绿僵菌素A与五种家蚕蛋白的相互作用

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangwenhan05
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绿僵菌素A(Destruxin A,DA)是由金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae产生的一种六元环羧酸肽类次生化合物,具有较强的杀虫活性。但是,DA作用的靶标蛋白还不清楚。在前期研究中,本课题组根据药物亲和反应靶标稳定性(Drug Affinity Responsive Target Stability,DARTS)原理,从家蚕Bm12细胞中分离鉴定出多种疑似DA结合蛋白。根据模拟分子对接分析结果,本研究选取有代表性的五种蛋白(Bm PLOD3,Bm TMEM214,Bm26SPRS 4,Bm SEC23,Bm MOESIN)进一步研究,以验证它们与DA的互作关系。首先调查了DA刺激细胞后,上述基因的表达水平的变化;进而采用生物膜光干涉技术(Bio-layer Interferometry,BLI)测定了它们与DA的互作关系;通过昆虫双杂交法(Insect two-hybrid,I2H)研究了DA对蛋白互作功能的影响;调查了上述基因时空表达特点。主要研究结果如下:(1)DA对五种蛋白基因表达水平的影响与对照相比,200μg/m L的DA处理后,家蚕Bm12细胞中五种蛋白的基因表达水平变化不一,其中Bm PLOD3基因表达显著上调3.2倍,而其他四种蛋白基因变化不明显(上调倍数在1.2~1.8之间)。(2)五种蛋白与DA的体外互作五种目标蛋白的基因克隆到p ET30a表达载体中,融合N-His标签,经大肠杆菌表达系统成功表达上述蛋白。通过亲和层析(Ni-IDA树脂)纯化获得了纯度较高(均在90%以上)、浓度较好(浓度范围为0.2~0.6 mg/m L)的可溶性目标蛋白。体外BLI的试验表明:Bm MOESIN蛋白与DA无相互作用;四种蛋白Bm TMEM214,Bm SEC23,Bm PLOD3及Bm26SPRS4与DA存在较强的相互作用关系,其亲和常数KD值分别为:0.286μM,0.291μM,0.710μM和0.899μM。(3)DA对目标蛋白互作功能的影响体内的I2H结果显示,转染后的SF-9细胞的发光值明显高于对照,发光值在100-20000范围内,说明Bm TMEM214,Bm SEC23,Bm PLOD3及Bm26SPRS4四种蛋白与互作蛋白均有亲和关系。转染细胞经DA处理后,其发光值与DA浓度呈负相关,当以0.2μg/m L浓度DA处理时,Bm PLOD3-Bm PLOD1,Bm TMEM214-Bm SEC13-like,Bm26SPRS4-Bm26SPRS3,Bm SEC23-Bm SEC13以及Bm MOESIN-Bm Ser/Thr-PK五组互作蛋白的发光值降到50%以上,其中,DA对Bm SEC23-Bm SEC13蛋白互作的影响最为显著,在0.2μg/m L的DA作用下的发光值降低90%以上,说明DA显著影响Bm SEC23蛋白的互作功能。(4)目标蛋白基因在家蚕中的时空表达特点Bm PLOD3、Bm26SPRS4、Bm SEC23和Bm TMEM214四种蛋白在家蚕卵、3-5龄幼虫、蛹期以及成虫期均有不同程度的表达,表达量最低的虫态均为成虫期,但是表达量最高的虫态存在差异,其中,Bm PLOD3和Bm26SPRS4蛋白在3龄幼虫期最高表达,Bm SEC23和Bm TMEM214蛋白分别在4龄与5龄幼虫期有最大表达量。上述四种蛋白在幼虫期的四种组织(表皮、消化道、头部、血细胞)中均有表达,其中,Bm SEC23蛋白在表皮组织中有最大表达量,其次是消化道组织;其余的三种蛋白均在消化道中有最高表达量。
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