中华乌塘鳢NK-lysin基因的克隆鉴定、表达分析及抗菌功能研究

NK-lysin是一种具有广谱抗菌活性和免疫调节功能的阳离子抗菌肽。通过分子克隆方法获得中华乌塘鳢的NK-lysin基因(BsNKL)cDNA序列。BsNKL编码152个氨基酸,包含1个信号肽、1个SapB结构域和6个保守半胱氨酸残基。基因表达分析表明,BsNKL在主要器官组织中均有表达,副溶血弧菌感染能够引起BsNKL表达量在脾脏、头肾和鳃中发生显著变化。中华乌塘鳢BsNKL抗菌肽对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、副溶血弧菌和哈维氏弧菌等4种细菌均具有较好的抑菌活性。腹腔注射BsNKL能够为细菌感染的中华乌塘鳢提供有效的免疫保护并显著提高其存活率。综上所述,BsNKL在中华乌塘鳢抗细菌感染天然免疫应答方面发挥重要作用。

猪重组NK-lysin抑制肝细胞性肝癌的转移:基于下调FKBP3表达、抑制氧化磷酸化和糖酵解

目的应用生物信息学方法探究猪重组NK-lysin(prNK-lysin)抑制肝癌细胞转移潜在的作用靶点和通路。方法将肝癌细胞设置为空白对照组,PBS处理组和prNK-lysin处理组,37℃作用6 h后,应用高效液相色谱串联质谱对肽段进行鉴定,按照Foldchange=1.2倍且P<0.05筛选出差异表达蛋白。基于GO、KEGG等数据库对差异表达蛋白进行GO功能分析和KEGG通路分析。运用RT-qPCR验证细胞中多肽-N-乙酰半乳糖胺基转移酶13(GALNT13)、跨膜蛋白51(TMEM51)和FKBP脯酰异构酶3(FKBP3)的mRNA相对表达量。Western blot验证FKBP3的蛋白表达量。结果蛋白组学表明,与空白对照组相比,prNK-lysin处理组中有1989个差异表达蛋白;与PBS处理组相比,prNK-lysin处理组中有2753个差异表达蛋白;PBS处理组和空白对照组相比,有15个差异表达蛋白。相对于PBS处理组和空白对照组,prNK-lysin处理组中共有1909个差异表达蛋白。GO和KEGG分析表明差异表达蛋白主要参与Viral process、translational initiation、RNAbinding等过程,主要富集于Ribosome、Protein process in endoplasmic reticulum、RNA transport等通路。RT-qPCR表明,与空白对照组相比,prNK-lysin处理组显著升高了细胞内GALNT13(1.54±0.06 vs 1.02±0.17,P<0.05)和TMEM51(1.27±0.07 vs 1.00±0.04,P<0.01)的mRNA相对表达量,显著降低了FKBP3(0.43±0.06 vs 1.02±0.24,P<0.05)的mRNA相对表达量。Western blotting表明prNK-lysin处理组与空白对照组相比显著降低了细胞内FKBP3(0.68±0.02 vs 1.02±0.03,P<0.001)的蛋白表达量。结论prNK-lysin处理后肝癌细胞SMMOL/LC-7721的蛋白质组与空白组相比发生显著变化,prNK-lysin作用于FKBP3蛋白,并能通过影响细胞内氧化磷酸化和糖酵解等通路发挥其抑制作用。

鸡抗菌肽NK-lysin的生物信息学分析

为了解鸡内源性抗菌肽NK-lysin的基本信息,试验选择鸡NK-lysin的氨基酸序列通过软件对NK-lysin的生物信息学进行了分析。结果表明:NK-lysin的等电点为5.87,分子质量为15 231.3 u,为稳定蛋白和亲水蛋白,定位于细胞质内,有1个跨膜区和1个信号肽,没有糖基化位点,但有2个磷酸化位点,二级结构由α螺旋、延伸链、β折叠和无规则卷曲组成,存在多个抗原表位。说明鸡抗菌肽NK-lysin可作用于细胞膜或某些生物分子,使菌体死亡。

不同浓度脂多糖诱导绵羊免疫器官中NK-Lysin基因表达的研究

为研究病原体侵染动物机体时抗菌肽NK-Lysin在机体反应过程中所起到的防御作用及作用机理,本研究通过实时荧光定量PCR检测NK-Lysin在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)不同诱导条件下及不同免疫器官中的相对表达量,探讨绵羊抗菌肽NK-Lysin在免疫器官的生成和应答反应。构建目标基因NK-Lysin和内参基因GAPDH的克隆载体,绘制出标准曲线,检测NK-Lysin的表达量。结果显示,在LPS浓度为0.01、0.1、1、10μg/mL时,NK-Lysin mRNA表达量均在8h内达到最大值,NK-Lysin基因的表达量与LPS的浓度不存在正相关性;NK-Lysin mRNA在肩前淋巴结、脾脏及血液中均有不同程度的表达,脾脏中表达量与其他组织中的表达量相比差异极显著(P<0.01)。免疫器官能在较短时间内表达出抗菌肽NKLysin,使其参与机体先天性免疫应答反应。

团头鲂NK-lysin基因鉴定和表达分析

为研究抗菌肽NK-LYSIN在团头鲂免疫系统中的可能功能,本实验从团头鲂转录组中钓取到2个NK-lysin基因(nkla和nklb),通过PCR扩增并测序验证其ORF序列。通过荧光定量PCR检测其在健康组织和嗜水气单胞菌感染后免疫组织中的表达,并构建其原核表达体系。结果显示,团头鲂nkla和nklb分别编码122和136个氨基酸,NKLA和NKLB均属于鞘脂激活蛋白样蛋白家族成员,各含有6个高度保守的半胱氨酸及1个Sap B结构域。在健康团头鲂各组织中,nkla在脾脏中表达量极高,在肌肉和血液中表达量极低;而nklb则在肠中表达量较高,在头肾中表达量较低,在其他组织均有表达。nkla和nklb不同的表达模式暗示它们可能存在功能上的分化。经嗜水气单胞菌感染后,团头鲂nkla与nklb表达变化模式相似,头肾中,表达量在4 h时显著下降;肝脏中,表达量在4 h达到最高,而后回落到正常水平;在脾脏和肠中4 h时开始下降,72 h时达到峰值,暗示NK-lysin可能在团头鲂抗嗜水气单胞菌感染过程中发挥重要作用。另外,本实验对nkla和nklb进行了原核表达,为进一步研究NK-lysin的功能奠定了基础。

斑点叉尾NK-lysin成熟肽在毕赤酵母中的表达

NK-lysin是毒性T淋巴细胞和自然杀伤细胞产生的具有抗菌作用的多肽,在机体免疫系统中发挥重要作用,被认为是抗生素的理想替代品。NK-lysin的生物学功能主要由其成熟肽(m NK-lysin)决定。本文在已有斑点叉尾(Ictalurus punctatus)NK-lysin成熟肽原核重组表达载体p ET-32a(+)-m NK-lysin的基础上,通过PCR在m NK-lysin的5’端和3’端分别添加EcoRI和Xba I酶切位点,并在3’端添加6×His标签以便于纯化;扩增到的片段与表达载体p PICZαA连接构建重组表达载体p PICZαA-m NK-lysin,转化至毕赤酵母X-33细胞中,通过博来霉素筛选以及对酵母转化子基因组的PCR鉴定得到高拷贝酵母转化子;在29℃,250 rpm,采用0.5%甲醇进行诱导表达;表达产物经固化金属离子亲和层析(IMAC)获得纯化的重组体m NK-lysin。经Tricine-SDS-PAGE分析,其分子量约为11.5 k D;经Western blot分析,证明m NK-lysin在毕赤酵母中成功表达。

斑点叉尾鮰NK-lysin基因的cDNA克隆及融合表达质粒构建

以斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)NK-lysin-type1的成熟肽为研究目标,首先通过RT-PCR和巢式PCR从斑点叉尾鮰的鳃中克隆到编码NK-lysin成熟肽的基因,该基因编码由92个氨基酸残基组成的成熟肽;6个高度保守的半胱氨酸残基位于成熟肽内,它们被推测与NK-lysin的抗菌活性有关。为了进一步构建原核表达系统用于成熟肽的表达,pET-32a(+)被选择作为融合表达质粒,该质粒含有1个trxA融合头基因,与目的片段mNK-lysin连接后形成融合基因trxA-mNK-lysin,进而有助于在工程菌E.coliBL21(DE3)中的可溶性融合表达。通过PCR、EcoR I和HindⅢ双酶切处理以及DNA测序鉴定,证明pET-32a-mNK-lysin重组融合表达质粒已经被成功构建;将其转化至工程菌E.coliBL21(DE3)后的测序结果表明该重组质粒未发生任何DNA变异。

草鱼NK-lysin基因的克隆、原核表达与活性分析

为研究草鱼抗菌肽NK-lysin基因的组成结构、在组织中的表达差异及其抑菌活性,实验根据已知鱼类NK-lysin基因保守区序列设计上下游引物,采用RT-PCR和RACEPCR技术克隆草鱼NK-lysin基因(Cinkl),RT-PCR进行各组织间的表达分析,并构建Cinkl成熟肽的原核表达载体,采用琼脂糖孔穴扩散法检测重组蛋白的抑菌活性。结果显示,Cinkl c DNA全长768 bp,编码121个氨基酸;基因组DNA全长3 361 bp,包含4个外显子和3个内含子。经多序列比对分析和结构域预测表明,Ci Nkl氨基酸序列具有SAPLIP家族的特征:含有6个保守的半胱氨酸和saposin B蛋白结构域,与斑马鱼Nklc、Nkld的相似性分别为57.98%和63.03%。构建NK-lysin氨基酸序列系统进化树,发现Ci Nkl与斑马鱼Nklc、Nkld聚为一支。RT-PCR检测结果显示,Cinkl m RNA在所有检测的草鱼组织中均有表达,在脾脏中表达量最高,心脏、鳃、中肾和头肾的表达量次之,皮肤、脑、肝脏和肠有微量表达。p ET-28b-MBP与Ci Nkl成熟肽序列构建的原核表达质粒在宿主菌Rosetta(DE3)表达出约57 ku的可溶性融合蛋白,利用Ni-NTA His·Bind树脂进行纯化,Ci Nkl重组蛋白对G–细菌如大肠杆菌M15株、嗜水气单胞菌,以及G+细菌如金黄色葡萄球菌均具有抑菌活性。基于草鱼NK-lysin的组织表达特征和重组蛋白的抑菌活性,推测NK-lysin在草鱼的先天性免疫防御中发挥调节作用。

黄姑鱼NK-lysin基因的克隆及表达分析

从黄姑鱼转录组数据库中筛选出NK-lysin基因,命名为YdNkl-2。YdNkl-2基因cDNA全长600 bp,其中开放阅读框为456 bp,编码151个氨基酸。YdNkl-2具有一个信号肽和一个鞘脂激活蛋白B(saposin B)结构域。亚细胞定位结果显示,YdNkl-2分布于细胞质和细胞核。实时荧光定量PCR结果表明,YdNkl-2的mRNA广泛分布于黄姑鱼各组织,其中在鳃和脾脏中的表达量最高。经哈维氏弧菌感染后,头肾、肝脏和脾脏中的YdNkl-2表达量均明显升高,提示YdNkl-2在哈维氏弧菌感染黄姑鱼过程中发挥重要作用。

草鱼NK-lysin基因生物信息学分析

试验利用生物信息学方法对草鱼NK-lysin的开放阅读框、理化性质、亲水性/疏水性、蛋白质二级结构、磷酸化位点/N-糖基化位点及跨膜区进行预测分析。结果表明:草鱼NK-lysin编码121个氨基酸,等电点5.53,不稳定指数44.09,为不稳定蛋白;亲疏水性平均值0.361,属于疏水蛋白;二级结构以无规则卷曲为主,含25个α螺旋、38个延伸链、12个潜在的磷酸化位点和1个N-糖基化位点。

大黄鱼Lcnkl3基因的分子结构、表达特征及多肽片段抗菌活性

作为重要的免疫基因,NK-lysin参与了鱼类非特异性免疫系统对抗病原感染的免疫应答过程。在之前的研究中,我们已经发现重要经济鱼类大黄鱼(Larimichthys crocea)体内存在2种类型的NK-lysin基因。在本文中我们报道了1种新型大黄鱼NK-lysin基因Lcnkl3,并对基因序列、表达特征及其多肽片段的抗菌活性进行了分析。Lcnkl3基因的开放阅读框长度为435 bp,编码144个氨基酸残基,其多肽序列Lcnkl3中包含Saposin B结构域及6个高度保守的半胱氨酸残基。系统进化分析表明Lcnkl3与大黄鱼Lcnkl2最为相似,与其他鱼类NK-lysin多肽则差异较大。Lcnkl3基因在未受感染的大黄鱼各组织中具有不同的基础表达量,表达水平最高的组织为心脏。在病原诱导的免疫应答过程中,Lcnkl3基因在各组织不同感染阶段的表达模式存在差异。源于Lcnkl3成熟肽序列的多肽片段对不同细菌的抑制和杀灭效果差异显著。以上结果表明Lcnkl3属于大黄鱼NK-lysin基因家族,并参与了大黄鱼对抗病原感染的免疫过程。

鸡抗菌肽NK-lysin的B细胞表位、剪切位点、疏水性及进化分析

为了解鸡抗菌肽NK-lysin的B细胞表位、剪切位点、疏水性、同源性及进化等内容,试验选择鸡抗菌肽NK-lysin的氨基酸序列通过网络在线软件IEDBAnalysisResource、PeptideCutter、ProtScale、BLAST、DNAStar进行分析。结果表明:鸡抗菌肽NK-lysin存在5个B细胞表位,可被20种酶和化学物质剪切,亲水性大于疏水性,与鸡颗粒溶素的同源性为100%,在进化上与珍珠鸡类皂化蛋白C最为接近。说明鸡抗菌肽NK-lysin为亲水性蛋白,具有抗原性,有很多剪切位点,与珍珠鸡类皂化蛋白C有较高的亲缘关系。

NK-lysin在人工感染绵羊肺腺瘤病毒肺组织的表达及其在不同品种绵羊的多态性分析

通过分析新疆不同品种绵羊NK-lysin基因多态性,探讨新疆不同品种绵羊NK-lysin基因多态性与抗病力的关系。构建了对建立的绵羊肺腺瘤病人工感染模型肺组织提取总RNA,经实时荧光定量PCR方法检测发病和健康绵羊肺组织中NK-lysin基因的表达量,对比不同病理条件下绵羊NK-lysin基因的表达差异。结果表明:萨福克羊和哈萨克羊NK-lysin基因存在多态性以及突变。通过荧光定量RT-PCR检测,感染绵羊肺腺瘤病肺组织NK-lysin的表达水平明显低于健康绵羊,说明Nk-Lysin参与绵羊肺腺瘤的病理形成,为绵羊抗肿瘤分子机制研究提供理论依据。

斑点叉尾鮰LEAP-2和NK-lysin抗菌肽在毕赤酵母中的串联表达

[目的]合成密码子优化的斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)LEAP-2与NK-lysin成熟肽的串联基因(LN),构建真核重组表达载体p PICZαA-LN,实现LN在毕赤酵母中的重组DNA表达并对其纯化。[方法]参考编码斑点叉尾鮰LEAP-2和NK-lysin成熟肽的c DNA序列,根据毕赤酵母(Pichia pastoris)的密码子偏爱性,优化合成LEAP-2与NK-lysin成熟肽的串联基因LN,两者之间通过α因子信号肽酶切位点对应的核苷酸序列连接;选择表达载体p PICZαA,构建重组表达载体p PICZαA-LN;电转化至毕赤酵母X-33,29℃、p H 6.0条件下,采用1.0%甲醇诱导表达目的蛋白;采用阳离子交换层析对表达产物进行分离纯化。[结果]Tricine-SDS-PAGE分析显示,培养72 h的表达产物经阳离子交换层析,获得了重组体LEAP-2成熟肽、NK-lysin成熟肽和两者的串连表达物;LEAP-2成熟肽的分泌表达效率较NK-lysin成熟肽的高。[结论]实验构建了斑点叉尾鮰LEAP-2与NK-lysin串联基因的真核重组表达载体,并在毕赤酵母X-33中成功表达。

黄鳝NK-lysin基因的真核表达与体外活性分析

[目的]在真核毕赤酵母KM体系中表达黄鳝NK-lysin抗菌肽,并检测体外抗菌活性。[方法]利用特定引物扩增黄鳝NK-lysin抗菌肽基因片段,将黄鳝NK-lysin基因片段插入p PIC9K真核表达质粒中,通过PCR与测序验证阳性克隆,成功构建重组黄鳝NK-lysin与p PIC9K真核表达质粒,将线性化的NK-lysin-p PIC9K电击转化到毕赤酵母细胞KM71获得重组酵母KM71-NKlysin,通过PCR验证,对重组酵母进行发酵,并收集酵母上清液同时检测体外抗菌活性。[结果]成功构建重组酵母KM71-NKlysin表达体系,酵母表达体系上清液对迟缓爱德华氏菌、金黄色葡萄球菌、乳酸菌、嗜水气单胞菌、维氏气单胞菌均有明显抑制作用。[结论]重组表达黄鳝抗菌肽蛋白对水环境大多数细菌具有明显抑菌活性,对于黄鳝疾病预防具有广阔应用前景。