华北大黑鳃金龟丝氨酸羧肽酶HoSCP的表达及活性分析

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华北大黑鳃金龟(Holotrichia oblita Faldermann)属鞘翅目(Coleoptera)金龟总科(Scarabaeoidea)昆虫,幼虫称为蛴螬,是世界公认的危害严重且难于防治的地下害虫类群之一。其主要分布于中国北方的河北、山东、山西、河南、辽宁西部等省,主要为害花生等农作物、草坪苗圃及林木叶片果实等。昆虫中肠蛋白酶在昆虫食物蛋白质消化方面具有非常重要的功能,是昆虫生长发育的必须酶类。丝氨酸羧肽酶(Serine carboxypeptidases, SCPs)是一类真核生物蛋白水解酶,可参与多种生理及细胞多肽和蛋白质的加工、修饰与降解等代谢过程。目前,对其结构和功能的研究主要集中于酵母和高等植物中,而在昆虫中的研究甚少,只有少数几个丝氨酸羧肽酶的序列及生物学功能得到鉴定。本研究以本实验室前期从华北大黑鳃金龟中肠cDNA表达文库中筛选得到的丝氨酸羧肽酶HoSCP为研究对象,设计引物扩增hoscp基因的开放阅读框序列,构建重组表达载体pPICK9K-hoscp,并将其转化到缺陷型毕赤酵母菌株GS115中进行诱导表达。结果显示,重组丝氨酸羧肽酶HoSCP在重组酵母菌株甲醇诱导培养24h后开始分泌表达,72h时表达量达到最大,表达50kDa蛋白,与预测分子量相符。以重组酵母菌株甲醇诱导72h后所得上清液作为粗酶液,测定重组丝氨酸羧肽酶HoSCP的活力为0.033U,比活力为0.165U/mL。通过提取不同龄期华北大黑鳃金龟幼虫的中肠及其内容物,测定相应丝氨酸羧肽酶的活力及比活力。结果表明,华北大黑鳃金龟3龄中期幼虫中肠丝氨酸羧肽酶最适pH值为8.0,对应活力为0.004U,比活力为0.020U/mg。2龄、3龄初期幼虫中肠丝氨酸羧肽酶的比活力均显著高于相同龄期末期幼虫蜕皮前的丝氨酸羧肽酶活性,分别是2倍左右。其中,3龄初期幼虫中肠丝氨酸羧肽酶活性最高,为0.0068U/mg。本实验实现了华北大黑鳃金龟丝氨酸羧肽酶HoSCP在毕赤酵母菌株中的外源表达,并对其在幼虫体内及体外的活性进行了测定,为进一步研究其生物学功能提供了依据。
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背景:非编码RNA在许多生物过程中对基因的表达起着重要的调控作用。同时,非编码RNA调控的异常与许多疾病有关,例如:神经性疾病、心血管疾病和癌症等。因此,非编码RNA靶点分析和
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