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哺乳动物防御素是动物机体在抵御病原微生物的防御反应过程中产生的一类重要的抗菌肽物质,具有十分广泛的抗菌谱,在先天免疫上起重要作用。本研究参照Veldhuizen等(2008)人工合成的pBD-2氨基酸序列重组表达了含有37个氨基酸的猪β-防御素-2(37)(pBD-2(37))和参照pBD-2的直系同源基因hBD-1的成熟肽序列重组表达了含有36个氨基酸的猪β-防御素-2(36)(pBD-2(36))。然后,在体外研究了pBD-2(36)和pBD-2(37)的抑菌活性以及pBD-2(37)的溶血活性和抗病毒活性。1.猪β-防御素-2(pBD-2)的重组表达及纯化1.1 pBD-2(37)的重组表达及纯化根据已报道的pBD-2基因的cDNA序列,参照Veldhuizen等(2008)人工合成的pBD-2序列,合成了三条基因片段(1,2,3)。片段1、2和片段2、3各有15个碱基互补配对,PCR扩增延伸得到pBD-2(37)基因,将pBD-2(37)基因重组于原核表达载体pGEX-KG,使其在大肠杆菌BL21(DE3)中以融合蛋白形式表达。表达纯化后的pBD-2(37)融合蛋白经凝血酶酶切后,过Sephadex G-25柱层析,SDS-PAGE分析,获得约3.8 kDa的目的蛋白pBD-2(37)。1.2 pBD-2(36)的重组表达及纯化根据已报道的pBD-2基因的cDNA序列,参照pBD-2的直系同源基因hBD-1的成熟肽序列,合成了三条基因片段(1,2,3′)。片段3′比片段3少三个碱基(gcg),片段1、2和片段2、3′各有15个碱基互补配对,PCR扩增延伸得到pBD-2(36)基因,将pBD-2(36)基因重组于原核表达载体pGEX-KG,使其在大肠杆菌BL21(DE3)中以融合蛋白形式表达。表达纯化后的pBD-2(36)融合蛋白经凝血酶酶切后,过Sephadex G-25柱层析,SDS-PAGE分析,获得约3.8 kDa的目的蛋白pBD-2(36)。2.pBD-2(37)的溶血活性和抗病毒活性研究将13.0μg/mL、26.0μg/mL和52.0μg/mL的pBD-2(37)与猪红细胞作用1 h后,在450 nm下,测定吸光值。结果发现,与PBS(pH=7.2)对照相比,13.0μg/mL、26.0μg/mL和52.0μg/mL的pBD-2(37)对猪红细胞均有溶血活性,26.0μg/mLpBD-2(37)比13.0μg/mL pBD-2(37)溶血现象明显(P<0.001),26.0μg/mL pBD-2(37)和52.0μg/mL pBD-2(37)的溶血活性差异不显著(P>0.05)。抗病毒试验结果表明,pBD-2(37)(52.0μg/mL)对有囊膜的猪伪狂犬病毒(PRV)没有抑制效果。3.pBD-2(37)和pBD-2(36)的抗菌活性研究调整琼脂内的细菌终浓度为106CFU/mL,在琼脂板上打直径为约5 mm的圆孔,加入0.1 mL 52.0μg/mL pBD-2于圆孔中。结果表明,pBD-2(37)(52.0μg/mL)对金黄色葡萄球菌有显著的抑制作用,对致病性大肠杆菌(E.coli O138)有轻微的抑制作用,对副猪嗜血杆菌(分离株Ⅴ型)抑制作用不明显。pBD-2(36)(52.0μg/mL)对致病性大肠杆菌(E.coli O138)有轻微的抑制作用,对金黄色葡萄球菌和副猪嗜血杆菌(分离株Ⅴ型)则没抗菌活性。