论文部分内容阅读
微孢子虫(Microsporidia)是可以感染从无脊椎到脊椎动物几乎所有动物的一类专性细胞内寄生的单细胞真核生物,种类繁多,不但可以水平传播,而且可通过胚胎向子代传播,每年给世界上所有养蚕国家带来严重的经济损失。微孢子虫具有基因组进化慢而基因进化快的特点,因此,进入后基因组时代后,学者们对微孢子虫的研究焦点开始从基因转向蛋白水平,而且研究发现微孢子虫蛋白在其对宿主侵染过程中起着重要作用,尤其是孢壁蛋白和极管蛋白,蛋白质组学已成为微孢子虫的一个重要的研究领域。本研究以家蚕微孢子虫和桑尺蠖分离的微孢子虫、蓝萤叶甲虫分离的微孢子虫、家蚕分离的内网虫属微孢子虫为对象,采用双向电泳及串联质谱技术,旨在解析家蚕微孢子虫与其它三种微孢子虫之间的蛋白组成差异。家蚕微孢子虫和桑尺蠖分离的微孢子虫、蓝萤叶甲虫分离的微孢子虫蛋白差异研究结果表明,三者总蛋白分布大体相似,但在蛋白点种类和数量上存在明显差异。与家蚕微孢子虫相比,桑尺蠖分离的微孢子虫主要缺少一个PTP3点,而蓝萤叶甲虫分离的微孢子虫则主要相对缺少多个PTP3肽段和一个NbSwp5点,后二者的极管蛋白或孢壁蛋白的分子大小或结构等可能与家蚕微孢子虫的不同,桑尺蠖分离的微孢子虫与家蚕微孢子虫PTP3结构和组成可能略有差异,而蓝萤叶甲虫分离的微孢子虫可能缺少PTP3和Swp5或是这两种蛋白的同源性很低。PTP3和NbSwp5都与孢子组织器官结构组成和宿主侵染有关,这3种微孢子虫同为Nosema属,但对家蚕的致病力有强弱之分,初步分析认为以上这2种蛋白与微孢子虫的侵染性存在一定关系。除此之外,还有一些差异蛋白可能通过能量代谢、电子传递、物质转运、蛋白修饰、DNA解旋及修复等途径影响微孢子虫的寄生、传播等生命活动。家蚕微孢子虫与家蚕分离的内网虫属微孢子虫蛋白组成差异研究表明,它们的总蛋白分布完全不同,后者比前者主要缺少PTP3、几种类似于家蚕微孢子虫的孢壁蛋白、ATP酶和锰超氧化物歧化酶,它们分别参与孢子的结构组成、宿主侵染、能量代谢和维持体内超氧离子浓度平衡;前者比后者主要缺少转录起始因子IIA γ-亚基、ATP依赖的RNA解旋酶、锌依赖性氨肽酶、DNA J类分子伴侣、翻译延伸因子和ATP酶,它们分别参与孢子内的转录、翻译、能量代谢、蛋白降解和维持细胞稳定等活动。这两种微孢子虫为不同属种,对家蚕的致病力强弱也不同,可能它们各自在其蛋白水平上的分子大小或结构等差别较大或同源性很低。家蚕分离的内网虫属微孢子虫可能缺少家蚕微孢子虫中典型结构的极管蛋白或孢壁蛋白,因而影响其对家蚕的侵染能力。除此之外,还有一些差异蛋白可能通过深层次的基因或蛋白水平的调节等的不同途径影响其各项生命活动。家蚕微孢子虫有很多孢壁蛋白,我们通过蛋白组学手段成功鉴定出一个家蚕微孢子虫的孢壁蛋白NbSwp7,通过检索分析,发现有关它的研究尚少,对其表达的研究尚未展开。本研究通过相关数据库搜索、基因克隆及核苷酸测序检测等手段成功获得NbSwp7的编码基因,其大小为876bp,然后以PET-30a和大肠杆菌感受态为载体,利用双酶切、连接、转化成功构建出重组表达质粒,最后以1μmol/mL IPTG在30oС下诱导表达5h,SDS-PAGE和Western检测后发现成功获得表达产物,其大小略大于预测值,这可能是由于翻译和翻译后修饰过程中使得蛋白空间结构发生变化而造成的影响。本论文通过对4种不同来源的微孢子虫进行蛋白组学比较的研究,发现不同种类微孢子虫在蛋白组学上存在一定差异,尤其是一些与侵染性相关的蛋白如孢壁蛋白和极丝蛋白在结构和组成上可能存在差异。本研究为微孢子虫蛋白的种类、结构、功能及其定位等奠定了基础,也为微粒子病的诊断提供参考。