bt伴胞晶體毒蛋白的結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用-全文預(yù)覽
【正文】 PCR產(chǎn)物純化回收，進(jìn)行 TA克隆，轉(zhuǎn)化 E. coli Top10感受態(tài)細(xì)胞，篩選陽(yáng)性轉(zhuǎn)化子。 cry2。 Bt毒素在抗病方面的應(yīng)用 白血病 T細(xì)胞 正常 T細(xì)胞 肝癌 正常肝細(xì)胞 Bt毒素在抗病方面的應(yīng)用 Cell survival % Toxin proteins μg/ mL Cell survival % Toxin proteins μg/ mL Toxin proteins μg/ mL Toxin proteins μg/ mL Cell survival % Cell survival % 白血病T細(xì)胞 宮頸癌細(xì)胞 Bt毒素在抗病方面的應(yīng)用 Cell survival % Toxin proteins μg/ mL Cell survival % Toxin proteins μg/ mL 蘇云金芽胞桿菌存在的殺蟲(chóng)譜窄、持效期短等缺陷，嚴(yán)重影響了蘇云金芽胞桿菌的實(shí)際應(yīng)用。危害輕者影響蜂群的繁殖力，重者造成蜂群的飛逃；通常是弱群更易受到危害，巢蟲(chóng)會(huì)在一個(gè)月內(nèi)將整個(gè)蜂巢徹底毀掉。由于部分 Bt菌株對(duì)鱗翅目害蟲(chóng)具有較強(qiáng)的毒殺作用，因此人們可以利用 Bt制劑防治蜜蜂的敵害 —— 大蠟螟。 其他的毒素受體 Glycoconujgate receptor 由于過(guò)度使用農(nóng)藥給生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品出口等領(lǐng)域帶來(lái)諸多問(wèn)題。 mAlp具有較高的穩(wěn)定性和多形性，被認(rèn)為是昆蟲(chóng)中腸細(xì)胞生成的，其抗消化液的能力高于 sAlp。 棉鈴蟲(chóng)中腸類(lèi)鈣粘蛋白結(jié)構(gòu)模型 類(lèi)鈣粘蛋白 (Cadherinlike) 昆蟲(chóng)的堿性磷酸酶分布有限，主要在中腸組織中。整個(gè)分子胞外區(qū)有 15 個(gè) N 糖基化位點(diǎn) ,胞內(nèi)區(qū)只有一個(gè)潛在糖基化位點(diǎn)。 某些昆蟲(chóng)中腸 BBM 上被其他分子掩埋的 APN 受體在非變性條件下不能與毒素結(jié)合。舞毒蛾 BBMV 的 APN 只與 Cry1Ac毒素結(jié)合 ,不與 Cry1Aa 和 Cry1Ab 毒素結(jié)合 。 APN(aminopeptidase N) 某些昆蟲(chóng)中腸上一些種類(lèi)的 APNs 可與 Cry1A 家族的 3 種毒素 Cry1Aa,Cry1Ab 和 Cry1Ac 都發(fā)生特異性結(jié)合 ,但是結(jié)合位點(diǎn)不同。 在第一種模式中，形成毒素聚合體是細(xì)胞死亡的關(guān)鍵因素，而在第二種模式認(rèn)為，只有 Cry毒素單體與 BtR1結(jié)合后毒素才能產(chǎn)生毒性作用，而與 APN和 ALP結(jié)合并非 Cry毒素產(chǎn)生毒性的重要因素。CryA原毒素進(jìn)入中腸被活化后與受體 BtR1結(jié)合，這有利于毒素 N端裂解消除 α 1螺旋，形成毒素聚合體，然后聚合體與第二受體 APN結(jié)合，使之插入細(xì)胞膜脂質(zhì)筏，形成孔道。因此很難對(duì)毒性多肽結(jié)構(gòu)域的功能作單一的描述。例如 ,結(jié)構(gòu)域 Ⅰ 的突變影響與受體的結(jié)合 ,結(jié)構(gòu)域 Ⅱ 的突變能在不影響與受體結(jié)合的情況下影響其毒力 ,Cry3A 的結(jié)構(gòu)域 Ⅱ 上環(huán) 3 發(fā)生突變降低了親和力卻增加了毒性 ,結(jié)構(gòu)域 Ⅲ 的一段保守區(qū)域發(fā)生突變能影響毒力和孔道形成。 有人推測(cè)其可能能夠防止蛋白酶對(duì)晶體蛋白分子的過(guò)度降解，穩(wěn)定晶體蛋白整體結(jié)構(gòu)，決定殺蟲(chóng)晶體蛋白專(zhuān)一性。 “α5螺旋六聚體”模型： 位于肽鏈的中間，為三組以 “ 希臘鑰匙 ” （ Greek key）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接在一起的反平行的 β 折疊片層，具頂端突環(huán)，該凸環(huán)在不同的毒素中，其長(zhǎng)度和氨基酸序列不同，參與了毒蛋白與受體蛋白的結(jié)合，決定著毒素作用于昆蟲(chóng)的特異性。這樣一個(gè)模型不需要結(jié)構(gòu)域Ｉ中其它 α 螺旋的重排，一個(gè)親水離子通道將由多個(gè)毒素分子寡聚體通過(guò)相同的作用方式排成一個(gè)圓而形成，如圖： “鉛筆刀”模型： Li等人根據(jù) ICPs可能所共有的三維空間結(jié)構(gòu)提出了“ 傘模型 ” 。人們利用蛋白質(zhì)及脂膜相互作用的生物化學(xué)原理，通過(guò)對(duì)多個(gè)毒素蛋白三維結(jié)構(gòu)比較和功能分析，并提出了如下模型： 結(jié)構(gòu)域 Ⅰ ： 該模型由 Hodgman提出。 目前已通過(guò)多對(duì)同晶置換法 X衍射晶體圖譜確定了一些晶體蛋白的三維結(jié)構(gòu)，本研究室利用 同源建模 的方法獲得了Cry5Ba的理論三維模型。不同血清型、不同亞種之間，其基因數(shù)和種類(lèi)有明顯差異。 截止 2022年 4月 2日 ,這些基因按其核苷酸序列的同源性已被分為 cry1cry5 cyt cyt2共 53類(lèi) , 396種 , cry基因 372種 ,cyt基因 24種 。 其中具有溶血溶細(xì)胞作用的 27kDa晶體蛋白基因被命名為 cyt基因，其他只有殺蟲(chóng)活性的 13亞類(lèi)命名 cry基因。晶體的形成可能在一定程度上防止了殺蟲(chóng)蛋白在環(huán)境中的降解。 但是目前也已有多種昆蟲(chóng)對(duì) Bt毒素產(chǎn)生了不同程度的抗性，一些昆蟲(chóng)甚至還能在轉(zhuǎn) Bt基因植物上完成整個(gè)生活史。1915年， Berliner再次發(fā)現(xiàn) 并依其發(fā)明地點(diǎn)德國(guó)蘇云金省而定名 ，于 1938年在法國(guó)正式成為商品。 Bacillus thuringiensis (Bt) Sporulated culture Crystal 1901年，日本學(xué)者石渡首次從染病的家蠶中分離出該菌，并證明它對(duì)部分鱗翅目昆蟲(chóng)有殺蟲(chóng)活性。而且隨著研究的深入，研究者們又分離到了其 對(duì)癌細(xì)胞有特異的毒殺作用 而對(duì)正常細(xì)胞則無(wú)毒殺作用的菌株 ，進(jìn)一步拓展了蘇云金芽胞桿菌殺蟲(chóng)晶體蛋白的生物活性譜和生物學(xué)功能。 ? 毒素蛋白的基本特征和分類(lèi) ? 毒素蛋白的結(jié)構(gòu)和功能 ? 毒素蛋白和異源基因的克隆以及工程菌的 構(gòu)建 ? 毒素蛋白與昆蟲(chóng)的作用機(jī)制 ? 蘇云金芽胞桿菌蛋白質(zhì)組學(xué)研究 本實(shí)驗(yàn)室主要研究?jī)?nèi)容： 編碼殺蟲(chóng)晶體蛋白的基因在蘇云金芽胞桿菌表達(dá)產(chǎn)生的 Bt殺蟲(chóng)晶體蛋白，以一種前體的形式存在于菌體內(nèi)，稱(chēng)為原毒素 (Protoxin)，能自發(fā)形成伴胞晶體。 米粒狀晶體 YBT1518 球形晶體 M15 菱形晶
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