豆浆成分对Bowman-Birk胰蛋白酶抑制剂热失活程度的影响

建立葡萄糖+Bowman-Birk胰蛋白酶抑制剂(Bowman-Birk inhibitor,BBI)、果糖+BBI和大豆蛋白+BBI模型体系考察还原糖、大豆蛋白及热处理3个因素对BBI热失活的贡献程度。结果显示:未加热条件下,葡萄糖有增强BBI活性的作用,果糖无此作用。加热条件下,还原糖对BBI的胰蛋白酶抑制活性(trypsin inhibitor activity,TIA)影响很大,而对胰凝乳蛋白酶抑制活性(chymotrypsin inhibitor activity,CIA)影响非常小;葡萄糖对BBI的TIA影响程度比果糖大;大豆蛋白对BBI的CIA影响程度大于TIA;BBI可与大豆球蛋白的碱性肽链形成二聚体,也可与大豆球蛋白形成多聚体;BBI可形成二聚体。在还原糖、大豆蛋白和BBI质量浓度均为2 mg/mL的情况下(沸水浴3 h),对于TIA失活:葡萄糖>热诱导构象改变>果糖>大豆蛋白;对于CIA失活:大豆蛋白>热诱导构象改变>葡萄糖/果糖。

Bowman-Birk蛋白酶抑制剂的体外和动物模型实验抗癌实验研究进展(英文)

Bowman-Birk蛋白酶抑制剂(BBI)是一种植物丝氨酸蛋白酶抑制剂,能同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。体外及动物实验都证实:BBI纯品或BBI浓缩物均有较强的抗癌活性。本文综述了近年来有关BBI的一些抗癌研究进展,包括BBI的结构、临床前研究及可能的分子机制等。

绿豆胰蛋白酶抑制剂BBI诱导肺腺癌A549细胞凋亡

研究了绿豆胰蛋白酶抑制剂BBI对人肺腺癌A549细胞增殖抑制作用和对肺腺癌A549细胞凋亡的影响.结果显示:绿豆BBI对人肺腺癌A549细胞的增殖有明显抑制作用,绿豆BBI可以促使人肺腺癌A549细胞出现明显的染色质浓缩和凋亡小体,诱导人肺腺癌A549细胞的凋亡.说明绿豆BBI能抑制人肺腺癌A549细胞增殖、诱导人肺腺癌A549细胞凋亡,为绿豆BBI抗肿瘤效应提供了依据.

重组Bowman-Birk型大豆胰蛋白酶抑制剂的性质及抑制机理

利用大肠杆菌表达系统,成功表达并纯化获得了重组Bowman-Birk型大豆胰蛋白酶抑制剂(rBBTI)。对比研究了天然Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制剂(BBTI)和rBBTI的酶学性质和稳定性,以及分别抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶的抑制动力学。结果表明:rBBTI和BBTI都有较好的热稳定性,pH对rBBTI的活性影响较大;rBBTI和BBTI抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶的最适条件分别为pH 8、25℃和pH 9、16℃;二者的抑制机理相同,抑制胰蛋白酶时表现为典型的反竞争性抑制作用,而抑制糜蛋白酶时表现为典型的非竞争性抑制作用;rBBTI和BBTI对胰蛋白酶的抑制效率均高于对糜蛋白酶的抑制效率,但rBBTI抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶的效率略低于BBTI。

香蕉BBI型蛋白酶抑制剂(MaBBI1)的诱导、变性和复性

BBI(Bowman-Birk protease inhibitor)是一种富含半胱氨酸的植物蛋白酶抑制剂,其抑制的蛋白酶主要包括胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶等丝氨酸蛋白酶。以从香蕉(Musa acuminata L.cv.Brazilian)根中提取的总RNA逆转录成的c DNA为模板,根据NCBI公布的野生型马来西亚蕉(Musa acuminata subsp.Malaccensis)BBI基因(收录号:XM_009415512)的序列设计引物,克隆了1个BBI型蛋白酶抑制剂基因(MaBBI1)。MaBBI1基因大小为381 bp,编码126个氨基酸,包括12个半胱氨酸(9.5%),将该基因构建到载体p GEX-6P-1上转化大肠杆菌Rossetta菌株进行重组蛋白GST-MaBBI1的诱导表达。在IPTG诱导3 h后,一个预测分子量为40.8953 ku的GST-MaBBI1融合蛋白被大量表达。IPTG诱导后的GST-MaBBI1融合蛋白是不溶的并累积成包涵体,通过对包涵体进行变性和复性的方法得到可溶的GST-MaBBI1融合蛋白,为进一步在体外研究该蛋白的功能奠定基础。

黑豆种子中一种耐热型胰蛋白酶抑制剂的分离及性质表征

应用硫酸铵分级沉降、弱阳交换色谱CM-Sephadex C-50、凝胶过滤色谱Sephacryl S-200HR、强阳离子高效液相色谱POROS HS-20,从黑豆种子中分离纯化一种耐热型蛋白酶抑制剂,命名为TSTI.该蛋白的N末端序列为DEYSKPCCDLCMCTRRCPPQ,与豆科植物Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制剂具有高度同源性,推测其属于Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制剂.SDS-PAGE和IEF测出TSTI分子量和等电点分别为23.9 kD和6.2.TSTI对胰蛋白酶有很强的抑制作用,当二者摩尔比达到1时,胰蛋白酶活力被完全抑制.此外,该蛋白酶抑制剂具有很强的热稳定性和pH稳定性,在高达100℃温度及pH2-12范围内处理,其活性均不会受到太大影响.TSTI对植物致病菌苹果轮纹病菌、瓜果腐霉病菌、白菜黑斑病菌、甜瓜枯萎病菌和葡萄灰霉病菌具有抑制作用.

食源性蛋白酶抑制剂结构与功能

食源性蛋白酶抑制剂(foodborne protease inhibitors,FPI)来源广泛,且种类繁多,研究分析这些FPI的特异性结构与其生理功能之间的关系具有十分重要的意义。该文首先综述蛋白酶抑制剂的来源、分类和作用机理;另外详细说明3种FPI(包括:Bowman-Birk型、Kunitz型以及Kazal型蛋白酶抑制剂等)命名的由来和其在结构上的区别,这些种类的FPI不仅可调节控制生物机体的蛋白质水解过程,同时还具有诸如调节机体防御、抗肿瘤、抗炎、抗凝血、预防肥胖等生理作用。

BBI阻断LPS对肠道上皮细胞间紧密连接蛋白的抑制作用

目的探讨大豆来源的蛋白酶抑制剂(BBI)是否能阻断脂多糖(LPS)对肠道上皮细胞间紧密连接蛋白的下调作用及其机制。方法用CCK8试剂盒检测LPS和BBI对HT-29细胞的毒性作用。用BBI预处理HT-29细胞6 h,再用LPS刺激,分别用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法(Western Blot)检测细胞紧密连接蛋白(ZO-1,Occludin)、TLR4及MyDD8的表达;通过Western Blot检测NF-κB的激活。结果LPS 1 000 ng/mL和BBI1 000μg/mL对HT-29细胞均无毒性作用。LPS可显著地上调HT-29细胞TLR4表达,且上调作用具有时间与剂量效应;能明显下调紧密连接蛋白的表达,其下调作用与LPS浓度成正比;能明显激活NF-κB,且具有剂量效应;LPS对HT-29细胞的这种作用可被BBI显著地抑制。结论通过抑制LPS诱导的肠道上皮细胞TLR4的表达和NF-κB的活化,BBI能显著地阻断LPS对肠道上皮细胞间紧密连接蛋白的抑制作用。

BBI抑制LPS诱导的肠道上皮细胞炎性因子的表达

目的探讨大豆来源的胰蛋白酶抑制剂(BBI)对LPS诱导的肠道上皮细胞炎性因子表达的抑制作用及其机制。方法用MTT法检测LPS和BBI对肠道上皮细胞的毒性作用。先用BBI预处理肠道上皮细胞,再用LPS刺激,采用实时荧光定量PCR检测细胞内炎性因子(TNF-α、IL-1β、IL-8和MCP-1)的表达,通过NF-κB-luc荧光素酶质粒和蛋白质印迹法(Western Blot)检测NF-κB的活性。结果 LPS最大浓度(10 000 ng/mL)和BBI最大浓度(1 000μg/mL)对细胞均无毒性作用。LPS处理可显著地上调肠道上皮细胞炎性因子(TNF-α、IL-1β、IL-8和MCP-1)的表达,其上调作用和LPS的浓度成正相关;LPS处理肠道上皮细胞3 h后炎性因子表达最高,随时间延长有所下降;LPS对肠道上皮细胞炎性因子的上调作用具有剂量和时间效应;BBI预处理肠道上皮细胞6 h时,BBI对LPS诱导肠道上皮细胞炎性因子表达的抑制作用最明显,且具有剂量效应。结论通过对肠道上皮细胞内NF-κB的抑制,BBI能够显著地抑制LPS诱导炎症因子的表达。

水稻Bowman-Birk蛋白酶抑制剂基因OsWIP1-2的诱导表达及其抑制活性

克隆了水稻的WIP1基因,该基因属于Bowman-Birk蛋白酶抑制剂(BBI)家族.RNA杂交实验结果显示该基因的表达受伤害和茉莉酮酸的诱导,表明它在植物防御反应中起着重要的作用.将此基因克隆到表达载体pET28a,并在大肠杆菌中表达融合蛋白.分别用胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶为底物检测纯化的融合蛋白的抑制活性,发现融合蛋白具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性,但没有对胰蛋白酶的抑制活性;同时发现融合蛋白C端的融合残基对蛋白酶抑制活性有重大影响,具有C端(His)6纯化标签的融合蛋白不具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性,而有天然C端序列的融合蛋白具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性,这暗示了过长的C末端序列可能会影响WIP1蛋白的正确折叠.蛋白酶抑制活性分析表明水稻Bowman-Birk抑制剂家族的成员可能在结构和功能上均发生了分化.

大豆胰蛋白酶抑制剂Bowman-Birk基因家族新等位变异分析

大豆胰蛋白酶抑制剂主要有Kunitz型胰蛋白酶抑制剂(KTi)和Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制剂(BBI).BBI家族已经克隆的有BBI-A,BBI-C和BBI-D三类抑制剂,而KTi型家族包含有Tia,Tib,Tic,Tid,Tie,Tif,Tis和ti共8个多基因共显性控制单位点的多态类型及KTi1/2,KTi3等成员.本研究对大豆品种"绥农14"鼓粒期籽粒cDNA文库随机测序,组装出的175个contigs(或singletons),大豆胰蛋白酶抑制剂有关的contigs有17个,其中12个序列组装成的4个contigs,如contig5,contig35,contig8和contig9分别与BBI家族成员BBI-A1,BBI-A2,BBI-C和BBI-D有关,序列之间的相似性达到98%以上,均包含完整的可读框(ORF),并且存在新的等位变异,通过cDNA和基因组PCR扩增,克隆了BBI家族4个成员,证实了新等位变异的存在.通过比较分析籽粒形成时期的cDNA文库,发现大豆胰蛋白酶抑制剂基因表达随籽粒的发育和成熟而呈现由低到高变化趋势.大豆、水稻、花生、玉米和豇豆的Bowman-Birk蛋白酶抑制剂基因的序列聚类分析,表明禾谷类和豆科植物BBI家族具有共同的祖先.

水稻中一个25 kD Bowman-Birk蛋白酶抑制剂的表达和抑制活性分析

水稻Bowman-Birk蛋白酶抑制剂(RBBI)在体外是胰蛋白酶抑制剂,有的有1个同源结构域(8kD),有的有2个同源结构域(16kD).本研究发现,在水稻体内存在带有3个同源结构域的RBBI(25kD),而且RBBI受发育和伤害调控.体外实验发现,3:13二硫键(而不是4:5二硫键)可抑制胰蛋白酶的活性;而RBBI3-1的D3结构域对胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、木瓜蛋白酶和枯草芽孢杆菌素没有抑制活性.突变实验表明,改变D1结构域N端的P1位点(把Lys突变为Leu)并不能获得对胰凝乳蛋白酶的抑制活性,这表明RBBI3-1的D1结构域反应回环阻碍了P1位点获得新的抑制活性;而对胰凝乳蛋白酶的抑制活性可能还需要其他结构(比如3:13二硫键)的参与.

大豆BBi基因ihpRNA种子特异性表达载体的构建

【目的】构建具有大豆蛋白酶抑制剂BBi基因反向重复结构的ihpRNA种子特异性表达载体,并将其转入根癌农杆菌中,为大豆品质改良奠定基础。【方法】采用PCR技术克隆大豆蛋白酶抑制剂BBi基因的正义和反义片段、大豆种子特异性启动子7αP和作为内含子的GFP基因片段,分别连入克隆载体pMD18-T Vector中。然后根据植物中ihpRNA原理,以植物表达载体pCAMBIA1301为基础,将组成RNAi载体的4个目的片段分别连入其中,然后利用冻融法转化根癌农杆菌,并进行PCR鉴定。【结果】PCR扩增得到组成RNAi载体的4个目的片段,分别构建成重组克隆载体和ihpRNA种子特异性表达载体p7αP-GFP-BBiS,并转化得到含有p7αP-GFP-BBiS的农杆菌EHA101和EHA105。【结论】成功构建了具有BBi基因反向重复结构的ihpRNA种子特异性表达载体p7αP-GFP-BBiS,BBi基因的ihpRNA表达框架成功转入到农杆菌中。

小分子蛋白酶抑制剂及多肽毒素的研究回顾

对以往小分子蛋白酶抑制剂及多肽毒素的研究成果作一历史性回顾,重点介绍了Bowman-Birk家族的绿豆胰蛋白酶抑制剂,对此抑制剂的Lys活性功能区作了解析.它是双头抑制剂,有两个功能区,用蛋白与基因测序、基因表达、突变、肽段合成等手段证实,其核心结构是一个由两个相连九元环组成的16肽,与天然14环肽的向日葵抑制剂极类似.另一深入研究的抑制剂是27肽的天花粉胰蛋白酶抑制剂,属于南瓜族,介绍了该家族的基因序列.多肽毒素的研究包括蝎毒毒素及芋螺毒素.本文介绍了多种东亚马氏钳蝎新的钾通道毒素,有的是钙离子依赖的BK或SK钾通道毒素,有的是电压门控毒素,有的具有两个不同的功能区,阐明了它们的构效关系.表达的重组蝎氯毒素有望用于恶性胶质瘤的治疗.芋螺毒素分子量小、序列多变、功能广泛,有更好的应用前景.从中国南海16种芋螺中纯化了50个结构新的芋螺毒素,克隆了134个新基因;确定了3个新超家族,命名为V,Y,K超家族;研究发现,在某些芋螺毒素一级结构中有新的二硫键骨架和二硫键配对、独特的模板(motif)、氨基酸的D型化等;分析了A超家族的基因组结构,在内含子的3′端有一非常保守的序列,可用作引物克隆更多新的芋螺毒素基因;阐明了个别芋螺毒素的生理功能.

玉米受伤诱导基因Wip1的启动子克隆及表达分析

【目的】植物蛋白酶抑制剂是抵抗动物摄食和病原侵染的重要防御蛋白。玉米Wip1(wound-induced protein)基因属于Bowman-Birk蛋白酶抑制剂(BBI)家族,了解Wip1(wound-induced protein)的启动子活性和Wip1组织表达特性、受胁迫诱导表达情况和在不同受伤时间下的表达模式,为抗虫基因在植物中应用提供新信息。【方法】以玉米叶片组织的cDNA为模板,采用克隆测序技术获得Wip1启动子序列和该基因的cDNA序列。将所得启动子与植物表达载体p1300连接,构建重组表达载体p1300-Wip1-GUS,并采用冻融法将其转入农杆菌LBA4404中。利用农杆菌介导的瞬时表达体系在玉米愈伤组织中对Wip1启动子的表达活性进行分析。利用热酚法提取玉米相应组织的总RNA,纯化后于含甲醛的变性胶中电泳分离,并将RNA转移到尼龙膜上,用[α-32P]dCTP标记探针的Northern blot技术对Wip1在玉米不同组织、不同胁迫条件、不同受伤时间下的表达模式进行分析。【结果】获得的启动子序列全长1 737 bp,cDNA全长512 bp。将含有重组质粒p1300-Wip1-GUS的农杆菌侵染玉米愈伤组织,3 d后,GUS染色显示侵染部位变蓝,说明所克隆的启动子在玉米愈伤中能启动GUS正常表达。基于Northern blot技术的植物组织表达结果显示,正常情况下,Wip1仅在胚芽鞘中有一定的表达,在受伤后的胚芽鞘、根、茎、叶、雌穗、雄穗、花丝及苞叶中均大量表达;在所设置的胁迫处理时间(2 h)内,Wip1不受缺氧、低温、脱水、PEG、ABA、NaCL和IAA胁迫诱导,仅受伤害胁迫诱导表达;Wip1在玉米叶片受伤胁迫下,玉米叶片受伤2 h时,检测到了Wip1表达,4—24 h时表达量迅速提高且处于持续增加趋势。【结论】玉米Wip1特异地受机械伤害诱导表达;Wip1启动子是一种有效的伤害诱导特异性启动子。

大豆KTi基因和BBi基因双价RNAi表达载体的构建

以KTi基因的ihpRNA种子特异性表达载体p7αP-GUS-KTiS为模板,采用PCR技术克隆含有KTi基因的完整ihpRNA构件,并将其克隆到pMD18-T载体,对重组子进行PCR检测和限制性内切酶分析,并进行序列比对;然后以BBi基因ihpRNA种子特异性表达载体p7αP-GFP-BBiS为基础,利用限制性内切酶BstⅪ单酶切,将KTi基因的完整ihpRNA构件连入其中。最后利用冻融法转化根癌农杆菌,并进行PCR鉴定。结果表明:PCR扩增得到含有KTi基因的完整ihpRNA构件,构建成重组克隆载体pMD18-T-KRNAi,并构建成双价ihpRNA种子特异性表达载体pKTi-BBi-RNAi,并转化得到含有pKTi-BBi-RNAi的农杆菌EHA105。成功构建同时具有大豆胰蛋白酶抑制剂KTi基因和BBi基因的双价RNAi种子特异性表达载体,KTi基因和BBi基因的ihpRNA表达框架成功转入农杆菌中。