甜菜夜蛾肠粘蛋白cDNA基因的分子克隆与序列分析

【目的】围食膜(peritrophic membrane,PM)是衬托于昆虫中肠内的一种无脊椎动物特有的几丁质—蛋白复合结构,它能够促进食物消化,保护消化道免受微生物入侵。昆虫肠粘蛋白(ⅡM)是其重要组分之一。因此,作为中肠防御系统的PM已成为害虫生物防治的新靶标。分离和鉴定甜菜夜蛾肠粘蛋白基因cDNA。【方法】以甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)中肠为材料,依据stratagene公司试剂盒方法,构建甜菜夜蛾中肠cDNA表达文库。依据现代免疫学原理,利用粉纹夜蛾肠粘蛋白特异性多克隆抗体(anti-ⅡMantiserum)筛选该文库。【结果】cDNA表达文库滴度为8.51×106pfu/ml,重组率为99.97%。筛选文库得到一个编码甜菜夜蛾肠粘蛋白的cDNA克隆SeⅡM-8。核酸序列分析显示,该cDNA长为2234bp,在polyA末端上游24bp处有一个多聚腺苷酸信号序列AAATTA。最长读码框(ORF)编码714个氨基酸,与粘虫肠粘蛋白(Mamestra configurata intestinal mucin)序列相似性为42%。结构域分析表明,它具有5个几丁质结合功能域;一个富含苏氨酸类粘蛋白结构域,重复序列为TTTQAPTTT,高度O-联糖基化;一个天冬氨酸富集区,序列DDDKPGCNGNCPE重复达12次,该区域在已知的昆虫肠粘蛋白中属首次发现。与已知肠粘蛋白比较,推测其5′端还应包括信号肽序列和几丁质结合功能域的未知序列。SeⅡM-8基因在GenBank登录号为EU047712。【结论】从本研究构建的高质量甜菜夜蛾中肠cDNA表达文库中筛选得到一个新的围食膜蛋白基因SeⅡM-8。

甜菜夜蛾羧酸酯酶基因cDNA的克隆、表达及序列分析

羧酸酯酶是昆虫体内重要的解毒酶系之一,与昆虫抗药性产生相关。利用粉纹夜蛾Trichoplusia ni(Hübner)肠粘蛋白多克隆抗体免疫筛选甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)中肠cDNA表达文库,得到编码羧酸酯酶的全长cDNA克隆。该cDNA克隆全长1812bp(GenBank登录号EF580101),开放阅读框长1605bp,编码535个氨基酸。该蛋白活性中心包括3个氨基酸残基(催化三联体):Ser186,Glu319和His443,3个N-联糖基化位点,具备羧酸酯酶的结构特征,属羧酸酯酶家族(EC:3.1.1.-)。将该基因与pQE30载体重组,经IPTG诱导,spot-blot鉴定,蛋白获得了表达;以α-醋酸萘酯为底物,检测表达的羧酸酯酶活性为1.3nmol/100μL酶液。

美国白蛾几丁质脱乙酰酶1(HcCDA1)的克隆表达与酶活测定

利用RACE-PCR方法,扩增得到编码美国白蛾Hyphantria cunea Drury几丁质脱乙酰酶基因Hc CDA1。将该基因分别在大肠杆菌BL21和毕赤酵母细胞Pichia pastoris GS115表达。经诱导表达后,Western blot分析表明Hc CDA1在大肠杆菌中成功表达61.8 k D的蛋白,符合预期大小;在毕赤酵母GS115中成功表达80 k D蛋白。酶活性试验显示酵母细胞中表达的重组蛋白酶活力为1.685 U/m L。本研究利用毕赤酵母成功表达具有酶活力的重组Hc CDA1蛋白,为进一步明确该蛋白的生理功能提供条件。