中国野蚕一种强抗病毒蛋白的基因分析和活性鉴定-中国科学.PDF

中国科学 C 辑 :生命科学 2008 年 第 38 卷 第 6 期 : 521 ~ 526 SCIENCE IN CHINA PRESS 中国野蚕一种强抗病毒蛋白的基因分析和 活性鉴定 姚慧鹏, 何芳青, 郭爱芹, 曹翠平, 鲁兴萌, 吴小锋∗ 浙江大学动物科学学院, 杭州 310029 * 联系人, E-mail: wuxiaofeng@ 收稿日期: 2007-12-26; 接受日期: 2008-04-29 国家高技术研究发展计划(批准号：2007AA10Z159) 、国家自然科学基金(批准号及教育部“新世纪人才计划”(批准号： NCET-06-0524) 资助项目 摘要 以最近报道的家蚕抗病毒蛋白基因为线索, 从中国野蚕(Bombyx 关键词 mandarina Moore) 中肠内克隆了抗家蚕BmNPV 病毒的 SP-2 cDNA(GenBank 登 野蚕 录号：AY945210), 基因大小 855 bp, 编码 284 个氨基酸的蛋白质, 分子量 29.6 (Bombyx mandarina Moore) kD, 基因组全长 1376 bp, 包含 5 个外显子和 4 个内含子. 该基因的表达仅限于 抗病毒蛋白 SP-2 中肠, 具有组织特异性, 在幼虫龄中表达水平较高, 而在眠期和熟蚕没有表达. 活性分析 推导其氨基酸序列, 发现其 C 端氨基酸序列与已报道的家蚕相应序列差别较 大, 有 8 个氨基酸完全不同. 通过体外重组技术, 由高效基因表达系统获得大 量重组蛋白, 发现该蛋白具有很强的抗家蚕 BmNPV 活性, 与家蚕对应的抗病 毒蛋白 BmSP-2 相比, 其抗 BmNPV 活性高 1.6 倍. 初步认为, 该蛋白质 C 端序 列差异可能是造成家蚕与野蚕抗病毒活性差别的主要原因. 昆虫通过体液免疫和细胞免疫对入侵的病原微 能是 一种红色 荧光蛋白 (red fluorescent protein, 生物, 如细菌、真菌等, 能够作出有效的抵抗反应 [1], REP)[6,7]. 除RFP外, 家蚕中是否还存在着对病毒具有 特别是对细菌的免疫已有了比较深入的了解 [2~4], 但 抑制或杀灭作用的物质？近 20 年来几乎没有新的研 是对于病毒的感染昆虫则不能像脊椎动物那样产生 究报道. 最近Nakazawa等人 [8]报道从家蚕幼虫中肠消 有效的免疫能力 [5]. 可能是病毒具有变异较快的特点, 化液中纯化了一种蛋白质, 它表现出很强的抗家蚕核 迄今为止，有关昆虫对病毒的防御和控制的研究报道 型多角体病毒 (Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, 很少. 家蚕(Bombyx mori)属于典型的鳞翅目昆虫, 经 BmNPV) 的活性, 并推测此物质是一种丝氨酸蛋白酶 济价值高, 而病毒病是蚕丝业减产的主要原因之一, (Serine Protease, SP), 命名为Bm SP-2. 进一步研究发 因此开展家蚕抗病毒的相关研究具有重要的科学理论 现该蛋白仅在家蚕中肠表达, 可能受激素调控. 意义和实际应用价值. 在 20 世纪 70～80 年代日本学 家蚕(Bombyx mori) 从野蚕(Bombyx mandarina 者曾有过这方面研究, 他们用家蚕肠液处理病毒粒 Moore)进化而来, 已有 5000 多年的室内人工驯化和 子, 发现能明显降低病毒的感染能力, 由此推测家蚕 选择历史, 而野蚕是我国珍贵的野生动物资源. 与家 肠液中可能存在着某些抗病毒的物质, 并初步认为可 蚕一样, 它也经历了漫长的历史进