蛋白激发子PebC1及其复合体的表达纯化及初步结构解析

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:ole90
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蛋白激发子是一类源自真菌的能够诱导植物抗性的蛋白,具有促进植物代谢和生长,增强植物抗病、抗逆能力的活性。PebC1是本实验室从灰霉菌(Botrvtis cinerea)中分离得到的蛋白激发子(Zhang, et al., 2010),为了深入阐明PebC1的功能机理,本文对PebC1蛋白和能与其相互作用的灰霉菌βNAC蛋白分别用原核和真核表达系统进行了表达,并进一步进行了PebC1与bcβNAC复合体蛋白表达;在此基础上对表达蛋白进行纯化,对PebC1蛋白进行了初步结构解析。主要结果如下:1、通过对PebC1蛋白序列进行信息学分析,推测其是NAC(Nascent polypeptide Associated Complex)蛋白家族中αNAC同源蛋白。通过查询基因组数据库,得到灰霉菌中βNAC(bcβNAC)的编码基因egd1的基因序列,为深入研究PebC1蛋白的结构打下了基础。2、构建了PebC1及bcβNAC蛋白原核和真核表达系统,蛋白表达表明PebC1及bcβNAC蛋白适合用原核系统表达。将pebC1基因和egd1基因分别克隆到原核表达载体pET-30 His和pET-30 His+MBP上分别进行原核表达;同时将pebC1基因和egd1基因分别克隆到pFastBac His+GST载体上,得到重组的杆状病毒并分别进行真核表达。3、成功表达了PebC1和bcβNAC复合体蛋白。在原核表达系统中,将pebC1基因和egd1基因分别克隆到pETDuet-1双表达质粒的两个多克隆位点上,进行复核体蛋白表达,并得到超表达的复合体蛋白;在真核表达系统中,利用带有pebC1基因和egd1基因的两种重组病毒同时感染Hi5细胞进行真核表达,但由于PebC1被降解,不能表达复合体蛋白。4、完成对PebC1、bcβNAC以及复合体蛋白纯化条件的摸索。利用亲和层析、离子交换层析和分子筛层析的三步法进行纯化,摸索纯化条件,并得到高纯度的目的蛋白,为后续实验奠定基础。5、通过小角散射实验得到PebC1和bcβNAC的点阵结构模型。利用纯化的PebC1和bcβNAC蛋白进行小角散射实验,收集PebC1和带MBP标签的bcβNAC在小角区域的散射信号,对实验数据进行处理后得到蛋白的点阵模型。结合对PebC1的NAC和UBA结构域(Ubiquitin Associated domain)的同源建模结构的分析,表明PebC1呈S型对称分布,NAC二聚体形成凹陷的β桶状结构,UBA结构域悬挂在侧边。mbp-bcβNAC的点阵模型大体可分成两部分,Part 2呈直径50?的圆柱状;Part 1为厚度30?扁平状,同MBP蛋白的空间结构一致,由此推测MBP位于Part 1。bcβNAC的精细结构还需进一步实验测定。6、筛选得到复合体蛋白的初始结晶条件。采用气相扩散坐滴法,在20℃条件下筛选复合体蛋白的结晶条件,并在Hampton Research公司的Crystal Screen II的19#和MolecularDimensions MD1-02 34#条件下得到孪晶,为最终获得高质量单晶,用X射线衍射分析得到三维结构奠定了重要基础。
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