双叉犀金龟表皮蛋白TdCPR12611与TdCPR7854的表达纯化及特性分析

• 作者: 叶长青 包涵 刘田 杨青
• 来源期刊: 昆虫学报
• 关键词: 双叉犀金龟 表皮蛋白 CPR蛋白 RR-2家族 几丁质结合 液液相分离 仿生材料
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 生理与生化|Physiology and Biochemistry
• 页码范围: 19-29
• 页数: 11页
• 分类号: Q966
• 语种: 中文
• DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.01.003

摘要

[目的]探析双叉犀金龟Trypoxylus dichotomus表皮蛋白的序列特征及生化性质.[方法]利用RT-PCR克隆双叉犀金龟表皮蛋白基因,利用生物信息学方法分析表皮蛋白的结构特征及系统发育;采用大肠杆菌Escherichia coli表达系统对双叉犀金龟表皮蛋白进行重组表达,并通过金属离子鳌合层析的方法对重组蛋白进行纯化;采用体外结合实验检测双叉犀金龟表皮蛋白与α-几丁质(α-chitin)、β-几丁质(β-chitin)、壳聚糖(chitosan)和胶体几丁质(colloidal chitin)的结合能力;观察确定蛋白液液相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)性质.[结果]克隆获得双叉犀金龟表皮蛋白基因 TdCPR12611(GenBank 登录号:MT813021)和TdCPR7854(GenBank 登录号:MT813022).系统进化分析结果表明,TdCPR12611与食粪金龟Onthophagus taurus OtCP-1的亲缘关系最近;TdCPR7854与食粪金龟的OtCP-acp20-1,OtCP-acp20-2和OtCP-acp20-3的亲缘关系最为接近,它们均属于CPR_RR-2家族.原核表达和纯化获得重组表皮蛋白TdCPR12611和TdCPR7854.两重组表皮蛋白与4种类型的几丁质具有不同结合能力,其中有41.4％的TdCPR12611与壳聚糖结合,而有62.3％的TdCPR7854与β-几丁质结合.TdCPR12611具有内部较为无序的结构,并能够在室温条件下自发团聚形成液液相分离现象,而TdCPR7854不能.[结论]本研究测定分析了双叉犀金龟CPR_RR-2家族表皮蛋白TdCPR12611与TdCPR7854的序列特征和与几丁质的结合特性.研究结果有利于加深人们对于昆虫表皮装配机制的了解,为蛋白仿生材料开发提供思路.