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凝集素作为一种重要的模式识别因子,在生物学的多个领域中均有着广泛的应用价值,因此,开发和利用新型凝集素将具有重要意义。深海热液区是地球上典型的极端环境,蕴含着丰富的且具有潜在应用价值的生物资源。作为深海热液区生物群落的主要奠基者之一管状蠕虫,其独特的代谢途径和对极端环境的适应性机制,使之成为了人们关注的热点。 本研究以生活在深海热液区极端环境条件下的管状蠕虫Ridgeia piscesae为材料,基于实验室前期对其转录组的测序分析,首次从中克隆获得2个凝集素同源基因rpgal和rprbl。序列分析表明,2种基因的氨基酸序列分别与已知序列的相似性均较低。其中,rpgal所编码的RPGAL蛋白产物含有2个同源GLECT结构域,具有与半乳糖凝集素家族类似的串联型三维结构;而rprbl编码的RPRBL蛋白产物含有2个Ricin B-lectin型结构域,并且该结构域具有Ricin B-lectin家族所特有的β-三叶草形三维结构。多方面的分析结果显示两者可能均为新颖的凝集素蛋白。进一步,我们分别对上述2种蛋白进行了原核重组表达,成功获得了RPGAL的可溶性表达产物。尽管RPRBL为包涵体表达,但通过对其复性及诱导条件的摸索优化,也成功获得了其可溶性表达产物,为后续的生物活性分析奠定了坚实的基础。 为了探索RPGAL和RPRBL的生物功能,我们分别对其自身性质和生物活性做了分析。红细胞凝集试验显示,RPGAL对所有试验动物的红细胞均有不同程度的凝集效果,其凝集作用不需要钙离子的参与,同时发现该活性可以被D-半乳糖和LPS抑制。进一步我们对RPGAL的微生物凝集活性做了分析,结果发现其对所测微生物均无凝集活性。对RPGAL的性质分析表明,其对小鼠红细胞的凝集活性受到温度和pH的影响,其在10℃~40℃之间具有完全的凝集活性,而80℃处理后活性完全丧失;其最适pH为5,但在pH6~10范围内仍有活性。中性糖含量测定表明RPGAL含糖量为1.17%,其可能是一个糖蛋白。此外,通过体外实验研究了RPGAL对肿瘤细胞的作用。结果表明,RPGAL能够促进HeLa细胞和HT1080细胞凋亡,从而引发毒性作用,抑制肿瘤细胞的增殖。而在同样的凝集活性分析中,RPRBL既没有表现出红细胞凝集活性也没有明显的微生物凝集活性。根据文献相关研究分析,RPRBL可能需要糖基化后才能获得一定的凝集活性。因此,进一步我们将构建真核表达质粒,利用酵母表达系统表达目的蛋白,该实验正在进行当中。