皱纹盘鲍肽聚糖识别蛋白的表达及免疫功能特性

为研究皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)肽聚糖识别蛋白HdhPGRP-SC2-like的免疫功能特性,利用RACE技术克隆了HdhPGRP-SC2-like基因的全长cDNA序列,采用实时荧光定量PCR(qPCR)分析了HdhPGRP-SC2-like基因的组织分布特征,通过原核表达获得了重组蛋白rHdhPGRP-SC2-like,并对其酰胺酶活性及免疫特性进行了验证。结果表明:HdhPGRP-SC2-like基因的cDNA全长为938 bp,开放阅读框为780 bp,编码260个氨基酸,包含保守的PGRP结构域和Ami_2结构域;HdhPGRP-SC2-like属于短型PGRP,与软体动物近缘物种PGRP具有高度相似性;qPCR分析显示,HdhPGRP-SC2-like mRNA在皱纹盘鲍各组织中均有表达,其中,鳃中表达量最高,外套膜、消化腺中表达量次之,腹足和血细胞中表达量较低;进一步构建原核表达载体pET-28a(+)-HdhPGRP-SC2-like,经诱导表达、分离纯化获得重组蛋白rHdhPGRP-SC2-like,该蛋白具有肽聚糖结合活性,且在Zn2+存在的情况下显示出酰胺酶活性。研究表明,HdhPGRP-SC2-like能够结合细菌肽聚糖成分,在机体抵御入侵细菌等免疫防御中发挥重要作用。

亚洲玉米螟肽聚糖识别蛋白OfPGRP-SA的表达与功能分析

目的:明确肽聚糖识别蛋白PGRP在亚洲玉米螟先天免疫中的功能。方法:构建质粒表达载体,进行重组蛋白表达、纯化及Western blot鉴定,对获得的OfPGRP-SA重组蛋白进行抗菌活性、细菌凝集、酰胺酶活性、酚氧化酶反应和黑化反应等体外试验。结果:通过SDS-PAGE和Western blot鉴定,OfPGRP-SA蛋白纯化后条带单一,与预期大小一致。对重组蛋白体外活性分析表明,OfPGRP-SA对革兰氏阳性菌有较强的诱导作用,说明OfPGRP-SA可能参与Toll途径的激活。结论:进一步明确OfPGRP-SA在亚洲玉米螟先天免疫应答中的作用,有助于更好地利用病原微生物对亚洲玉米螟进行生物防治。

肽聚糖识别蛋白研究进展

肽聚糖识别蛋白(PGRPs)是一类可识别肽聚糖和含肽聚糖的细菌的模式识别受体,在天然免疫应答中发挥着重要的识别和调节功能。机体通过有限的模式识别受体迅速识别大量不同的病原微生物,进行及时有效的初步防御。近年来,学者们对昆虫和哺乳动物PGRPs已有一定程度的研究,成功地克隆出多个PGRPs基因。对肽聚糖识别蛋白的认识,揭开了天然免疫系统研究的新篇章,对于了解整个免疫系统的反应机制有重要意义。文章就PGRPs基因、结构、表达、功能及进化等方面做了简述。

昆虫先天免疫的肽聚糖识别蛋白的研究进展

先天免疫系统的激活是通过一系列高度保守的模式识别受体识别病原体相关分子模式。肽聚糖识别蛋白家族是重要的模式识别受体,从昆虫到人类均高度保守,可识别肽聚糖和含肽聚糖的细菌,在先天免疫和获得性免疫应答中发挥重要的识别和调节功能。

非洲爪蟾短型肽聚糖识别蛋白基因的克隆与鉴定

采用生物信息学方法首次对非洲爪蟾短型肽聚糖识别蛋白(xePGRP-S)基因进行了克隆,并对其在胚胎发育和成年爪蟾各组织中的表达状况进行了分析。xePGRP-ScDNA全长720bp,开放阅读框为549bp,编码182个氨基酸。序列比对显示xePGRP-S与其他物种PGRP-S的序列相似性在42.4%—50.5%之间。RT-PCR显示在非洲爪蟾胚胎发育至3d时可以明显检测到xePGRP-S的表达,之后呈持续性表达,且在所检测的心、肝、脾、肺、肾、肠和胃这7种组织器官中呈组成型表达。

昆虫肽聚糖识别蛋白研究进展

在脊椎动物和非脊椎动物中,识别非己是天生免疫反应中的第一步。肽聚糖是细菌细胞壁的必需成分,属于进化上保守的微生物表面病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern,PAMP),可以被模式识别蛋白(pattern recognition proteins,PRRs)如肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRPs)识别。在昆虫的天生免疫系统中,有些PGRPs能够利用细菌独有的肽聚糖识别入侵细菌,并将细菌入侵信号传递给下游的抗菌肽(antimicrobial peptide,AMP)合成途径,启动抗菌肽基因的转录及合成;PGRPs对肽聚糖的识别也会启动酚氧化酶原途径的激活,引起黑化反应。有些具有酰胺酶活性的PGRPs可以促进吞噬作用;有些可以抑制抗菌肽合成以减弱过度免疫反应带来的损伤。还有一些PGRPs作为效应因子直接作用于细菌将细菌杀死。本文主要从昆虫PGRPs作为识别受体(recognition receptor)、调节子(regulator)和效应因子(effector)3个方面进行了综述,并分析了目前PGRPs研究中仍不清楚的问题和未来研究的方向。

肽聚糖识别蛋白

天然免疫系统通过一系列高度保守的模式识别受体识别病原体相关分子模式。肽聚糖识别蛋白家族是重要的模式识别受体 ,从昆虫到人类均高度保守 ,可识别肽聚糖和含肽聚糖的细菌 ,在天然免疫和获得性免疫应答中发挥重要的识别和调节功能。

哺乳动物肽聚糖识别蛋白抗菌作用及其机制的研究进展

哺乳动物肽聚糖识别蛋白(PGRPs)是一类可识别肽聚糖的免疫激活分子,具有抗菌活性。它的抗菌机制与其他抗菌肽明显不同。最新研究发现,哺乳动物PGRPs通过与肽聚糖结合,激活在细菌中识别胞浆外错误折叠蛋白质分子的CssR-CssS或CpxA-CpxR双部件系统,最终导至细菌死亡。文中总结了肽聚糖识别蛋白的抗菌作用及其机制的相关研究进展。

先天免疫系统中肽聚糖识别蛋白研究进展

先天免疫系统是机体最原始的抵御外源病原体侵染的防护机制,普遍存在于脊椎动物与无脊椎动物体内。肽聚糖识别蛋白(PGRPs)是一类可识别肽聚糖和含肽聚糖的细菌的模式识别受体,在先天免疫应答中发挥着重要的识别和调节功能。对肽聚糖识别蛋白的认识,对于了解先天免疫系统的反应机制有重要意义。论文根据近年来的研究进展对先天免疫系统中PGRPs的结构、功能、信号通路以及PGRPs与肽聚糖的相互作用进行了综述。

小鼠长型肽聚糖识别蛋白的组织分布

采用RT-PCR、Northern blot以及免疫组织化学技术研究小鼠长型肽聚糖识别蛋白(mPGRP-L)在体内的表达情况。RT-PCR显示,mPGRP-L mRNA在肝脏、肾脏表达,在心、肺、脾、胸腺不表达;Northern blot结果表明,mPGRP-LmRNA在肝脏组织强表达,在脾脏和肾脏弱表达,在脑、心、肺、胃、骨骼肌、睾丸、胸腺、小肠不表达。组织切片免疫组织化学分析发现,肝、肾组织呈阳性结果,其余组织(心、脾、肺、脑、气管、胃、子宫、大肠、肌肉、小肠、膀胱)为阴性。本工作为研究mPGRP-L分子的生物学功能提供了重要的线索。

眼斑拟石首鱼肽聚糖识别蛋白2的基因克隆与组织表达特性

采用同源克隆技术获得了眼斑拟石首鱼（Sciaenops ocellatus）的肽聚糖识别蛋白2基因（命名为So-pglyrp2）.So-pglyrp2的cDNA全长1 729 bp,含有1个1 446 bp的开放阅读框,编码的482 aa前体蛋白带有1个21 aa信号肽;So-pglyrp2基因由4个外显子和3个内含子构成.序列比对分析表明,So-pglyrp2存在1个保守的PGRP结构域,其氨基酸序列与已报道的脊椎动物pglyrp2的同源性最高,一致性为57.1%~82.8%.RT-PCR分析表明,So-pglyrp2基因在肝脏强烈表达,在性腺、肠和胃组织弱表达,在其他组织不表达.研究结果为阐明鱼类pglyrp2基因结构、了解低等脊椎动物pglyrp2的进化地位、探讨鱼类pglyrp2的免疫学功能奠定了坚实的基础.

黄颡鱼长型肽聚糖识别蛋白(pfPGRP-L)原核表达和多克隆抗体的制备

为进一步研究肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRPs)在先天性免疫应答中的生物学功能,在前期克隆黄颡鱼长型肽聚糖识别蛋白(pfPGRP-L)c DNA全长的基础上,根据pfPGRP-L基因中高亲水性区域序列设计特异性引物扩增出编码序列,将该基因片段克隆到p GEX-4T-1质粒,构建重组表达载体。SDS-PAGE电泳检测该目的蛋白大小约为51 ku,与理论值大小符合,回收蛋白并纯化,与弗氏佐剂等量混合后注射新西兰大白兔制备多克隆抗体,用ELISA和Western blotting分别检测该抗体,结果显示:抗体效价可达1∶256 000,且有特异性条带,表明pfPGRP-L的多克隆抗体制备成功。此外,Western blotting检测黄颡鱼不同组织pfPGRP-L蛋白的表达,发现在鳃、胸腺、肝脏、肾脏、头肾、脾脏、血液和肠道等不同组织中都有目的条带,而在脾脏和肠道中表达更强。为pfPGRP-L的抗菌作用和功能研究奠定基础。

家蚕血液肽聚糖识别蛋白的鉴定和生物信息学分析

采用双向电泳和质谱技术分析、鉴定了家蚕血液中存在的肽聚糖识别蛋白(PGRP).为了进一步研究该蛋白的结构和功能,采用了生物信息学方法对其理化性质、疏水性/亲水性、信号肽、二级结构、三级结构、亚细胞定位和GO功能注释等进行了分析.结果发现,肽聚糖识别蛋白是一种分泌类蛋白,可能具有信号肽.其主要分子功能为肽聚糖受体,在生物学进程中发挥的主要作用为肽聚糖代谢和先天性免疫应答.

编码美洲螯龙虾肽聚糖识别蛋白(PGRP)cDNA的电子克隆及其生物信息学分析

利用电子克隆方法,获得编码美洲螯龙虾(Homarus americanus)肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognitionprotein,PGRP)的cDNA序列及相应的氨基酸序列;采用生物信息学方法对其进行基本理化性质、亲疏水性、信号肽、二级结构、三级结构、细胞定位等的分析。结果获得一段长920 bp的编码美洲螯龙虾PGRP的cDNA序列,包含一个长834 bp的开放阅读框,编码277个氨基酸;编码蛋白是含有信号肽的分泌蛋白,含有1个C端PGRP结构域,表明是一种PGRP;分析结果显示该蛋白与黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)短型PGRP-SC2和PGRP-SD比较相似。

家蝇肽聚糖识别蛋白(PGRP-SA)的克隆表达及细菌结合研究

对家蝇PGRP-SA基因进行克隆表达以及研究其重组蛋白与细菌结合能力。从构建的家蝇(Musca domestica)幼虫cDNA质粒文库中筛选到PGRP-SA基因,以cDNA质粒为模板设计引物,通过PCR扩增,获得PGRP-SA基因完整编码序列。运用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白进行预测和分析。构建pET-28a(+)-PGRP-SA重组质粒,转化到大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达及蛋白纯化。利用半定量RT-PCR检测PGRP-SA在家蝇3龄幼虫不同组织中的表达量差异。PGRP-SA重组蛋白进行微生物结合实验。结果表明,PGRP-SA基因ORF全长615 bp,编码204个氨基酸,理论分子量22.8 k D,等电点9.11,具有保守的PGRP结构域。成功构建了pET-28a(+)-PGRP-SA重组质粒,蛋白经IPTG诱导后在大肠杆菌中获得表达,经亲和层析柱纯化获得目的蛋白,利用Western blot检测证明纯化蛋白与预期大小相符。PGRP-SA在家蝇3龄幼虫血淋巴、脂肪体、前肠、中肠、气管、马氏管都有表达,血淋巴组织中表达量最高,后肠无表达,由此说明PGRP-SA基因的表达具有一定的组织性。PGRP-SA重组蛋白能与金黄色葡萄球菌和大肠杆菌结合,与白色念珠菌不能结合。成功表达及纯化家蝇PGRP-SA蛋白,证实家蝇PGRP-SA能与金黄色葡萄球菌和大肠杆菌结合。

肽聚糖识别蛋白PGRP-SC在家蝇肠道免疫中的功能分析

【目的】探究家蝇Musca domestica幼虫肽聚糖识别蛋白PGRP-SC在应对肠道入侵细菌中的作用。【方法】通过投喂表达Md PGRP-SC dsRNA的宿主大肠杆菌Escherichia coli干扰家蝇初孵幼虫Md PGRP-SC基因表达,并利用q PCR技术检测干扰效果;在荧光显微镜下观察干扰后试虫肠道内表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的大肠杆菌存活情况,同时通过比色法检测干扰后试虫肠道组织内的H2O2含量,利用q PCR检测试虫肠道内抗菌肽基因的表达情况。【结果】q PCR结果显示,投喂干扰24 h后家蝇幼虫体内Md PGRP-SC基因的相对表达量显著降低。对PGRP-SC干扰组和GFP对照组试虫投喂表达GFP的大肠杆菌,30 min后干扰组家蝇肠道内荧光亮度弱于GFP对照组。同时,干扰组试虫肠道内H2O2含量与空白对照或GFP对照组相比均没有显著差异,而干扰组中抗菌肽表达水平显著高于GFP对照组。【结论】Md PGRP-SC在控制家蝇幼虫肠道免疫敏感程度中起作用。

一个调控抗菌肽表达的小菜蛾肽聚糖识别蛋白(PxPGRP-SA)

【目的】肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRPs)是昆虫免疫系统中一类重要的模式识别蛋白。本研究旨在阐明经苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis侵染后,小菜蛾Plutella xylostella PGRP-SA基因(命名为Px PGRP-SA)在体内的表达模式和对抗菌肽基因的表达调控。【方法】本研究利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析B.thuringiensis侵染小菜蛾幼虫后Px PGRP-SA的转录模式,通过RNAi技术结合抗血清封闭实验检测Px PGRP-SA对小菜蛾抗菌肽基因的表达调控作用。【结果】qRT-PCR检测表明,小菜蛾4龄幼虫在注射具有活性的B.thuringiensis 6 h后,Px PGRP-SA在脂肪体和血细胞中表达量迅速上升,其中脂肪体中的表达量在注射24 h后达到高峰,而在血细胞中的表达量在18 h后达到高峰。RNAi沉默小菜蛾4龄幼虫Px PGRP-SA的转录后,可显著降低小菜蛾脂肪体中cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin 4个抗菌肽基因及Dorsal和Sptzle基因的mRNA转录水平;注射anti-Px PGRP-SA封闭小菜蛾体内Px PGRP-SA的活性后,也可降低小菜蛾脂肪体中4个抗菌肽基因的mRNA转录水平;Px PGRP-SA转录沉默后,同时导致添食B.thuringiensis的小菜蛾幼虫的存活率明显降低。【结论】Px PGRP-SA参与了小菜蛾体内抗菌肽cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin基因的表达调控,并在免疫防御B.thuringiensis的侵染过程中起了重要的作用。

肽聚糖识别蛋白AaPGRP-LC参与埃及伊蚊的抗细菌免疫反应

【目的】阐明在响应细菌感染的过程中,埃及伊蚊Aedes aegypti体内肽聚糖识别蛋白PGRPLC(Aa PGRP-LC)的功能。【方法】使用实时荧光定量PCR(q PCR)技术分析埃及伊蚊感染阴沟肠杆菌Enterobacter cloacae后不同时间抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)基因的表达情况。结合RNA干扰技术和q PCR技术检测干扰Aa PGRP-LC后免疫相关基因转录模式的变化。使用原核表达系统表达Aa PGRP-LC,并通过Ni^(2+)-NTA柱纯化,通过免疫印迹分析检测所纯化蛋白的质量。【结果】阴沟肠杆菌感染埃及伊蚊6 h后埃及伊蚊体内抗菌肽基因的转录水平显著升高。干扰Aa PGRP-LC并用阴沟肠杆菌感染后,埃及伊蚊体内重要抗菌肽基因的转录水平显著降低,同时埃及伊蚊免疫缺陷(immune-deficiency,IMD)通路和Toll信号(Toll-like receptors)通路的免疫相关基因的表达量也显著降低。纯化得到条带单一的Aa PGRP-LC蛋白。【结论】Aa PGRP-LC参与调控埃及伊蚊重要抗菌肽基因的转录,在埃及伊蚊响应细菌感染的过程中起到了重要的调控作用。Aa PGRP-LC在参与调控IMD通路的同时,也可能参与了Toll信号通路的调控过程。从原核表达系统中获得的Aa PGRP-LC重组蛋白可用于下一步的功能研究。

桔小实蝇肽聚糖识别蛋白基因BdPGRP-SB1的克隆及功能鉴定

【目的】为探究肽聚糖识别蛋白(PGRP)基因BdPGRP-SB 1在桔小实蝇Bactrocera dorsalis免疫中的作用。【方法】本研究利用PCR克隆桔小实蝇BdPGRP-SB 1全长cDNA序列;利用生物信息学软件对该基因核苷酸序列及其编码的氨基酸序列特征进行分析。采用RT-qPCR分析BdPGRP-SB 1在桔小实蝇不同发育阶段(卵、幼虫、蛹、成虫)及5日龄成虫不同组织(中肠、马氏管、后肠、脂肪体、卵巢和精巢)中的表达模式;对桔小实蝇5日龄雌成虫分别注射大肠杆菌Escherichia coli 0111:B4肽聚糖(PGN-EB)和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus肽聚糖(PGN-SA)后检测BdPGRP-SB 1表达水平变化。利用RNAi沉默BdPGRP-SB 1的表达,测定大肠杆菌和金黄色葡萄球菌诱导后桔小实蝇雌成虫的死亡率及大肠杆菌诱导后抗菌肽(AMP)基因attacin-A,defensin和diptercin表达变化情况。【结果】克隆获得桔小实蝇BdPGRP-SB 1的全长cDNA序列(GenBank登录号:MN892482),开放阅读框长558 bp,编码185个氨基酸,其编码蛋白预测分子量为21.45 kD,等电点为8.57。序列分析表明,BdPGRP-SB1无跨膜结构域,具有PGRP保守结构域,前端具有信号肽,为分泌型蛋白;具有Zn 2+依赖性酰胺酶活性和DAP型肽聚糖识别位点。系统进化分析发现,BdPGRP-SB1与辣椒实蝇B.latifrons的PGRP-SB1亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达96%。发育表达模式表明,BdPGRP-SB 1在桔小实蝇3日龄幼虫和成虫期高表达;组织表达谱结果显示BdPGRP-SB 1在5日龄成虫各组织中均有表达,在脂肪体内表达量最高。PGN-EB和PGN-SA均能诱导桔小实蝇雌成虫体内BdPGRP-SB 1表达水平变化。通过RNAi抑制BdPGRP-SB 1表达后,注射大肠杆菌导致桔小实蝇雌成虫死亡率显著升高,以及attacin-A,defensin和diptercin表达量显著上调。【结论】结果说明桔小实蝇BdPGRP-SB1参与识别革兰氏阴性细菌,并可能参与桔小实蝇Imd途径调控其免疫反应。

家蚕肽聚糖识别蛋白L1参与Imd信号通路

【目的】肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRP)作为一个重要的模式识别受体,在家蚕Bombyx mori的先天免疫中发挥重要的作用。本研究主要探讨家蚕PGRP-L1基因的功能及其所参与的免疫信号通路。【方法】本实验通过RT-PCR扩增获得家蚕PGRP-L1基因。利用微生物诱导实验对5龄起蚕分别注射大肠杆菌Escherichia coli、酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和PBS,12 h后取体壁和头部提取RNA,然后采用RT-PCR和凝胶电泳技术测定BmPGRP-L1基因的表达水平;利用RNA干涉实验向5龄起蚕注射PGRP-L1 dsRNA或PBS,6 h后再分别注射3种灭活的微生物或PBS,然后检测家蚕体壁及头部的免疫相关转录因子(Rel,Cactus和Relish)以及家蚕多个抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)基因(攻击素基因Attacin,Moricin和葛佬素基因Gloverin)的表达情况。【结果】微生物诱导实验显示,注射大肠杆菌的实验组比注射PBS的对照组Bm PGRP-L1基因转录水平显著上调,而注射酿酒酵母和枯草芽孢杆菌的实验组Bm PGRP-L1转录水平没有变化。利用RNAi技术成功敲低Bm PGRP-1表达,对Bm PGRP-L1敲低的5龄起蚕注射灭活的微生物,敲低实验组relish因子表达低于正常对照组,相应地抗菌肽基因的表达也有不同程度的下调。【结论】结果提示,BmPGRP-L1基因参与家蚕对革兰氏阴性菌大肠杆菌的免疫响应;Bm PGRP-L1基因在家蚕的体壁和头中参与Imd信号通路。