昆虫学报

作者：叶长青,包涵,刘田,杨青

单位：大连理工大学生物工程学院, 辽宁大连 116024

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

【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。

来源：2021年第1期

《昆虫学报》期刊编辑部

查看昆虫学报杂志2021年第1期