对虾白斑症病毒(WSSV)囊膜蛋白VP31、VP110在中国明对虾血细胞和鳃细胞中结合蛋白的研究

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白斑综合征病毒(whitespotsyndrome virus,WSSV)是引起养殖对虾大规模死亡的主要病毒之一,目前仍然没有有效的治疗方法。学术界普遍认为,在病毒感染动物机体的过程中,病毒的表面蛋白(粘附蛋白)与宿主细胞上的某些功能蛋白结合后,引起动物发病。因此筛选、鉴定细胞受体是研究病毒感染机理的热点之一,也是研究病毒病防治的重要理论基础。目前研究表明WSSV的囊膜蛋白VP31的多克隆抗体能部分阻断WSSV侵染对虾且延缓了感染虾的死亡;RGDT合成多肽能抑制WSSV囊膜蛋白VP110和宿主细胞的结合,这些实验证明VP31和VP110在WSSV侵染宿主过程中发挥着重要的作用。本研究对WSSV囊膜蛋白VP31和VP110进行了原核表达,以重组VP31(rVP31)为探针利用病毒铺覆蛋白印迹技术(virus overlay binding-protein assay,VOPBA)鉴定到中国明对虾血细胞上的一条26kDa大小的蛋白和rVP31之间有相互作用,经蛋白质谱(massspectrometry,MS)鉴定后,得到磷酸丙糖异构酶(triosephosphateisomerase,TPI)为rVP31在中国明对虾血细胞上的结合蛋白;利用Pull-down和VOPBA技术检测rVP110在中国明对虾鳃细胞上的结合蛋白分别为精氨酸激酶(Argininekinase,AK)和肌动蛋白(β-actin),在血细胞上的结合蛋白为β-actin。具体研究内容和结果如下:(1)WSSV-VP31结合蛋白的鉴定。将WSSV囊膜蛋白VP31的基因用一对特异性引物通过PCR扩增得到VP31的基因,将其与表达质粒pGEX-4T-1连接后,转化BL21(DE3)表达菌,将经菌落PCR和测序鉴定正确的重组表达菌的单克隆菌落进行原核表达。表达纯化后的重组蛋白rVP31作为蛋白探针,利用VOPBA技术发现与中国明对虾血细胞中一条蛋白带出现反应,经蛋白质谱MS鉴定26kDa蛋白条带与Bos Taurus磷酸丙糖异构酶(TPI)相似。为了验证TPI与WSSV-VP31之间的结合作用和TPI在WSSV侵染宿主过程中的作用,我们克隆了中国明对虾的TPI基因将其进行原核表达得到TPI重组蛋白(rTPI),运用酶联免疫吸附实验(ELISA)和Pull-down试验验证了rVP31和rTPI之间的相互作用。并且在动物中和实验中得知rTPI在WSSV侵染虾的过程中有一定的阻滞做作用。利用real-time quantity RT-PCR检测中国明对虾不同组织中及感染WSSV后不同时间点血细胞中TPI的mRNA转录水平,结果表明在性腺中TPI的转录水平最高,肠道中转录水平最底;WSSV感染后表达量呈现下降趋势。(2)WSSV-VP110结合蛋白的鉴定。将WSSV-VP110具有蛋白结合功能的FHA模块蛋白大小为546bp基因片段扩增后与表达质粒pET-32(a)+构建了重组质粒pET-32-VP110,转化表达菌BL21(DE3),将重组表达菌进行原核表达,表达纯化VP110的重组蛋白(rVP110)。利用Pull-down和VOPBA的方法筛选到中国明对虾鳃细胞中有两条特异性蛋白条带和rVP110可以特异性结合,经MS鉴定分别为肌动蛋白(β-actin)和精氨酸激酶(Arginine Kinase,AK)。Pull-down和VOPBA方法鉴定中国明对虾血细胞中的β-actin为VP110的结合蛋白。β-actin已证明在WSSV侵染宿主过程中起着一定的作用,为验证AK和WSSV-VP110之间的相互作用,将AK基因的PCR产物与表达质粒载体pGEX-4T-1连接构建重组质粒pGEX-AK,原核表达得到了重组精氨酸激酶蛋白(rAK),然后用Pull-down和ELISA实验鉴定了精氨酸激酶和rVP110之间的相互作用。在动物中和实验中验证了精氨酸激酶在WSSV侵染宿主过程中可以减少克氏螯虾的死亡率。检测中国明对虾感染WSSV前后鳃细胞中AK酶活的变化;利用real-timequantityPCR检测中国明对虾不同组织中和感染WSSV后不同时间点鳃细胞中AK的基因转录水平,表明AK在肌肉组织中转录水平最高,肠道中水平最低;感染WSSV后18h的基因转录水平达到最高峰值,然后表达量下降36-48h时表达量最低,72h后恢复到感染前水平。本论文主要对WSSV的此两种囊膜蛋白VP31和VP110进行了在中国明对虾上结合蛋白方面的研究探索,实验结果表明WSSV-VP31和WSSV-VP110在中国明对虾的血细胞和鳃细胞蛋白中有结合蛋白,其结合蛋白且在动物中和试验中表现出中和活性,由此进一步证明囊膜蛋白在WSSV侵染宿主细胞过程中起着重要的作用。
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