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棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)是鳞翅目夜蛾科昆虫,其寄主范围广,可为害包括棉花、小麦、玉米等在内的20多科200余种植物。围食膜是昆虫中肠细胞分泌的一层非细胞结构,是昆虫中肠天然防御体系。昆虫肠粘蛋白IIM(insect intestinalmucin)是昆虫围食膜的重要组成成分。
本研究以棉铃虫围食膜肠粘蛋白HaIIM72为研究对象,对其进行真核表达及生化特性分析。根据已有基因序列设计haiim72全长引物并在引物末端添加六个组氨酸残基的标签,构建重组载体pFast-haiim72,将其转化大肠杆菌DH10Bac,得到重组bacmid-haiim72。利用脂质体转染法,将重组bacmid-haiim72转入昆虫细胞系sf9中,感染后收集病毒并继续转染昆虫细胞,以获得更高滴度的病毒。将收集到的高滴度P2代病毒转染昆虫细胞系BTI-Tn-5B1-4(HighFive)中进行表达,以His抗体对表达的肠粘蛋白HaIIM72进行Western blot检测,结果显示肠粘蛋白基因haiim72在昆虫细胞系中成功表达,48 h时表达量最高,分子量约为260 kDa,预期分子量为84.2 kDa。
利用抗体分离技术获得HaIIM72的特异抗体。几丁质结合活性实验表明,肠粘蛋白HaIIM72能够与几丁质紧密结合,只能被Calcoflour等竞争性抑制剂或SDS等强变性剂洗脱。生物信息学分析显示,肠粘蛋白HaIIM72含有大量的苏氨酸残基,高度O-联糖基化。利用O-联糖苷酶对HaIIM72去糖基化处理,Western blot显示肠粘蛋白HaIIM72去糖基化后蛋白分子量明显减小,同时加入O-联糖苷酶和Trypsin的肠粘蛋白HaIIM72被消化,而单独使用Trypsin消化的肠粘蛋白HaIIM72分子量没有明显变化,表明高度O-联糖基化能够使肠粘蛋白抵抗来自中肠高消化酶环境的影响。半胱氨酸富集区广泛存在于HaIIM72中,大量的二硫键能够引起肠粘蛋白寡聚反应,利用还原剂二硫苏糖醇(DTT)处理HaIIM72,Western blot显示HaIIM72分子量大小未变,而同时加入Trypsin消化后蛋白消失,表明二硫键被破坏后Trypsin的酶切位点暴露,表明大量的二硫键交联对肠粘蛋白的稳定性起重要作用。利用粉纹夜蛾颗粒体病毒增效蛋白Enhancin对HaIIM72进行体外消化,Western blot分析显示Enhancin能够特异性降解肠粘蛋白HaIIM72。