家蚕和果蝇的抗菌肽Cecropin B基因的表达及产物抑菌活性分析

家蚕和果蝇的抗菌肽Cecropin B基因的表达及产物抑菌活性分析

论文摘要

抗菌肽Cecropin B是一种线性多肽,分子量约为4kD,在疏水环境中易形成两亲性(Amphipathic)α-螺旋,具有热稳定性,水溶性好。Cecropin B具有抗细菌、抗真菌等作用,近年来发现还有抗肿瘤及抗艾滋病病毒的活性,引起了国内外研究者的广泛关注。从生物组织中分离获得大量抗菌肽难度大,人工合成成本高,因此利用基因工程的方法表达抗菌肽成为近年来的研究热点之一。本研究构建了原核和真核表达载体,在大肠杆菌中表达家蚕(Bombyx mori)和果蝇(Drosophila melanogaster)抗菌肽Cecropin B2,并比较了两种抗菌肽的活性。同时也在昆虫杆状病毒体系中表达了家蚕(Bombyx mori)抗菌肽Cecropin B2。获得以下主要结果:1.根据大肠杆菌基因翻译偏爱的密码子,分别对其进行优化后,并用overlapextension PCR的方法扩增获得了家蚕和果蝇抗菌肽基因BmCecB2和DmCecB2,将人工合成的PCR产物与表达载体pET32a重组,构建了表达载体pET-32a-BmCecB和pET-32a-DmCec B,转化E.coli BL21(DE3),IPTG诱导表达。表达产物经SDS-PAGE电泳和Western blotting检测,在预期的相应位置出现了特异的蛋白条带,表明Cecropin B基因在E.coli BL21(DE3)宿主菌中获得成功表达。分离纯化融合蛋白后,用肠激酶将N端的融合部分切除,得到完整抗菌肽,通过沸水煮过后,抑菌实验结果显示,表达的Cecropin B蛋白具有抑菌活性。BmCecB2和DmCecB2表达产物的抗菌活性存在明显差异: DmCecb2和BmCecb2表达产物的质量浓度为10mg/mL时,其对大肠杆菌(E. coli) DH5α的抑菌圈直径分别为15和8mm左右,最小抑菌浓度分别为0.05、0.1mg/mL。结果说明DmCecb2的原核表达效率及表达产物的抑菌活性均明显高于BmCecb2。2.采取Bac-to-Bac表达系统将抗菌肽Cecropin B基因在昆虫细胞中表达,,该系统具有高效表达、无内毒素污染、翻译后修饰等优势。将家蚕抗菌肽Cecropin B基因及连接荧光标记基因的Cecropin B分别克隆至杆状病毒转移载体pFastBacI,构建的重组质粒pFastBacI-BmcecB和pFastBacI-BmcecB-EGFP分别转化大肠杆菌DH10Bac感受态细胞,发生体内重组,获得杆粒Bacmid-BmcecB和Bacmid-BmcecB-EGFP。两种杆粒DNA在脂质体Lipofectin介导下侵染家蚕细胞,获得含BmcecB基因的重组杆状病毒,重组病毒感染Bm细胞后,表达目的蛋白。在荧光显微镜下,可以看到转基因阳性细胞带有绿色荧光。超声裂解细胞,抑菌试验结果显示,表达的BmcecB蛋白具有抑菌活性。为今后进一步的实验研究提供依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩写与符号
  • 文献综述
  • 1 抗菌肽简介及研究进展
  • 1.1 抗菌肽简介
  • 1.1.1 抗菌肽的分类
  • 1.1.2 抗菌肽的功能
  • 1.1.3 抗菌肽的杀菌机制
  • 1.2 抗菌肽Cecropins类的研究进展
  • 1.3 抗菌肽的应用前景
  • 2 抗菌肽的基因工程
  • 2.1 基于大肠杆菌表达系统的抗菌肽基因工程
  • 2.2 在酵母表达系统表达抗菌肽的基因工程
  • 2.3 在杆状病毒表达系统中表达抗菌肽的基因工程
  • 2.3.1 杆状病毒表达系统
  • 2.3.2 家蚕核型多角体病毒—家蚕表达系统
  • 3 几种相关实验技术介绍
  • 3.1 重叠 PCR 简介
  • 3.2 BAC-to-BAC 杆状病毒表达系统
  • 3.2.1 Bac-to-Bac杆状病毒表达系统的原理
  • 3.2.2 Bac-to-Bac杆状病毒表达系统的优点
  • 1 引言
  • 1.1 研究目的意义
  • 1.2 研究内容
  • 1.3 技术路线
  • 1.4 研究内容创新点
  • 2 材料和方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 质粒、菌株和试剂
  • 2.1.2 常用缓冲液及试剂
  • 2.1.3 培养基
  • 2.1.4 主要仪器设备
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 基因的克隆
  • 2.2.2 Bmcecb2 和 Dmcecb2 基因在大肠杆菌中的表达
  • 2.2.3 Bmcecb2 真核表达基因在 Bm 细胞中的表达
  • 2.2.4 抑菌活性检测
  • 3 结果与分析
  • 3.1 Bmcecb2 和 Dmcecb2 原核表达基因的结果与分析
  • 3.1.1 基因片段的优化合成与克隆鉴定
  • 3.1.2 融合蛋白的诱导表达及检测
  • 3.1.3 融合蛋白的可溶性分析
  • 3.1.4 表达产物的抗菌活性初步比较
  • 3.1.5 2种抗菌肽CecB2蛋白的序列分析
  • 3.2 家蚕 cecropinB(Cecb2)基因在 Bm 细胞中的表达
  • 3.2.1 BmCecb2 基因片段的鉴定
  • 3.2.2 重组载体 pFastBac-BmcecB2 和 pFastBac-BmcecB2-EGFP 的鉴定
  • 3.2.3 重组杆粒 Bacmid- BmcecB2 和 Bacmid- BmcecB2 -EGFP 的鉴定
  • 3.2.4 感染细胞的形态变化
  • 3.2.5 重组杆状病毒上清液的 PCR 验证
  • 3.2.6 Bmcecb2 真核表达产物的抑菌活性初步检测
  • 4 讨论
  • 5 结论及工作展望
  • 5.1 主要结论
  • 5.2 工作展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简介
  • 在学期间发表论文
  • 相关论文文献

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