家蚕微孢子虫总蛋白两条大分子量主带的LC-MS/MS分析

为了深入认识家蚕微孢子虫高分子量蛋白的主要组成,我们采用LC-MS/MS技术鉴定分析玻璃珠破碎法提取的家蚕微孢子虫总蛋白中85kD以上两条主要蛋白带。我们从H1带(位于150～200kD之间)中成功鉴定出16个蛋白,包括极管蛋白3(PTP3)、极管蛋白2(PTP2)、真核蛋白翻译起始因子(eIF2C2)、延伸因子(EF1-alpha、EF2)、肌动蛋白(actin)等。这暗示两种结构蛋白PTP3与PTP2以及蛋白翻译延伸因子(EF1-alpha、EF2)与肌动蛋白(actin)可能各形成一个复合体。并且用SDS或β-巯基乙醇处理时,这两个复合物是稳定的,表明这些复合物的相互作用力不仅仅是通过二硫键。H2带(85～100kD)鉴定出主要集中在水解酶、蛋白合成与折叠、细胞结构、运动四个方面的20多个的蛋白。从两条蛋白带鉴定出PTP3与PTP2、三磷酸腺苷酶(ATPase)或过渡期内质网三磷酸腺苷酶(ATPase-TER94)、蛋白翻译因子(eIF2C、EF1-alpha、EF2)、HSP70、Actin、M1家族氨肽酶1(M1family aminopeptidase)6类蛋白。基于蛋白分子质量分析,暗示在家蚕微孢子虫中,这6类蛋白都可能是以复合体形式呈现的。研究结果丰富家蚕微孢子虫高分子量蛋白的数据,同时,为研究非二硫键间的蛋白互作提供了有价值的研究线索。

东方蜜蜂微孢子虫一新孢壁蛋白NcER_100148的鉴定与生物学功能研究

【目的】东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae作为蜜蜂微孢子虫病的主要病原体,对其侵染机制的相关研究鲜有报道。本研究旨在对团队前期通过质谱鉴定获得的东方蜜蜂微孢子虫候选孢壁蛋白NcER_100148进行原核表达,明确其亚细胞定位,并初步探索其生物学功能。【方法】通过在线软件对前期鉴定的东方蜜蜂微孢子虫候选孢壁蛋白NcER_100148序列进行生物信息学分析;利用RT-PCR检测东方蜜蜂微孢子虫侵染后西方蜜蜂Apis mellifera成蜂中肠中NcER_100148的表达量;将NcER_100148基因片段克隆至原核表达载体pET30a中,IPTG诱导表达重组蛋白并用于制备多克隆抗体;利用Western blot检测NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫成熟孢子中的表达量;通过间接免疫荧光和免疫电镜技术分析NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫成熟孢子中的亚细胞定位;利用Western blot和免疫共沉淀法分别分析重组蛋白NcER_100148与东方蜜蜂微孢子虫几丁质孢子壳(chitin spore coats,CSCs)和极管蛋白NcPTP2和NcPTP3的相互作用关系。【结果】序列分析结果表明,东方蜜蜂微孢子虫NcER_100148预测分子量为12.169 kD,含1个O-糖基化位点、1个N-糖基化位点和1个糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol,GPI)锚定位点;RT-PCR检测结果表明,NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫感染后4 d时的西方蜜蜂成蜂中肠中开始表达;Western blot结果表明,NcER_100148蛋白能在成熟孢子表面表达,并且能够与东方蜜蜂微孢子虫的CSCs互作;亚细胞定位结果显示NcER_100148定位于东方蜜蜂微孢子虫的成熟孢子孢壁上;Western blot和免疫共沉淀结果显示重组蛋白NcER_100148能够与极管蛋白NcPTP2和NcPTP3相互作用。【结论】NcER_100148是定位在东方蜜蜂微孢子虫的成熟孢子孢壁上的一个新型孢壁蛋白,且其可能在孢子内壁的构建、极管的盘绕与固定和参与对宿主的侵染等过程中扮演重要的角色。

家蚕微孢子虫极管蛋白1(NbPTP1)的基因克隆及原核表达

极管作为微孢子虫高度特异的结构,在微孢子虫侵染宿主细胞的过程中扮演重要角色。利用家蚕微孢子虫和兔脑炎微孢子虫基因组数据,通过共线性分析获得一个编码家蚕微孢子虫假定极管蛋白的基因NBO_7g0016。序列特征分析表明该基因编码富含脯氨酸的409个氨基酸,预测蛋白质分子质量39.6 kD,蛋白质序列的N端具有信号肽,有40个潜在的O-糖基化位点和17个磷酸化位点。以家蚕微孢子虫基因组DNA为模板克隆NBO_7g0016基因,并构建插入该基因的重组质粒,转化E.coli BL21(DE3)进行原核表达,融合蛋白经亲和层析纯化后免疫昆明小鼠制备多克隆抗体。免疫印迹实验证明该基因编码的蛋白质在成熟孢子中有表达,间接免疫荧光实验将蛋白质定位于家蚕微孢子虫的极管,确证该蛋白质为家蚕微孢子虫极管蛋白1(NbPTP1,GenBank登录号:EOB15198.1)。初步推测家蚕微孢子虫极管蛋白1具有糖基化修饰特征。

2种家蚕病原性微孢子虫的蛋白质组差异研究(英文)

微孢子虫是一类专性细胞内寄生的单细胞真核生物,几乎可以感染从无脊椎动物到脊椎动物的所有动物。对分别属于微粒子虫属(Nosema)和内网孢虫属(Endoreticulatus)的2种家蚕病原性微孢子虫的蛋白质组差异进行研究,探讨二者对家蚕侵染力差异产生的原因。采用双向电泳技术对提取的2种微孢子虫的总蛋白质进行分离,经Image Master 2D软件分析总蛋白质的双向电泳图谱发现142个差异蛋白点,其中67个蛋白点在家蚕微孢子虫中高量表达,75个蛋白点在内网孢虫属微孢子虫镇江株中高量表达。对这些差异蛋白点进行MALDI-TOF/PRO质谱鉴定,并用MASCOT软件在NCBI公共数据库中寻找匹配蛋白,去掉重复数据后最终分别在家蚕微孢子虫和内网孢虫属微孢子虫镇江株中鉴定了43个、68个有功能注释的蛋白质,其功能涉及侵染、能量代谢、孢壁组成和遗传信息加工等方面。值得注意的是鉴定到的极管蛋白3(PTP3)仅在家蚕微孢子虫高量表达。

家蚕微孢子虫极管蛋白2(NbPTP2)的表达、纯化和定位特征

【目的】微孢子虫是一种细胞内专性寄生的真核生物,几乎能感染所有生物,包括人类。极管作为微孢子虫特有的侵染器官,主要由极管蛋白组成。极管蛋白在微孢子虫侵染宿主与稳定孢子结构中发挥重要作用。本研究通过克隆、表达家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)极管蛋白2(NbPTP2),分析其在成熟孢子极管上的定位特征,为深入研究极管蛋白的功能打下基础。【方法】克隆家蚕微孢子虫NbPTP2。利用Expasy、SignalP 4.1、TMHMM Server V.2.0和NetPhos 3.1 Server等在线软件对NbPTP2的序列特征进行分析,包括氨基酸组成、蛋白质理论分子量、等电点、信号肽、跨膜结构域和磷酸化位点。此外,利用MEGA 7.0软件构建不同种属微孢子虫极管蛋白2的系统进化树。通过克隆NbPTP2,将其与原核表达载体pET32a(+)连接,构建pET32a(+)-NbPTP2重组表达质粒。将测序正确的重组质粒转化到大肠杆菌Rosetta中,IPTG诱导异源表达,经镍柱亲和层析纯化融合蛋白后免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。利用免疫印迹检测NbPTP2在成熟孢子中的表达情况,并通过间接免疫荧光试验(IFA)分析NbPTP2在家蚕微孢子虫成熟孢子中的定位特征。【结果】成功克隆并获得长为834 bp的NbPTP2基因序列,该蛋白编码278个氨基酸残基,理论分子质量为30.9 kD,等电点为9.39,无跨膜结构域,N端存在信号肽,具有潜在的磷酸化修饰位点。系统进化树分析结果显示,家蚕微孢子虫NbPTP2与西方蜜蜂微孢子虫NaPTP2、东方蜜蜂微孢子虫NcPTP2的亲缘关系最近。Western blot结果表明,NbPTP2编码的蛋白质在成熟孢子的孢子总蛋白中有表达,分子量大小约为39 kD。IFA定位特征分析结果显示,NbPTP2能定位于家蚕微孢子虫的整条极管上,证实其为一种极管蛋白。【结论】明确了NbPTP2与其他微孢子虫极管蛋白2的亲缘关系,NbPTP2在成熟家蚕微孢子虫中有表达,且能定位于微孢子虫发芽后的整条极管上。研究结果可为极管的结构解析与极管蛋白功能的研究提供依据。

家蚕微孢子虫极管蛋白1(NbPTP1)在果蝇S2细胞中的表达与糖基化修饰

极管蛋白(Polar tube protein)是极管的主要成分,能特异性定位于微孢子虫极管,在微孢子虫侵染宿主过程中发挥重要作用。文中分析了家蚕微孢子虫极管蛋白1中潜在的O-、N-糖基化修饰位点,克隆了家蚕微孢子虫极管蛋白1全基因序列,并将其插入带有V5和His标签的真核表达载体pMT/Bip/V5-His A中,成功构建了pMT/Bip/V5-His A-NbPTP1重组质粒,经转染果蝇S2细胞后,发现NbPTP1基因能在果蝇细胞中高效表达。此外,Lectin blotting和β-消除反应分析结果表明:果蝇S2细胞内表达的NbPTP1具有O-糖基化修饰特征。以上结果为研究NbPTP1的糖基化修饰特征与其功能之间的关系提供了基础,有助于揭示微孢子虫侵染机制,建立可行有效的微孢子虫病诊断和防治措施。