美国白蛾热激蛋白70基因的鉴定及功能分析

• 作者: 乔恒 李慧 耿薏舒 赵旭东 于晓航 郝德君
• 来源期刊: 昆虫学报
• 关键词: 美国白蛾 热激蛋白70 高温胁迫 原核表达 分子伴侣
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 生理与生化|Physiology and Biochemistry
• 页码范围: 790-799
• 页数: 10页
• 分类号: S763.42
• 语种: 中文

摘要

[目的]探究热激蛋白70 (heat shock protein 70,HSP70)基因在美国白蛾Hyphantria cunea抵御高温胁迫过程中的作用,为揭示美国白蛾的扩散机制以及预测潜在分布区提供理论支撑.[方法]利用PCR技术克隆美国白蛾HSP70基因,并进行生物信息学分析;利用qPCR技术检测新蜕皮的美国白蛾4龄第2天幼虫在25,30,35和40℃处理下HSP70基因的表达特性;构建美国白蛾HSP70的原核表达载体,并在大肠杆菌Escherichia coli BL21感受态细胞中诱导表达该蛋白,利用Ni2-His柱纯化蛋白,并通过Western blot验证该蛋白;利用体外实验测定原核表达获得的重组蛋白在高温胁迫下的ATP酶活性.[结果]克隆获得美国白蛾2条HSP70基因HcHSP70(GenBank登录号:MT995848)和HcHSC70(GenBank登录号:MT261583),其ORF长度分别为1917和2061 bp,分别编码637和687个氨基酸,分子质量分别约为69.66和74.96 kD,等电点分别为5.90和5.96;氨基酸序列结构均含有3个高度保守的区域GIDLGTTYS,IFDLGGGTFDVSIL和VGGSTRIPKVQ,符合热激蛋白70家族的特征;蛋白三维结构均由N端ATPase功能域和C端底物结合功能域所组成.系统进化树显示HcHSP70与鳞翅目HSP70家族其他成员聚为一支,而HcHSC70与鳞翅目HSC70家族的其他成员聚为另一支.qPCR结果表明,新蜕皮的美国白蛾4龄第2天幼虫在热胁迫下HcHSP70的相对表达量显著上调,且在35℃处理2h下达到峰值,而热胁迫下HcHSC70的表达响应较微弱.成功构建了HcHSP70的原核表达载体并在体外诱导表达.纯化后的重组蛋白HcHSP70具备ATPase活性,且在高温胁迫下酶活性稳定.[结论]本研究克隆获得美国白蛾2条HSP70基因HcHSP70和HcHSC70,明确了两条基因在高温处理下的表达特性;成功对美国白蛾HcHSP7O进行原核表达及纯化,并证明重组蛋白HcHSP70在高温下具有稳定的ATPase活性,推测其在美国白蛾应对高温胁迫中发挥着重要作用.