扩展莫尼茨绦虫烯醇化酶基因的克隆、原核表达及组织定位

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扩展莫尼茨绦虫(Monieziaexpansa)属于扁形动物门(Platyhelminthes)、绦虫纲(Cestoda)、圆叶目(Cyclophyllidea)、裸头科(Anoplocephalidae)、莫尼茨属(Moniezia),主要寄生于草食性动物如:牛、羊、鹿及其它反刍动物小肠内。扩展莫尼茨绦虫病呈世界流行,在我国各地均有报道,尤其在新疆绵羊中流行广泛,主要影响幼畜的生长发育。扩展莫尼茨绦虫虫体体节由连续的节片构成,每个节片均为独立的,在整条虫体中可以找到不同发育时期的节片。扩展莫尼茨绦虫为雌雄同体,并具有发达的生殖系统,每个成熟节片都具有两套生殖系统。烯醇化酶(enolase)是生物代谢糖酵解过程中的关键酶,催化2-磷酸甘油酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸,在生物体生长发育过程中有重要意义。随着烯醇化酶研究的逐步深入,发现该酶除在糖酵解过程中发挥作用外,还具有其它生物学功能,是一种多功能蛋白。为探索烯醇化酶在扩展莫尼茨绦虫生长、生殖过程中发挥的作用,作者开展了以下研究:  1扩展莫尼茨绦虫烯醇化酶基因的克隆及序列分析  根据GenBank中扩展莫尼茨绦虫烯醇化酶的表达序列标签(EST)设计一对特异性引物,提取扩展莫尼茨绦虫组织总RNA,运用RT-PCR扩增出烯醇化酶基因,将其克隆至pMD19-T载体,转化后挑取阳性菌落进行酶切和测序鉴定;采用生物信息学技术对获得的烯醇化酶基因进行序列分析。结果显示,经克隆获得的扩展莫尼茨绦虫烯醇化酶基因的cDNA序列长2122bp,包括1299bp的开放阅读框(ORF),编码432个氨基酸;蛋白的理论分子量为47.3269kDa,等电点为5.28;具有一个典型的烯醇化酶特征序列和一个烯醇化酶指纹序列,一个从内到外的跨膜区,多个潜在的磷酸化位点,亚细胞定位于细胞质,与细粒棘球绦虫和亚洲带绦虫的亲缘关系最近。  2扩展莫尼茨绦虫烯醇化酶基因ORF的克隆、原核表达及分析  为表达编码扩展莫尼茨绦虫的烯醇化酶基因,根据GenBank中登录的扩展莫尼茨绦虫烯醇化酶cDNA序列设计一对特异性引物,以扩展莫尼茨绦虫烯醇化酶基因全长质粒为模板,PCR扩增enolase基因ORF,并克隆到pMD18-T载体中进行序列测定,构建重组质粒pET28a-Enolase-ORF,转化至BL21(DE3)感受态细胞,以IPTG进行诱导表达。SDS-PAGE分析表达产物,通过亲和层析柱对重组蛋白进行纯化,Westernblot检测其抗原性。结果表明,重组烯醇化酶在大肠杆菌中高效表达,表达的融合蛋白相对分子量约为47kDa。Westernblot分析表明,天然蛋白能够被重组表达产物免疫SD大鼠的血清识别,出现两条免疫印记条带,即天然蛋白以两种形式(约47kDa和40kDa)存在,并具有抗原性,为该基因的功能研究和基因工程应用奠定基础。  3绦虫石蜡切片的制作方法  为了制作形态完整、结构清晰的绦虫成虫石蜡切片,详细观察其组织结构,选取扩展莫尼茨绦虫和贝氏莫尼茨绦虫两种绦虫成虫体节,用常规石蜡切片方法和改进石蜡切片方法分别进行制作。结果表明,两种方法均可获得完整性的切片,而改进石蜡切片方法制备理想切片的成功率是常规石蜡切片方法的5倍。结果为关于绦虫的教学和科研提供了资料。  4Enolase在成熟扩展莫尼茨绦虫体节中的分布定位  制作扩展莫尼茨绦虫体节(幼节、成节和孕节)的组织石蜡切片,应用免疫组织化学方法(SABC法),系统观察成熟扩展莫尼茨绦虫体节中烯醇化酶的分布情况。结果表明,Enolase在扩展莫尼茨绦虫虫体表膜呈免疫阳性反应,在虫体节间腺中也呈免疫阳性反应;幼节和成节中精巢呈Enolase阳性反应,输精管断面和储精囊也呈Enolase阳性反应,卵巢和孕节中大量虫卵均呈Enolase阴性反应。本文讨论了Enolase在虫体与宿主相互作用过程中可能发挥重要作用,及Enolase直接或间接的参与精子的发生与分化和虫体的生长繁殖过程。
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