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抗菌肽是一类带正电荷的两亲性小分子肽的总称,具有抗菌谱广、不易产生耐药性等优点。抗菌肽来源广泛,分类多样,且生物活性很强,在医药、畜牧业以及食品等领域应用广泛。 杂合抗菌肽是基因工程技术产物之一,利用基因工程技术生产抗菌肽具有用时短、含量高等优点。杂合抗菌肽主要是由两种或多种抗菌肽的部分功能肽链拼接组成,具有广谱、低毒以及高效等优点。研究发现,改造的抗菌肽具有与蓝本相似甚至更强的生物活性,并且毒副作用降低,具有非常大的研究价值。 本研究拟将哺乳动物抗菌肽(Hexapeptide)、两栖类抗菌肽(Magainin)、昆虫抗菌肽(CecropinA和Melittin)的有效作用部分拼接在一起,以获得一种新型的杂合抗菌肽HMCM。本研究根据目的抗菌肽HMCM的氨基酸序列和大肠杆菌B细胞的密码子偏好性设计了目的蛋白HMCM的基因序列,并对HMCM的生物信息学进行分析;设计了三条引物通过两轮PCR反应获得目的基因,将目的基因克隆到原核表达载体pET-32a-c(+)构建了重组表达载体pET-32a-HMCM;将重组质粒转化原核表达细胞E.coliBL21(DE3)实现融合表达,通过摸索诱导时间、IPTG浓度、OD600和温度等条件确定了融合蛋白表达的最佳条件,并确定了融合蛋白以可溶形式存在;通过亲和层析快速纯化了融合蛋白,并进行了Western-blotting鉴定;最后用EK酶酶切融合蛋白释放出HMCM,对HMCM的抗菌性进行了初步分析。 本研究获得的主要成果如下: ①生物信息学分析表明,HMCM具有抗菌肽的基本性质:分子量大小为4.07kD,等电点pI为12.805;N端亲水,C端疏水;二级结构主要为α螺旋结构,含有少量的β折叠结构、β转角以及无规则卷曲。 ②经两轮PCR反应获得了编码HMCM的基因片段,并克隆到经KpnI和EcoRI酶切的原核表达载体pET-32a-c(+),获得了重组表达载体pET-32a-HMCM。 ③实现了融合蛋白在表达菌株E.coliBL21(DE3)中的试表达以及表达条件的优化。最终优化的表达条件为:诱导时间3h,诱导初始OD600=0.9左右,诱导IPTG浓度为0.8mmol/L,诱导温度为30℃。 ④超声波破碎实验表明,融合蛋白以可溶形式存在于菌体上清中。超滤浓缩上清液,亲和层析纯化后获得了单一的目的条带,并进行了Western-blotting鉴定。 ⑤蛋白浓度测定结果表明,融合蛋白的表达水平达到了毫克级,每升培养液可生产11.92mg融合蛋白。 ⑥用EK酶酶切融合蛋白,释放出HMCM,酶切效果良好。 ⑦以枯草芽孢杆菌和大肠杆菌DH5α为实验菌对HMCM的抗菌活性进行了初步鉴定。结果表明:酶切获得的HMCM和未酶切的融合蛋白对枯草芽孢杆菌的生长均具有抑制作用,并且HMCM活性强于融合蛋白,但两者对大肠杆菌DH5α的生长均无明显抑制作用。