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本研究以交链孢菌为材料,进行植物激活蛋白的提取、分离、纯化和理化性质鉴定,并对糖蛋白的结构和功能进行了初步研究,为进一步研究植物激活蛋白及其作用机理奠定理论基础。结果如下:
1.交链孢菌在28℃恒温振荡培养72h,66KD蛋白质量达到最大。用70%、80%乙醇提取,66KD蛋白质提取量最大,说明66KD蛋白是醇溶蛋白。20%-30%饱和度的硫酸铵,沉淀的总蛋白含量最高,约占蛋白总量的43.23%。双向电泳结果表明,激活蛋白的等电点大多集中在酸性区域。
2.利用离子交换层析技术进行粗蛋白纯化,用pH3.5、pH4.0醋酸缓冲液洗脱得到两个具有生物活性的目的蛋白,其分子量分别为66KD和45KD。用离子交换层析梯度洗脱的分离效果较好,但所需时间长。初步纯化的66KD蛋白质通过脱盐处理,以除去其中的盐类、小分子杂质及降解的小肽段。然后利用分子筛层析进行精细纯化,获得66KD蛋白质,经检测表明具有生物活性。
3.糖蛋白的鉴定。利用12%Native-PAGE和12%SDS-PAGE进行蛋白质纯度和分子量检测,经纯化后获得66KD和45KD蛋白质,达银染电泳纯。凝胶经糖蛋白特异性染色后发现,66KD蛋白质为糖蛋白。紫外光谱扫描发现,该蛋白质的特征吸收峰为257nm。测得该糖蛋白糖与蛋白比值为1.75。利用PNGaseF酶和β-消去反应进一步鉴定糖蛋白的连接方式,证明糖蛋白中存在O-糖苷键。该糖蛋白对胃蛋白酶敏感,对胰蛋白酶不敏感,切割后获得约53KD的肽段和10KD的小肽。
4.糖蛋白异型鉴定。利用SDS-PAGE、切胶回收,以及等电聚焦技术,进行了糖蛋白异型鉴定。结果表明,交链孢菌在摇床培养48h时,糖蛋白异型最为明显,出现三种异型体,等电点分别约为3.5、3.7和4.3,与该糖蛋白在离子交换柱上的结果相同。
5.对糖蛋白进行肽指纹图谱分析,在Mascot站点对所得数据进行检索分析,未发现于之相匹配的肽指纹图谱,提示可能为一新的糖蛋白。
6.蛋白质结构分析。分别用CH3OH∶H2O=1∶1(V/V)、CH3OH∶H2O=1∶20(V/V)、H2O三种溶剂溶解糖蛋白,在190nm~240nm波长范围内,进行圆二色光谱扫描。结果表明具有α螺旋、β折叠、转角和无规则卷曲四种二级结构类型。用有机相CH3OH微扰后,α螺旋结构含量为15.8%,没有发生变化;β折叠含量由46.1%逐渐变化为48.6%,有增加的趋辨;在由有机相向水相过渡的过程中,转角含量由13.5%下降至6.2%,无规则卷曲含量增加。
7.蛋白质晶体生长条件的摸索及鉴定。利用CrystalScreenTMHR2-110和CrystalScreenTMHR2-112的98种条件作为池液,进行结晶条件的摸索,于16℃,在CrystalScreenTMHR2-110的第14号缓冲液条件下获得蛋白质晶体,由于衍射点较少,未获得理想的衍射数据。
8.进行糖蛋白的生物活性测定。用糖蛋白液对小麦种子浸泡6h后,分别于2天后测定萌发势、5天后测定幼苗株高。生物活性测定结果表明:2天后种子萌发势分别为93.62%、97.87%和93.61%,与对照萌发势87.15%相比明显提高,方差分析表明,在p<0.05条件下存在显著性差异,其中2μg/ml处理效果最佳。经不同浓度处理后,小麦生长5天后植株高度均高于对照。