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蜡蚧轮枝菌(Verticillium lecanii Viegas)作为重要的病原真菌在害虫(主要是粉虱、蚜虫和蚧壳虫)的生物防治中发挥着重要作用。多项研究表明:几丁质酶很可能是昆虫病原真菌一个重要的毒力因子,在侵染昆虫的过程中起特定的作用,如它能与蛋白酶协同作用分解昆虫的体壁。相对于金龟子绿僵菌和球孢白僵菌而言,蜡蚧轮枝菌的研究十分薄弱,克隆该菌致病相关基因的报道至今不多。本研究克隆了蜡蚧轮枝菌的内切几丁质酶基因,对其核酸序列和推导的氨基酸序列进行生物信息学分析,并将该基因在大肠杆菌中进行表达。通过RACE反应,获得一长1567 bp的全长cDNA片段(GenBank登录号:DQ412945)。通过对扩增得的片段进行的序列分析和RT-PCR,得到了内切几丁质酶基因Aachit(GenBank登录号:DQ412944)。Aachit长1699 bp,含有有一条长1272 bp编码423个氨基酸(aa)的开放阅读框(ORF)、4个外显子和3个内含子。对推导的氨基酸序列进行序列分析,结果表明几丁质酶Aachit预测的分子量为45.9 kDa,推导的不稳定指数和等电点(pI)分别为26.89和5.55,说明该几丁质酶是稳定的酸性蛋白;推导的前体蛋白质包含有糖基水解酶家族18的保守功能域;几丁质酶Aachit具有一长22 aa的信号肽;在氨基酸残基150-200间很可能存在coiled coil区域;在Aachit蛋白中不存在亮氨酸拉链结构,推测Aachit是一种简单蛋白;在蛋白的二级结构中有26.38%的螺旋结构、17.22%的折叠结构、56.60%的成环结构;Aachit蛋白的三维空间结构应该是紧密的球状结构。三维结构同源模拟表明几丁质酶Aachit具有(β/α)8TIM桶状结构。对来细菌、古菌、真菌、变形虫、线虫、昆虫、蜘蛛、鱼类、两栖动物、哺乳动物和病毒的几丁质酶进行系统发育分析,分析表明:真菌几丁质酶聚类在同一个单源(monophyletic)进化分枝中,来自昆虫病原真菌的几丁质酶聚集在同一个单源进化枝中,从该分枝的拓扑结构可以看出在虫生真菌中轮枝菌(Verticillium)和白僵菌(Beauveria)几丁质酶间的进化关系更加紧密;厚壁菌门(Firmicutes)分枝与真菌分枝分布在同一个进化枝中,表明这些细菌和真菌的几丁质酶有较近的起源关系。将Aachit的ORF片段克隆到表达载体pMAL-c2X并转化大肠杆菌TB1来研究Aachit蛋白的特性。预实验表明4h是最佳的诱导时间。可溶性分析表明表达的重组蛋白是可溶的。用Amylose树脂亲和层析纯化了重组蛋白。几丁质酶活性测定说明:蛋白Aachit具有内切几丁质酶活性。