斜纹夜蛾SI-p62的克隆表达、抗体制备与初步功能研究

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自噬是一种细胞内降解系统,将细胞质成分传递给溶酶体。近年来的研究进展表明,自噬具有多种复杂的生理和病理生理作用。自噬由几个连续的步骤组成一—分离、转运到溶酶体、降解和降解产物的再利用—每个步骤可能发挥不同的功能。p62,一种多功能泛素结合蛋白,参与泛素蛋白酶体系统(UPS)和自噬 溶酶体系统两种蛋白降解过程。p62作为一种信号转导途径中的支架和适配子蛋白,其分子结构中的多个功能结构域可与其它蛋白质相互作用,介导多种细胞功能,特别是在细胞的选择性自噬和细胞抗氧化反应中发挥重要作用。p62通过LC3相互作用区和C端泛素相关域将自噬机制与泛素化蛋白底物连接,促进这些分子的选择性降解。本研究中,首先以斜纹夜蛾幼虫为材料,通过PCR技术克隆得到p62的开放阅读框(ORF)序列。构建了表达质粒pET-28a-p62,将其转化E.coli BL21表达菌株,诱导表达并纯化出p62蛋白,用纯化蛋白制备p62多克隆抗体。然后构建真核表达载体pIE2-EGFP-N1-p62,分别转染S1-HP、Hi5和Sf9细胞,确定了超表达p62蛋白的亚定位。为了排除标签蛋白对p62蛋白定位的影响,使用p62抗体检测了内源性表达的p62蛋白的亚细胞定位。此外,还对斜纹夜蛾的p62基因进行了生物信息学分析,比较在四龄斜纹夜蛾幼虫的不同器官中p62蛋白的表达水平是否存在差异。为了探究p62在细胞自噬中的功能,用IF、Pull down、BIFC等技术探究了其与自噬相关蛋白Atg8/Atg1的相互作用。基于在细胞水平证明了 Bt毒素会引起细胞自噬水平的提高,我们对于棉铃虫幼虫也采用喂食Bt毒素的方法,用WB和组织免疫荧光技术证明Bt毒素可引起棉铃虫虫体自噬水平的提高。以此调节细胞的自噬水平,我们用WB和组织免疫荧光技术探究棉铃虫中肠组织p62蛋白的表达量与细胞自噬水平之间的关系。实验结果表明,斜纹夜蛾p62开放阅读框全长1719 bp,编码572个氨基酸。p62蛋白有6个主要的结构域,分别是PB1结构域、中央锌指ZZ域、TRAF6结合域、C端泛素相关域(UBA)、LIR结构域和KIR结构域,这是与自噬机制和信号通路相互作用所必需的。在大肠杆菌中表达的全长蛋白以包涵体形式存在,成功制备了 anti-p62抗体。p62-GFP融合蛋白和内源性p62蛋白分布于细胞质中,大部分以点状颗粒形式存在。在四龄斜纹夜蛾幼虫的头部、表皮、前肠、后肠、马氏管、脂肪体、中肠等七种器官中表达量都较高且在中肠的表达量明显高于其它器官。实验过程中发现S1-p62与Atg8和Atgl存在共定位现象,与Atg8存在相互作用,与Atg1可能存在相互作用。当Sl-HP细胞自噬水平提高时,细胞中p62蛋白的含量没有显著变化。在棉铃虫幼虫中,虫体自噬水平提高,WB结果显示p62表达量略有降低,但是组织免疫荧光结果仍然显示p62蛋白的含量无显著变化。由于实验室对细胞自噬的系统性研究需要较多的抗体,因此另外又制备了三种自噬相关蛋白的多克隆抗体,以备实验室研究之需。
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