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目前在治疗动物发生的各种细菌性、病毒性疾病,由于大量使用抗生素,某些病原体对药物产生了耐药性,因而无法有效地控制疾病的发生发展。而筛选新的抗生素也极为困难,特别是人类真菌病害,在当前仍是一个难以解决的问题。昆虫抗菌肽的发现,尤其是抗菌肽对耐药致病菌有良好的杀灭作用,其无致畸变作用、无蓄积毒性、不易产生耐药性等的特点,无疑为治疗这几类病害提供了新的途径。抗菌肽活性强,功能广泛,在应用研究中有潜在的重要价值,这个新领域引起了越来越多研究者的重视。在肿瘤及癌症治疗方面,大部分化疗药物往往同时抑杀癌细胞和正常细胞,具有较大的毒副作用。而昆虫抗菌肽能选择性地抑制某些肿瘤细胞的生长,对人体正常细胞无害,具有肿瘤化疗药物所不具备的特性。因此,抗菌肽在临床治疗方面有广阔的应用前景,有望成为抗生素、抗病毒药和抗癌药物之外的新药物。
抗菌肽是进化上高度保守的、普遍存在的、有效的天然免疫系统因子,它们具有广谱抗菌、抗病毒、抗寄生虫、抗肿瘤等多种生物学活性。大多数抗菌肽与病原体之间是通过正、负电荷间的相互作用来发挥作用的。因此不易出现耐药菌株。随着基因工程技术的发展,抗菌肽研究的不断深入,其医药价值越发明显。目前,已有一些基因工程抗菌肽产品,在防制人类和动物的疾病上起到了意想不到的效果。因此,本实验对抗菌肽Plectasin在巴斯德毕赤酵母中表达研究,目的在于更好的将之用于预防和治疗疾病。
防御素也称为动物细胞的内源性抗菌肽,是抗菌肽的其中一类。防御素是动物和高级植物表达的内源性肽类抗生素,这些富含半胱氨酸的小肽有抗细菌、真菌和病毒的活性。Plectasin是从腐生真菌Pseudoplectania nigrella分离到的第一种防御素(Per H.Mygind,Rikke L.Fischer,Kirk M.Schnorr,et al,2005)。根据NCBI[gi:82407586]发表的Plectasin氨基酸序列,按照Pichia Pastoris偏嗜性密码子翻译并全基因合成双链核苷酸序列(PMD18-T-Plectasin)。设计并合成了一对引物P1/P2,从重组质粒PMD18-T-Plectasin中扩增Plectasin完整的目的基因,扩增长度为120bp。将目的片断与表达载体pPICZαC分别经过XhoI和XbaI双酶切,然后连接转化大肠杆菌,得到重组表达质粒pPICZαC-Plectasin,送公司测序鉴定。结果显示完整的目的基因已经正确插入表达载体pPICZαC。重组表达质粒pPICZαC-Plectasin经SacI单酶切电泳后,纯化回收,电击转化感受态的毕赤酵母工程菌X-33,转化菌液用冰山梨醇温育培养30分钟,涂布YPDS+ZeocinTM选择性培养基,置28℃温箱培养4~5天,结果获得多个单菌落。通过提高抗生素浓度,筛选出具高抗性的转化子。用甲醇诱导表达4天后,收集菌液,离心,取上清。取少量上清液进行SDS-PAGE电泳分析,可见一条分子量约6.5KDa清晰蛋白条带,比理论值4.44KDa大约2KDa,可能是表达的目的蛋白被糖基化所致。而空载体转化宿主菌的对照未发现特异的蛋白条带。结果显示本研究成功地在毕赤酵母中表达抗菌肽,但目前尚不清楚酵母细胞是否能对表达产物进行正确的加工修饰,须待对表达产物进行氨基酸分析和序列分析加以确认。因此需在抗菌活性方面作进一步研究。