论文部分内容阅读
表皮对于昆虫是极其重要的结构,它能帮助抵御化学侵蚀,物理损伤及病原微生物感染。表皮主要是由几丁质和蛋白质组成,其中包裹着几丁质的蛋白具有几丁质结合活性。家蚕蜕皮液的蛋白质组学分析发现了六个独特的蛋白,它们都包含三个14家族的几丁质结合模块,因此被称为CPAP3(cuticleproteinanaloguetoperitrophinwith3chitinbindingdomains),它们被推测是从被降解的旧表皮释放到蜕皮液中的。目前在赤拟谷盗中,CPAP3蛋白已经被证明在维持表皮结构的完整性中发挥重要作用。因此,针对家蚕CPAP3s蛋白与几丁质结合性质的研究,有助于在蛋白层面上理解CPAP3s在几丁质形成及表皮装配过程中如何发挥功能。 本论文的研究工作包括: (1)利用PCR技术调取家蚕的六个CPAP3s基因(BmCPAP3-A1,BmCPAP3-A2,BmCPAP3-B,BmCPAP3-C,BmCPAP3-D1和BmCPAP3-D2),它们的开放阅读框大小依次为714bp,684bp,873bp,789bp,645bp和621bp。氨基酸序列的N-端普遍存在信号肽,推测为分泌蛋白。BmCPAP3s的基因转录水平研究表明,在不同发育过程中,BmCPAP3-A1,BmCPAP3-A2,BmCPAP3-B和BmCPAP3-C在化蛹时表达量最高,而BmCPAP3-D1和BmCPAP3-D2分别在成虫前24h和化蛹后12h表达量最高。这些现象暗示了BmCPAP3基因可能在昆虫蜕皮过程中发挥作用。 (2)构建BmCPAP3s的表达载体,转入大肠杆菌BL21菌株中,再用IPTG诱导重组蛋白表达。结果在菌体破碎液的上清中检测到重组蛋白,利用金属螯合层析分离纯化得到目的蛋白。每升发酵液的蛋白产量分别为:BmCPAP3-A1,5.0mg;BmCPAP3-A2,7.5mg;BmCPAP3-B,1.2mg;BmCPAP3-C,5.5mg;BmCPAP3-D1,1.0mg;BmCPAP3-D2,1.3mg。 (3)对重组BmCPAP3s进行几丁质结合活性的研究。研究了它们对固体几丁质,胶体几丁质和部分去乙酰化几丁质(壳聚糖)的结合活性。结果证明六个BmCPAP3s蛋白都能与以上三种底物结合。但是,它们对固体几丁质表现出非常强的结合活性(结合量超过80%),对胶体几丁质结合能力稍弱(结合量约40%),对壳聚糖的结合能力最弱(绝大多数蛋白结合量低于30%),暗示了它们更倾向结合乙酰化的晶态几丁质。 (4)通过HPLC分析了BmCPAP3-C在缓冲液中的分子量约为53.4kD,是其理论分子量的2倍。构建了BmCPAP3-C的5个截短体蛋白并在大肠杆菌中表达,重组蛋白以包含体形式存在,未能分离纯化。本文的工作为研究家蚕CPAP3s蛋白在几丁质形成过程中如何发挥功能提供了基本的依据。