蘇云金桿菌三個亞種和兩個工程菌株殺蟲晶體蛋白的比較蛋白質(zhì)組研究.pdf

1、為了比較研究蘇云金桿菌(Bt)亞種間及其Bt工程菌的殺蟲晶體蛋白，了解殺蟲晶體蛋白組成與殺蟲活性之間的內(nèi)在關(guān)系以及深入研究外源基因的導入對殺蟲晶體蛋白表達譜及其毒力的影響，本研究首次采用蛋白質(zhì)組學方法比較分析了三種野生Bt亞種菌以及兩種Bt工程菌的殺蟲晶體蛋白的差異。即采用雙向電泳(2-DE)最大限度地分離Bt不同亞種及工程菌的殺蟲晶體蛋白，PDQUEST軟件對2-DE圖譜進行背景消減，斑點檢測等分析，質(zhì)譜鑒定膠內(nèi)酶解的蛋白質(zhì)點，并結(jié)合

2、生物信息學對部份蛋白質(zhì)的功能進行了分析。 從所得到的2-DE圖譜可知，Bt三個亞種及工程菌蛋白質(zhì)斑點主要分布在等電點4-7，分子量10-130kDa的區(qū)域。運用PDQUEST軟件對掃描后的2-DE圖譜進行斑點檢測，匹配和量化，在各Bt的2-DE圖譜上檢測到了一定數(shù)量的蛋白質(zhì)點。在Bt庫斯塔克亞種4.0718菌株中檢測到159±21個蛋白質(zhì)點，在Bt武漢亞種140菌株中則檢測到184±6個蛋白質(zhì)點，Bt以色列亞種H14菌株中366

3、±11個，工程菌XL004中370±4個，工程菌XL002菌株中240±4個。在Bt4.0718與Bt武漢亞種140的2-DE圖譜上約有17個匹配蛋白質(zhì)點。匹配率為10％；而在Bt4.0718與BtXL004中的2-DE圖譜上約有62個匹配蛋白質(zhì)點，匹配率為38％。初步反映了它們在毒力以及殺蟲譜的相似性和差異性。 Bt庫斯塔克亞種4.0718菌株中鑒定的晶體蛋白有Cry1Ac、Cry2Aa；Bt武漢亞種140菌株中鑒定有CryI

4、G原毒素、CryH2、Cry1Ab16和Cry2Ac。在BtXL004工程菌中則鑒定了Cry1Ac，Cry2Aa；BtXL002工程菌中鑒定了蛋白有Cry1Ac。 可見鑒定的蛋白中在種類數(shù)量上僅有少部份為具有殺蟲毒力的殺蟲晶體蛋白，說明一種菌中殺蟲晶體蛋白種類比較少。在三個Bt亞種中沒有發(fā)現(xiàn)相同的殺蟲晶體蛋白。但Bt庫斯塔克亞種4.0718菌株中的晶體蛋白Cry1Ac與Bt武漢亞種140中的晶體蛋白Cry1Ab16、以及Bt庫斯

5、塔克亞種4.0718菌株中的晶體蛋白Cry2Aa與Bt武漢亞種140中的晶體蛋白Cry2Ac具有很高的同源性，其同源性都高于85％。反映了它們殺蟲譜的相似。結(jié)合CPHmodles，DsViewerProTrial和Swiss-PdbViewer軟件分析Cry2Ac和Cry2Aa毒性核心片段發(fā)現(xiàn)Cry2Ac與Cry2Aa的毒性核心片段空間結(jié)構(gòu)基本一致，但在DomainⅡloop2(322IGGLPVYHNSTLH332)處存在顯著差異，說

6、明兩者與中腸受體蛋白結(jié)合的親和力不同，也是導致兩個亞種不同殺蟲毒力的原因之一。Cry1Ac和Cry2Aa在Bt庫斯塔克亞種4.0718菌株和在轉(zhuǎn)入了cry1Ac和虎紋捕鳥蛛毒素-Ⅰ融合基因的工程菌XL004菌株中表達，但是這兩種蛋白的表達量在前者明顯高于后者，生測結(jié)果表明前者毒力也明顯高于后者，說明晶體蛋白的表達量是晶體蛋白毒力的關(guān)鍵。 這5株菌株中都鑒定有熱休克蛋白60和翻譯延伸因子Tu這兩種蛋白，可能在晶體蛋白形成過程中參與

7、幫助蛋白的折疊中具有重要意義。除此之外，各菌株中均鑒定有一些特殊蛋白，如Bt庫斯塔克亞種4.0718中的谷氨酸消旋酶、定位于膜的胞外蛋白等；Bt武漢亞種140中的Cag毒力島蛋白；Bt以色列亞種中的翻譯延伸因子G，熱休克蛋白60，啟動因子ppiase，ABC轉(zhuǎn)運子，ATP結(jié)合蛋白等；在XL004工程菌中因子Tu，芽孢形成Ⅳ期蛋白A，丙氨酸脫氫酶；BtXL002工程菌中ATP結(jié)合蛋白oppD和組氨酸激酶等蛋白。 丙氨酸脫氫酶僅在B