松材线虫一种醛脱氢酶的cDNA克隆及其酶学性质的初步探究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:atang2010
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松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)是一种对多种松树有极强致病性的危险外来物种。由松材线虫侵染引起的松材线虫病已经对全球范围内的松林造成了严重的破坏,经济损失惨重。该病致病机制复杂,症状发生迅速,防治困难。由于目前松材线虫病致病致病机理还不十分清楚,因此对于该病的防治尚未有非常有效的手段。常见的防治方法有彻底拔除病木并焚烧,有机溶剂熏蒸松木,农药控制传播媒介—松褐天牛,采用注干技术向松树体内注射苦豆碱、阿维菌素等杀线药物。近年来,针对松材线虫体内各种关键酶为靶标,开发功能特异的药物来影响松材线虫生理活动以达到杀灭松材线虫的研究越来越受到关注。在本实验室前期研究中,对用醇脱氢酶特异抑制剂--甲吡唑处理过的松材线虫进行转录组分析,发现其中一个编码醛脱氢酶的基因Bx-aldh呈显著上调,但该酶的功能尚不清楚。本研究从松材线虫中提取其总RNA,反转录成c DNA后,根据转录组分析数据设计一对特异引物扩增出了该基因,序列分析表明,该基因全长1353 bp,编码451个氨基酸残基。将该基因克隆到p ET-15b构建了表达载体p ET-15b-aldh,将表达质粒转入大肠杆菌Escherichia coli E.coli BL21(DE3)构建了工程菌,异丙基-β-D硫代半乳糖苷(IPTG)诱导工程菌过量表达重组醛脱氢酶,重组醛脱氢酶通过镍离子亲和层析得到了纯化,SDS-PAGE分析证实具有His-tag的重组醛脱氢酶相对分子量约为51 k Da,与预期目的蛋白的大小一致。对重组醛脱氢酶的米氏常数、最适温度、最适p H值、金属离子影响和不同底物的特异性等生化性质进行了研究。结果表明,以甲醛为底物,以NAD为辅酶,通过双倒数作图法求得重组醛脱氢酶的Km为27.87 mmol/L;醛脱氢酶的最适温度为25℃;最适p H值为7.5。当体系中存在不同的金属离子时,醛脱氢酶的活力明显受到了影响,与对照相比,Fe3+和Ni2+的存在明显提高了酶的活力,而Ca2+、Mn2+、Na+和K+有不同程度的抑制作用。分别以甲醛、乙醛、戊二醛、香草醛以及4-(二甲氨基)-苯甲醛为底物检测酶对不同底物的催化能力,结果发现,该醛脱氢酶对5种醛类化合物的催化活性从大到小的顺序依次为香草醛、甲醛、戊二醛和乙醛,对4-(二甲氨基)-苯甲醛没有显示出催化活性。该结果对于松材线虫的致病机制研究和针对醛脱氢酶杀线药物的研发提供理论支持。
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