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家蚕微孢子虫极管蛋白2(NbPTP2)的表达、纯化和定位特征

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中国农业科学 2019年第10期52卷 1830-1838页

作者：易敏吕青刘柯柯王礼君吴玉娇周泽扬龙梦娴西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室/微孢子虫感染与防控重庆市重点实验室西南大学生物技术学院

【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(N... 详细信息

【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。

关键词：家蚕家蚕微孢子虫极管蛋白2 原核表达定位分析

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

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生物工程学报 2018年第9期34卷 1460-1468页

作者：龙梦娴谭瑶瑶刘柯柯吴玉娇吕青潘国庆周泽扬西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室重庆400715 重庆师范大学生命科学学院重庆400047

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... 详细信息

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。

关键词：极管蛋白1 果蝇S2细胞糖基化家蚕微孢子虫

家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白的原核表达及间接免疫荧光定位分析

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昆虫学报 2014年第3期57卷 300-307页

作者：党晓群林立鹏李春峰潘国庆李田龙梦娴周泽扬重庆师范大学动物生物学重点实验室重庆401331 西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室重庆400716

【目的】家蚕微孢子虫Nosema bombycis ADP/ATP转运蛋白可能参与搬运宿主细胞的能量。本研究克隆家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白基因,并进行原核表达、抗体制备及间接免疫荧光定位,为控制和防治家蚕微粒子病提供理论基础。【方法】通过同... 详细信息

【目的】家蚕微孢子虫Nosema bombycis ADP/ATP转运蛋白可能参与搬运宿主细胞的能量。本研究克隆家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白基因,并进行原核表达、抗体制备及间接免疫荧光定位,为控制和防治家蚕微粒子病提供理论基础。【方法】通过同源序列比对鉴定家蚕微孢子虫*** ADP/ATP转运蛋白序列,采用生物合成的方法将编码3段面向膜内侧肽段的核酸序列拼接合成,在其两端引入BglⅡ和SalⅠ酶切位点,克隆至pUC57载体并测序,再亚克隆至含有二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase,DHFR)标签的表达载体pQE40中,然后利用BamHⅠ和SalⅠ酶切获得含有DHFR标签的重组序列,并连接至pET30a(+)载体中进行诱导表达。通过SDSPAGE、镍柱亲和层析和免疫印迹法鉴定表达蛋白,利用间接免疫荧光对ADP/ATP转运蛋白的分布进行检测。【结果】家蚕微孢子虫的ADP/ATP转运蛋白编码序列(GenBank登录号为EOB13854.1)全长1 524 bp,编码蛋白含有507个氨基酸残基,预测分子质量为59 kDa,等电点为9.35。具有12个跨膜结构域和TLC结构域,其中TLC结构域含有4个功能保守位点。与蜜蜂微孢子虫的ADP/ATP转运蛋白比较,氨基酸序列一致性达30%。系统进化分析表明微孢子虫ADP/ATP转运蛋白聚为一类,具有共同的起源。成功构建了NbADP/ATP-△TM-DHFR-pET30a原核表达重组质粒,目的基因获得表达,其融合蛋白分子量约为37 kDa,纯化重组蛋白并制备了多克隆抗体。免疫印迹分析表明,成熟微孢子虫中表达ADP/ATP转运蛋白;间接免疫荧光定位结果显示,家蚕微孢子虫孢子ADP/ATP转运蛋白定位于孢子质膜上。【结论】本研究将为阻断微孢子虫能量来源,达到控制和防治家蚕微粒子病提供新的思路。

关键词：家蚕微孢子虫 ADP ATP转运蛋白原核表达免疫印迹亚细胞定位

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家蚕微孢子虫孢壁蛋白与其发芽的相关性

动物学报 2008年第6期54卷 1068-1074页

作者：谭小辉潘国庆吴正理李艳红张瑞芝许金山周泽扬西南大学蚕桑学重点实验室重庆400716 重庆师范大学生命科学学院重庆400047

为了研究孢壁蛋白与家蚕微孢子虫发芽(孢原质弹出)的相关性,我们采用碳酸钾诱导微孢子虫体外发芽结合密度梯度离心的方法(简称GDGC法),收集纯化发芽后的孢子空壳(简称孢壳),对发芽液、纯化的孢壳及成熟孢子的孢壁蛋白组分进行了分析。... 详细信息

为了研究孢壁蛋白与家蚕微孢子虫发芽(孢原质弹出)的相关性,我们采用碳酸钾诱导微孢子虫体外发芽结合密度梯度离心的方法(简称GDGC法),收集纯化发芽后的孢子空壳(简称孢壳),对发芽液、纯化的孢壳及成熟孢子的孢壁蛋白组分进行了分析。结果表明:GDGC法可以获得高纯度孢壳,计算出其密度为1.130g/cm3;与发芽前成熟孢子提取的孢壁蛋白相比,空孢壳可以提取到主要孢壁蛋白SWP32、SWP30、SWP25,同时发现SWP32、SWP25丰度有所降低;结合碳酸钾发芽液的蛋白电泳分析,发现孢壳上丰度降低的SWP32在发芽液蛋白样品中存在,LC-MS/MS数据分析也发现SWP32、SWP30、SWP25在碳酸钾处理液中都有存在;而用碳酸钾溶液处理冷冻孢子时,未观察到发芽现象,电泳结果显示此时K2CO3溶液中只有SWP30条带,说明在碳酸钾溶液诱导的发芽过程中SWP32和SWP25从孢壳上脱落可能与发芽相关而不是被碱性的碳酸钾溶解下来的。

关键词：家蚕微孢子虫孢壳孢壁蛋白发芽宿主病原互作

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家蚕微孢子虫海藻糖酶3的表达、定位及功能

昆虫学报 2020年第6期63卷 727-734页

作者：张轶岭李俊昊宁嘉兴 Bismark KYEI 沈中元江苏科技大学生物技术学院江苏镇江212018

【目的】本研究旨在初步明确家蚕微孢子虫Nosema bombycis海藻糖酶3(NbTre3)的功能,为家蚕Bombyx mori微粒子病的防治提供理论依据和线索。【方法】通过PCR扩增NbTre 3,构建原核表达载体pET28a-NbTre 3;经IPTG诱导在大肠杆菌Escherichia... 详细信息

【目的】本研究旨在初步明确家蚕微孢子虫Nosema bombycis海藻糖酶3(NbTre3)的功能,为家蚕Bombyx mori微粒子病的防治提供理论依据和线索。【方法】通过PCR扩增NbTre 3,构建原核表达载体pET28a-NbTre 3;经IPTG诱导在大肠杆菌Escherichia coli中表达重组蛋白NbTre3,Western blot检测目的蛋白;Ni柱亲和层析法对重组蛋白NbTre3进行纯化,用获得的NbTre3免疫新西兰兔制备多克隆抗体;利用间接免疫荧光技术对成熟家蚕微孢子虫中的NbTre3进行定位;qRT-PCR检测家蚕微孢子虫感染家蚕5龄起蚕后不同时间中肠中NbTre 3的转录水平;通过分别注射siRNA-1,siRNA-2和siRNA-3进行RNAi,qRT-PCR检测RNAi后不同时间感染家蚕微孢子虫的家蚕5龄起蚕中肠中NbTre 3和16S rRNA的转录水平。【结果】成功纯化并获得重组目的蛋白NbTre3,大小约为34 kD。免疫新西兰兔后,收集血清,纯化获得NbTre3多克隆抗体,经Western blot鉴定正确。间接免疫荧光结果显示NbTre3主要分布在成熟家蚕微孢子虫孢原质中。qRT-PCR结果表明,家蚕微孢子虫感染后6 h时家蚕5龄起蚕中肠中NbTre3的表达量最高;siRNA抑制NbTre 3的表达后,家蚕微孢子虫16S rRNA的转录水平没有明显的变化。【结论】结果提示NbTre3可能在家蚕微孢子虫感染初期的发芽过程中发挥重要的作用。

关键词：家蚕微孢子虫海藻糖酶原核表达 RNA干扰 qRT-PCR

家蚕微孢子虫中小RNAs的全基因组鉴定与分析(英文)

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昆虫学报 2015年第11期58卷 1213-1221页

作者：潘秋玲李田何强马振刚范晓东张小燕王艳丽周泽扬许金山重庆师范大学生命科学学院重庆401331 西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室重庆400716

【目的】家蚕Bombyx mori微粒子病是蚕业生产上的毁灭性病害,家蚕微孢子虫Nosema bombycis是该病的病原,可经卵垂直传播和经口水平传播。为了探索家蚕微孢子虫中对重复元件的抵御以及对基因转录调控的潜在方式,本研究拟在基因组水平上... 详细信息

【目的】家蚕Bombyx mori微粒子病是蚕业生产上的毁灭性病害,家蚕微孢子虫Nosema bombycis是该病的病原,可经卵垂直传播和经口水平传播。为了探索家蚕微孢子虫中对重复元件的抵御以及对基因转录调控的潜在方式,本研究拟在基因组水平上对该物种的小RNAs进行全面系统的分析,鉴定与转座子相关的小RNAs和潜在的miRNAs。【方法】从感染家蚕微孢子虫的家蚕中肠中提取总RNA,分离小片段RNA并反转录后,进行Solexa高通量测序。通过生物信息学方法对小RNAs进行分类及功能注释,鉴定起源于家蚕微孢子虫不同类型转座子的小RNAs,并对潜在的miRNA进行预测分析。【结果】家蚕微孢子虫小RNAs的长度主要是24和25 nt,其中大部分序列表现出5'末端的尿嘧啶偏好性。家蚕微孢子虫中存在丰富的与转座子相关联的小RNAs,并且与转座子标准序列匹配的反义小RNAs明显多于正义小RNAs。同时,鉴定获得了31个候选miRNAs,部分为Nosema属的其他孢子虫中所共有,暗示其在微孢子虫基因组进化上具有保守性。【结论】首次鉴定到家蚕微孢子虫的转座子相关性小RNAs,暗示小RNAs在家蚕微孢子虫基因组对转座子防御过程中起到作用,31个潜在的miRNAs为家蚕微孢子虫miRNAs的功能验证提供了后续靶标。

关键词：家蚕微孢子虫小RNA 转座子 miRNA 基因组

家蚕微孢子虫感染对家蚕BmN细胞凋亡以及凋亡蛋白抑制因子IAPs表达的影响

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微生物学报 2017年第12期57卷 1888-1897页

作者：朱峰肖圣燕张永红邵榆岚唐芬芬陈世良白兴荣云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所云南蒙自661101

【目的】在无任何外界凋亡因素诱导条件下,探究家蚕微孢子虫感染对家蚕卵巢细胞-BmN凋亡的影响,以及凋亡蛋白抑制因子IAPs实相表达的变化情况。【方法】显微镜下观察家蚕微孢子虫感染BmN细胞后不同时间段宿主细胞的变化情况,以及利用荧... 详细信息

【目的】在无任何外界凋亡因素诱导条件下,探究家蚕微孢子虫感染对家蚕卵巢细胞-BmN凋亡的影响,以及凋亡蛋白抑制因子IAPs实相表达的变化情况。【方法】显微镜下观察家蚕微孢子虫感染BmN细胞后不同时间段宿主细胞的变化情况,以及利用荧光定量PCR方法检测家蚕促凋亡基因——细胞色素C(BmCyt c)表达水平的变化,随后检索家蚕基因组与蛋白质家族数据库搜寻家蚕凋亡蛋白抑制因子IAPs基因信息,并通过荧光定量PCR方法对这些基因的实相表达情况进行定量分析。【结果】家蚕微孢子虫感染BmN细胞的前5 d,细胞状态未见明显变化。感染后7 d,BmN细胞的生长受到了一定程度的影响。第12天时,对照组中几乎所有细胞出现空泡化或细胞死亡的现象,而感染家蚕微孢子虫的BmN细胞未见空泡的出现,并且大量细胞形态完整,细胞核清晰可见。同时,BmCyt c基因的表达几乎一直处于被抑制状态,特别是感染后的第10天与第12天,该基因的表达量显著性降低(P家蚕凋亡蛋白抑制因子:BmIAP-1、BmIAP-2、BmSurvivin-1与BmSurvivin-2。荧光定量PCR结果表明:BmIAP-1和BmSurvivin-1基因在感染后期(10 d与12 d)表达量有上升趋势,尤其是感染后的12 d,表达量显著上升(P家蚕微孢子虫感染BmN细胞后可影响宿主细胞的生长,并可抑制细胞的正常生理凋亡。依据荧光定量PCR结果,我们推测在家蚕微孢子虫感染BmN细胞时,BmIAP-1和BmSurvivin-1蛋白可能在调节细胞凋亡的过程中起一定作用。

关键词：家蚕卵巢细胞家蚕微孢子虫细胞凋亡家蚕凋亡蛋白抑制因子荧光定量PCR

家蚕微孢子虫与家蚕ECH1和GAPDH蛋白的相互作用

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昆虫学报 2017年第1期60卷 45-52页

作者：安欢迎王琴李治党晓群周泽扬王林玲重庆师范大学生命科学学院重庆401331

【目的】在分子层面上研究家蚕微孢子虫Nosema bombycis与家蚕Bombyx mori蛋白的相互作用,初步探讨家蚕微孢子虫向家蚕细胞能量中心靠近的原因。【方法】采用Far-western blot分析与家蚕微孢子虫具有相互作用的家蚕中肠蛋白,质谱鉴定筛... 详细信息

【目的】在分子层面上研究家蚕微孢子虫Nosema bombycis与家蚕Bombyx mori蛋白的相互作用,初步探讨家蚕微孢子虫向家蚕细胞能量中心靠近的原因。【方法】采用Far-western blot分析与家蚕微孢子虫具有相互作用的家蚕中肠蛋白,质谱鉴定筛选出候选蛋白。PCR扩增候选蛋白的基因,连接到p ET30a载体并转入大肠杆菌Escherichia coli DH5α感受态细胞培养,测序选取正确的3个重组质粒,转化到大肠杆菌*** BL21感受态细胞中诱导表达候选蛋白,亲和层析柱纯化候选蛋白,制备多克隆抗体。用免疫共沉淀和间接免疫荧光技术验证候选蛋白与家蚕微孢子虫的相互作用。【结果】Far-western blot筛选到的anti-SWP9和anti-SWP5抗体与感染家蚕微孢子虫的家蚕中肠总蛋白的PVDF膜孵育,分别在26 k D和34 k D处检测到一条特异条带,说明家蚕微孢子虫与26 k D和34 k D的家蚕中肠蛋白发生了相互作用。对质谱鉴定结果进行蛋白质的分子量、肽段数以及功能的分析,筛选出与家蚕微孢子虫相互作用的候选家蚕蛋白烯酰辅酶A水合酶(ECH1)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)和3-羟酰辅酶A脱氢酶(HCDH)。利用制备的能够特异识别ECH1,GAPDH和HCDH 3种蛋白的多克隆抗体anti-ECH1,anti-GAPDH和anti-HCDH进行免疫共沉淀,证实了家蚕微孢子虫与家蚕中肠蛋白ECH1和GAPDH具有相互作用;间接免疫荧光分析结果进一步说明GAPDH能与家蚕微孢子虫特异性结合。【结论】家蚕微孢子虫可以和家蚕蛋白ECH1和GAPDH特异性结合。由于ECH1是定位于线粒体膜上的脂肪酸β-氧化的关键酶,GAPDH是糖酵解途径的关键酶,推测家蚕微孢子虫可能通过和家蚕ECH1和GAPDH的相互作用,在空间上靠近宿主细胞的线粒体和糖酵解途径,便于摄取宿主细胞脂肪酸β-氧化和糖酵解途径产生的中间产物和ATP,满足家蚕微孢子虫的物质和能量需求。

关键词：家蚕微孢子虫家蚕中肠蛋白烯酰辅酶A水合酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶蛋白质相互作用

家蚕微孢子虫在家蚕胚胎细胞系BmE-SWU1中的极丝弹出情况

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动物学报 2007年第6期53卷 1107-1112页

作者：李艳红吴正理潘国庆庞敏胡军华张瑞芝周泽扬西南大学农业部蚕桑学重点实验室重庆400716

本文借助扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对在家蚕胚胎细胞(Bombyx mori-SWU1Embryoniccell line,BmE-SWU1)中增殖的家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)进行了观察;同时,利用间接免疫荧光试验(Indirect Immunofluorescence Test,IFAT)对家蚕微孢子虫极丝弹出情况进行了研究。结果发现:在家蚕微孢子虫体外培养体系中观察到了二型孢子、发芽后的孢子空壳以及未成熟孢子等;此外,在接种后10d的细胞爬片中,发现了大量孢子弹出极丝的情况,其极丝的长度在58μm-120μm之间,其中100μm以上的居多,且其极丝的扭曲程度、方向性、粗细也大都不同。本研究表明了微孢子虫在培养细胞体系中自动发芽可以以长极丝孢子的形式来完成。

关键词：家蚕微孢子虫间接免疫荧光试验扫描电镜家蚕胚胎细胞系