可口革囊星虫cDNA文库的构建及蚯蚓血红蛋白基因序列的分析

提取可口革囊星虫血总RNA,反转录成cDNA,将大于500bp的cDNA片段连接入载体pBluescriptII SK(+),电转化至DH10B宿主菌中,得到原始文库.对cDNA文库的滴度、重组率和插入片段的大小进行检测,并挑取500个单菌落进行测序.结果表明,cDNA文库的库容量为3.06×105cfu,重组率达97.2%.经测序共得到437条序列,分析得到211个单基因簇(unigene),其中115条序列有相关同源性.测序得到蚯蚓血红蛋白cDNA全长序列为823bp,ORF编码120个氨基酸,蛋白分子量为13.63kD,等电点为5.78.NCBI上同源性比对结果则表明,与Siphonosoma cumanense的蚯蚓血红蛋白同源性最高为67%.可口革囊星虫cDNA文库的构建为今后克隆和研究可口革囊星虫的相关功能基因奠定了坚实的基础.

蚯蚓血红蛋白载氧功能的Fukui函数

采用原子-键电负性均衡方法,计算蚯蚓血红蛋白活性中心原子的电荷分布及Fukui函数.在脱氧蚯蚓血红蛋白活性中心的两个铁离子中,即将结合氧分子的铁离子Fukui函数最大,表明该铁离子具有很高的活性,易与氧结合.在氧合蚯蚓血红蛋白中,结合氧分子后的铁离子Fukui函数小于结合氧分子中质子化的氧原子Fukui函数,同时该质子化的氧原子具有最大的Fukui函数,表明氧合蚯蚓血红蛋白的活性中心由铁离子转移到质子化的氧原子.应用该方法计算了脱氧蚯蚓血红蛋白活性中心与抑制剂中叠氮、氯等配体结合的Fukui函数.计算结果表明,活性中心铁离子的Fukui函数分别小于与其配位的氮和氯原子的Fukui函数,从而验证了蚯蚓血红蛋白的载氧功能被抑制或减弱.

聚多巴胺修饰蚯蚓血红蛋白纳米氧载体的构建及性能检测

背景:蚯蚓血红蛋白分子稳定性和血管毒性反应优于哺乳动物血红蛋白,聚多巴胺改性可能进一步发挥其作为血红蛋白氧载体的优势,目前国内外尚未报道。目的:制备聚多巴胺修饰蚯蚓血红蛋白纳米氧载体,并检测其性能。方法:从赤子爱胜蚓分离提纯血红蛋白,以牛血红蛋白为对照,分别与盐酸多巴胺按1∶2质量比在pH=8.5-8.8条件下完成修饰改性,分别构建聚多巴胺表面修饰蚯蚓血红蛋白纳米微粒(PDA-HrNPs)与聚多巴胺表面修饰牛血红蛋白纳米微粒(PDA-BHbNPs),检测PDA-HrNPs的纳米微粒直径、离散度、Z电位、功能基团结构、P50及Hill系数。将不同质量浓度[0(正常对照),1.0,2.5,4.0,5.5 g/L]的两组纳米微粒分别与血管内皮细胞或巨噬细胞共培养,培养6,12,24 h后,检测巨噬细胞存活率;培养24 h后,检测血管内皮细胞存活率及培养液中NO浓度。结果与结论:(1)蚯蚓血红蛋白经聚多巴胺修饰后,红外光谱显示酰胺键谱带Ⅰ与Ⅱ持续存在,在800-1000 cm-1之间出现聚多巴胺与血红蛋白分子交联生成的新基团谱带,粒径(202.2±13.64)nm,分散指数为0.22±0.05,Z电位(1.28±0.87)mV,P50为(1.44±0.02)kPa,Hill系数1.58±0.02;(2)两种纳米微粒培养的巨噬细胞存活率均低于正常对照组(P<0.05),随着培养时间的延长,两种纳米微粒培养的巨噬细胞存活率下降;相同质量浓度下(2.5,4.0,5.5 g/L),PDA-HrNPs组培养6 h后的巨噬细胞存活率高于PDA-BHbNPs组(P<0.05);(3)培养24 h后,随着纳米微粒质量浓度的增加,两种纳米微粒培养的血管内皮细胞的存活率与培养液NO浓度下降,相同质量浓度下两种纳米微粒培养细胞的存活率与培养液NO浓度比较差异均无显著性意义(P>0.05);(4)结果表明,聚多巴胺蚯蚓血红蛋白纳米微粒在体外具有良好的携氧活性与安全性,抗吞噬性能优于聚多巴胺修饰牛血红蛋白纳米微粒。

血紫蛋白氧载体研发新进展

血紫蛋白是低等生物呼吸蛋白,游离分子较哺乳动物血红蛋白更加稳定,在血红蛋白氧载体存在循环半衰期短暂与缩血管毒副作用的缺陷方面有潜在优势,已成为颇具前景的研发新方向。本文就血紫蛋白的结构特性、分离提纯方法、修饰与封装技术、安全性及有效性评价等方面研究进展进行综述。

耻垢分枝杆菌的蚯蚓血红蛋白样蛋白MSMEG_3312影响其大环内酯类药物的敏感性

【目的】活性氧类分子是机体有氧代谢的自然产物,可以引起氧化损伤,导致细胞DNA突变、蛋白质失活,是细菌耐药产生的原因之一。蚯蚓血红蛋白家族是能携带氧、可逆地结合氧的一类蛋白,在氧代谢过程中发挥重要作用,与活性氧类分子介导的细菌耐药相关。预测耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)MSMEG_3312是蚯蚓血红蛋白样蛋白,其功能可能与细菌抗药性有关。【方法】通过生物信息学预测耻垢分枝杆菌MSMEG_3312的结构特征。通过基因敲除、遗传互补和抗药性分析以及启动子表达测定等方法研究MSMEG_3312与耻垢分枝杆菌抗药的相关性。【结果】与野生菌株mc2155相比,msmeg_3312敲除菌株表现为抗大环内酯类抗生素,而且回补msmeg_3312部分丧失了这种耐药表型。此外,大环内酯类抗生素的胁迫在统计上显著下调msmeg_3312启动子的表达。另外,对作用于核糖体的其他药物,敲除菌株和野生菌株没有抗药性差异。【结论】生物信息学分析显示MSMEG_3312的氨基酸序列具有典型的蚯蚓血红蛋白保守的HHE结构域,预测其二级结构含有4个α-螺旋组成的典型蚯蚓血红蛋白结构。MSMEG_3312与耻垢分枝杆菌对大环内酯类抗生素的药物敏感性相关,其可能通过影响药物与核糖体50S亚基的作用来发挥功能。

定量蛋白质组分析蚯蚓血红蛋白样蛋白MSMEG_3312介导的分枝杆菌耐红霉素机制（英文）

【目的】细菌耐药机制是个复杂的机制,系统生物学是系统性揭示耐药机制的有力研究手段。我们课题组前期研究结果显示,蚯蚓血红蛋白样蛋白msmeg_3312基因敲除后能够增加耻垢分枝杆菌对红霉素的耐药性,本文系统研究MSMEG_3312参与红霉素耐药性形成的机制。【方法】首先纯化MSMEG_3312蛋白,利用光谱及圆二色谱描述MSMEG-3312蛋白。利用定量蛋白质组学的方法比较分析敲除菌株Δmsmeg_3312与野生型菌株mc^2155蛋白表达的差异,并通过qRT-PCR进行验证。利用红霉素ELASA试剂盒测定Δmsmeg_3312与mc^2155的胞内药物浓度。【结果】光谱及圆二色谱分析确定MSMEG_3312是蚯蚓血红蛋白样蛋白。定量蛋白质组学分析发现,红霉素未处理的条件下,相比于野生型菌株mc^2155,敲除菌株Δmsmeg_3312有包括3种转运蛋白在内的8种蛋白表达水平上调,14种蛋白表达下调;而红霉素处理后,Δmsmeg_3312中有448种蛋白差异表达,其中有11种转运蛋白表达上调,26种蛋白与氨基酸合成通路相关。胞内药物浓度检测显示敲除菌株Δmsmeg_3312的胞内红霉素浓度显著低于野生型菌株。【结论】蚯蚓血红蛋白样蛋白MSMEG_3312调控改变了细菌对红霉素药物处理的反应网络,其介导的红霉素耐药是一种集合抗生素耐受机制。