【摘 要】
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马泰勒虫(Theileria equi)是一种由硬蜱传播,寄生于马属动物红细胞及网状内皮细胞内的顶复门血液原虫,与马驽巴贝斯虫(Babesia caballi)同属于马梨形虫范畴。该病的感染主要由媒介蜱在吸食马属动物血液时引起,由于我国蜱虫分布广泛,增加了该病的防治难度,再加上目前无有效疫苗,对于该病还是以化学药物治疗为主。对宿主细胞的入侵是原虫建立感染体系的基础,因此能否有效地阻断马泰勒虫对宿主
【基金项目】
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新疆维吾尔自治区天山青年计划——优秀青年科技人才培养项目(项目编号:2020Q014); 新疆农业大学博士后科研流动站项目的部分研究成果,课题主持人:张伟副教授 (新疆农业大学);
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马泰勒虫(Theileria equi)是一种由硬蜱传播,寄生于马属动物红细胞及网状内皮细胞内的顶复门血液原虫,与马驽巴贝斯虫(Babesia caballi)同属于马梨形虫范畴。该病的感染主要由媒介蜱在吸食马属动物血液时引起,由于我国蜱虫分布广泛,增加了该病的防治难度,再加上目前无有效疫苗,对于该病还是以化学药物治疗为主。对宿主细胞的入侵是原虫建立感染体系的基础,因此能否有效地阻断马泰勒虫对宿主细胞的入侵,是预防该病感染的关键。研究发现,在弓形虫、疟原虫等顶复门原虫入侵宿主细胞时,AMA1(Apical membrane antigen 1)与RON2(Rhoptry neck protein 2)蛋白之间存在相互作用,由此形成的移动连接体(Moving junction,MJ)是入侵宿主细胞的关键结构。但是马泰勒虫是否如其它顶复门原虫一样,具有AMA1和RON2蛋白并能产生互作反应,目前还未见报道。本研究首先通过筛选扩增马泰勒虫RON2和AMA1基因片段,分别构建马泰勒虫Te RON2和Te AMA1真核和原核重组蛋白,利用蛋白互作技术,鉴定二者之间的相互作用关系,最后通过分子对接技术预测其互作位点。主要研究结果如下:(1)获得马泰勒虫新疆株RON2基因序列(Gen Bank登录号MT939257),与马泰勒虫美国WA株进化关系最接近,基因序列保守性较高。成功构建原核和真核表达重组质粒,原核Te RON2融合重组蛋白分子质量为26 k Da,真核Te RON2融合重组蛋白分子质量为37 k Da,多克隆抗体效价1:409600。生物信息学分析表明,Te RON2蛋白是一种碱性、不稳定跨膜蛋白,α螺旋在二级结构中的比例超过50%,亲水性较差,抗原性较弱。与其他顶复门原虫RON2蛋白具有相似的三级空间特殊结构和氨基酸序列,且可能与其他入侵蛋白存在相互作用关系。(2)获得马泰勒虫新疆株AMA1基因序列(Gen Bank登录号MW346657),基于AMA1基因遗传进化分析显示,马泰勒虫新疆株与马泰勒虫美国WA株进化关系最接近,核酸和氨基酸序列都具有较高保守性。并成功构建Te AMA1原核和真核表达载体,Te AMA1原核和真核重组蛋白分子质量分别约为60 k Da和55 k Da,制备的多克隆抗体效价为1:819200。Western Blot结果显示,马泰勒虫阳性马血清可以识别Te AMA1重组蛋白,表明重组蛋白正确表达。蛋白抗原性分析表明,Te AMA1蛋白为亲水性Ⅰ型跨膜蛋白,二级结构不规则折叠50%以上,具有多个亲水性、柔韧性以及表面可及性区域,具有形成抗原表位的位点,且与B细胞抗原表位预测一致。马泰勒虫与其它顶复门原虫的AMA1蛋白,在三级结构上具有较高的相似性,而且与其它入侵相关蛋白可能存在相互作用关系。(3)GST-pull down结果显示,在His-Te RON2和GST-Te AMA1共孵育的洗脱液,通过Western blotting检测到了His-Te RON2重组蛋白。免疫共沉淀结果显示,成功构建了GFP-Te AMA1和mcherry-Te RON2真核重组蛋白,在鼠抗GFP单抗与兔抗mcherry单抗的免疫沉淀复合物中,分别检测到了mcherry-Te RON2和GFP-Te AMA1蛋白。双分子荧光结果显示,成功构建VN155-Te AMA1和VC155-Te RON2表达载体,在共转染组中观察到绿色荧光,表明Te AMA1与Te RON2在细胞内外的发生了相互作用。通过分子对接从Te AMA1与Te RON2中,预测到了4组潜在作用位点,分别对应Te AMA1中的5种氨基酸和Te RON2中的4种氨基酸,分别为:TRY43-PRO178、TRP53-MET198、GLY45-GLY149、ASN153 GLU196-SER190。综上所述,本研究首次扩增获得马泰勒虫RON2和AMA1基因,成功表达Te RON2和Te AMA1原核与真核重组蛋白,通过GST-Pull down、免疫共沉淀及双分子荧光互补技术三种实验技术,成功鉴定了马泰勒虫Te AMA1与Te RON2之间的相互作用关系,通过分子对接预测到4组潜在作用位点,为探究马泰勒虫入侵宿主细胞关键结构——移动连接复合体的组成,以及后续的疫苗和新型药物靶点的开发提供了理论基础与参考。
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