔抗长角血蜱阳性血清反应.     

甘露糖结合凝集素相关的丝氨酸蛋白酶2研究进展

甘露糖结合凝集素相关的丝氨酸蛋白酶(mannan binding lectin-associated serine protease,MASP)和甘露糖结合凝集素(mannan binding lectin,MBL)是补体激活的凝集素途径中的关键因子,发挥着至关重要的作用。MBL或纤维胶凝蛋白(ficolin)分子通过C端糖识别域(carbohydrate recognition domain,CRD)与病原微生物表面的糖类结构结合,其胶原样区(collagen-like region,CLR)与MASP结合,使无活性的MASP转换为活性MASP,从而激活补体凝集素途径。     

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。     

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。     

两种旋毛虫丝氨酸蛋白酶抑制剂对巨噬细胞炎性细胞因子mRNA表达的影响

丝氨酸蛋白酶抑制剂在寄生虫入侵宿主的过程中发挥着关键作用,能够参与到入侵宿主、免疫逃避、炎症反应、凝血系统和细胞迁徙等过程。为了探讨两种丝氨酸蛋白酶抑制剂(Ts Ad SPI和Ts Ka SPI)对巨噬细胞所分泌炎性细胞因子的调节作用,应用实时荧光定量PCR技术对两种SPIs分别处理的小鼠巨噬细胞进行TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12、IL-10、TGF-βmRNA表达水平的检测。结果显示,Ts Ad SPI和Ts Ka SPI均可不同程度的抑制LPS活化的小鼠巨噬细胞促炎性细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-12 mRNA的表达水平。并且两种SPI均可不同程度的促进巨噬细胞抗炎性细胞因子IL-10和TGF-β的表达。表明这两种旋毛虫SPI可通过调节宿主巨噬细胞影响入侵时宿主的免疫应答。     

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。     

旋毛虫丝氨酸蛋白酶基因的克隆与分析

以旋毛虫感染猪血清为抗体探针,对旋毛虫3日龄成虫cDNA文库进行免疫筛选,将获得的阳性克隆进行测序,用分子生物学软件对所得cDNA序列进行了分析。序列分析结果显示,阳性克隆Zh68cDNA全长为1372bp,含有1个1287bp的完整的开放阅读框架,编码由429个氨基酸组成的多肽,理论分子质量为47．5ku,等电点为8．45。SMART分析表明,1～18位氨基酸为信号肽序列,37～277位氨基酸为典型的丝氨酸蛋白酶胰蛋白酶类结构域,其中His88、Asp142、Ser233为催化中心的3个主要氨基酸残基,78～80位氨基酸为N-糖基化位点（NCS）,另外还有6个保守的Cys形成二硫键。BLASTn同源性分析表明,与其他生物丝氨酸蛋白酶的基因序列无明显的同源性,为1个新的cDNA分子。BLASTp蛋白质同源性分析表明,与丝氨酸蛋白酶的同源性为30％左右。Southern—blot杂交表明,此基因在旋毛虫基因组中属于多基因家族,具有基因多态性。cDNA的PCR结果表明,此基因在旋毛虫肌幼虫、新生幼虫及成虫期均有表达。     

小鼠胚胎HtrA1丝氨酸蛋白酶表达研究进展

HtrA1丝氨酸蛋白酶是哺乳动物HtrA丝氨酸蛋白家族的成员之一,是一种分泌蛋白,与细胞外基质的降解作用有关,有研究证明其在抑制癌症的发生发展过程中有着重要的作用。HtrA1丝氨酸蛋白酶在小鼠胚胎的多种组织中都有表达,并且在胚胎的组织和器官形成过程中具有重要的作用。近年来,对其表达的研究也越来越多,文章对HtrA1丝氨酸蛋白酶在小鼠胚胎发育中的表达进行了综述。     

蛋白酶抑制剂的研究与应用

蛋白酶抑制剂可以抑制昆虫的生长和发育，近年来在抗虫基因工程中得到了广泛的应用，也有研究表明，蛋白酶抑制剂与植物的抗病性也有一不定期的关系。在生物体内，酶与相应的抑制剂是处于一种相互制约的平衡状态，这种状态维持了生物的各种代谢平衡。本文综述了蛋白酶抑制剂的研究进展情况。同时探讨了蛋白酶抑制剂抗虫效果的影响因素，蛋白酶抑制剂作为抗虫蛋白的优势，存在问题，解决措施及其应用前景。     

鱼卵中半胱氨酸蛋白酶抑制剂研究进展

通过介绍鱼卵中cystatin超家族成员的结构、分类、功能及抑制机理,进一步探讨了cystatin在卵中的作用。并对目前抑制剂在医药、食品等领域的应用作一阐述。