带科绦虫的膜联蛋白研究进展
2015-03-22卫春晓李天丽索延乐河南省济源市动物卫生监督所459000
卫春晓 李天丽 索延乐 河南省济源市动物卫生监督所 459000
膜联蛋白是一类依赖钙离子的磷脂结合蛋白家族。这类蛋白广泛存在于多种生物,如哺乳动物、霉菌和植物等物种中,常常与质膜或内膜系统相结合,具有依赖于钙离子的磷脂结合、抗凝合、抗炎症等生物学活性。由于膜联蛋白具备与钙离子结合的能力,因此膜联蛋白能够参与一系列的依赖于钙离子的膜性生物学活动。
1 膜联蛋白的结构特点
依照基因的结构进化关系以及在染色体上的定位不同,膜联蛋白可以分为5 个大类:A 类脊椎动物膜联蛋白、B 类无脊椎动物膜联蛋白、C 类真菌和单细胞真核生物膜联蛋白、D 类植物膜联蛋白和E 类原生生物膜联蛋白。所有的膜联蛋白都具有一个高度保守的中心结构域,可以通过钙离子介导的方式与细胞磷脂可逆的结合膜联蛋白中心结构区域由重序列组成,每个重复含有5 个α-螺旋(A~E)组合成为圆盘结构膜结合位点在AB 和DE 环凸起处,一般为Ⅱ型钙离子结合位点,其中G-X-G-T域位于AB 环。当膜联蛋白和磷脂膜结合时,凸面接近生物膜,凹面背向生物膜,背向生物膜的凹面能够和游离的N 端相互作用。
2 膜联蛋白的功能
动物膜联蛋白具有高度特异的氨基端,与动物膜联蛋白功能有关。不同的动物膜联蛋白其氨基酸残基组成的长度有很大不同。动物膜联蛋白能够参与生物膜的形成AnxA1 或A2 可以利用两个分子的氨基端与一分子S100C 结合,形成稳定的复合体,从而促使膜联蛋白所连接的生物膜进行融合。AnxA2 还参与氯离子通道的形成,通过N 端和S100A10 蛋白结合,把离子通道元件转运并定位到细胞膜上。AnxA2 的轻链p11 可以和钠离子通道的N 端直接结合,促进纳离子通道的膜结合,产生离子通道功能。
3 带科绦虫与膜联蛋白
3.1 猪带绦虫与膜联蛋白32 基因
孙树汉等采用基因重组技术构建了猪囊尾蚴的cDNA 文库,以囊虫病患者、囊虫病病猪的血清为探针,从cDNA 文库中筛选囊虫病诊断抗原及其编码基因,获得了人、猪共同抗原2 个(分子量分别为28kDa 和18kDa),人特异性抗原和猪特异性抗原各1 个(分子量分别为34kDa 和14kDa)。cC1 基因全长为1070bp,含有747bp 的ORF,编码249 个氨基酸的多肽,推导分子量为27.36kDa。由于cC1的cDNA 序列具有4 个膜联蛋白家族典型的保守序列,故将cC1 归属为膜联蛋白家族,命名为膜联蛋白32(Annexins32)。
陈蕊雯等将cC1cDNA 片段以BamHⅠ和PstⅠ克隆到pGEM-32 载体,改换限制性内切酶位点成BamHⅠ和PstⅠ,加上人工接头Pst-BamHⅠ-PstⅠ后,克隆到pGEX-5T,构建重组原核表达载体pGEX-5T-cC1。结果表明,培养3小时,IPTG 诱导6小时,cC1表达量最高,表达量占47% 。Westernb1ot 结果发现猪囊尾蚴抗原cC1 蛋白与囊尾蚴病猪血清有特异性结合条带。
王庆敏等将膜联蛋白32 在大肠杆菌中进行表达,表达产物纯化后免疫家兔,获得抗膜联蛋白32 的多克隆抗体。用多克隆抗体的免疫组化法对猪囊尾蚴抗原膜联蛋白32 进行组织定位,发现膜联蛋白32 主要在囊尾蚴的囊壁中表达,头节部表达较少,囊尾蚴周围的肌肉中也有表达,即表明膜联蛋白32 主要分布于囊尾蚴的囊壁,而且可能是一种分泌性蛋白,它可以分泌到周围的肌肉组织。
3.2 猪带绦虫与膜联蛋白B2 基因
王娜从猪带绦虫六钩蚴中克隆出AnxB2 基因,证明AnxB2 在六钩蚴阶段表达。并对AnxB2基因分别进行了原核表达和真核表达研究,均成功表达出了具有较高活性的重组蛋白质。
3.3 亚洲带绦虫与膜联蛋白B2 基因
戴佳琳等利用在线生物信息学工具从亚洲带绦虫成虫cDNA 文库中筛选出Annexins B2 基因,并将该基因克隆到原核表达质粒pET-28a(+)中,在大肠埃希菌BL21/DE3 中诱导表达,成功表达出高纯度的蛋白,且该重组蛋白可被亚洲带绦虫、猪带绦虫及牛带绦虫患者的血清识别。
3.4 亚洲带绦虫膜联蛋白B3 基因
黄映康等利用在线生物信息学网站及工具进行序列分析、预测其编码的膜联蛋白B3 的理化特性等。结果该基因全长1176bp,编码区为70~588bp,编码173 个氨基酸,为全长基因;无跨膜区;具有多个磷酸化位点和B 细胞线性表位;蛋白的理化性质稳定,理论分子量为19339.7;没有质体、线粒体定位序列;氨基酸序列高度保守。
4 展望
迄今为止,大量的膜联蛋白实验主要针对猪带绦虫囊尾蚴的研究,也有一些有关亚洲带绦虫膜联蛋白的研究,但对与其他同科的绦虫研究尚未见报道。现有研究表明,膜联蛋白B3 是扁形动物门Annexins 家族新成员,因此对该基因的研究有助于进一步了解其生物学功能及开辟预防治疗寄生虫病的新途径。绦虫膜联蛋白annexins B 家族中3 个膜联蛋白分子均包含4 个序列和结构高度相似的结构域,其中annexin B2 所含有的motif 种类最多,具有人膜联蛋白家族所有的motif。annexin B1和annexin B2 具有寄生生物所特有的氨基酸残基和功能域。已发现的绦虫膜联蛋白家族都具有抑制血小板凝集的作用,其中annexin B2 活性最强,annexin B3 的作用最弱。因此,利用一些方法检测该基因在其他绦虫四个不同发育阶段即头节-幼节-成节-孕节中的表达差异,有助于更好地对绦虫膜联蛋白基因进行研究,为绦虫病的药物及疫苗研究提供理论依据。