昆蟲抗菌肽及其在動物中的應用(3 / 3)

3 昆蟲抗菌肽基因的克隆與表達研究及其在動物中的應用

從昆蟲血淋巴中提取抗菌肽不僅操作煩瑣而且提取率很低,從而限製了抗菌肽的研究與應用。現代基因工程技術為獲取抗菌肽提供了全新的途徑。

抗菌肽基因屬於典型的真核基因,具有一個CAAT框和一個TATA框,轉錄出的昆蟲抗菌肽具有一個特異的帽子位點和多聚腺苷酸加尾信號序列(AATAA),並且具內含子和假基因(Lindholm等,1991)。各種抗菌多肽在翻譯後首先是前體形式,其前體上有一段信號肽和~段2-35個氨基酸殘基的Pro序列(Hoffmann,1995)迄今為止人們已成功地構建了多種天蠶素及其前體、防禦素的CDNA,典型的模式都是信號肽一肽前區一成熟抗菌肽α一酸胺前體,而且多種抗菌肽基因已在不同的表達係統中克隆表達,如天蠶素A上已在昆蟲係統中得到表達,柞蠶抗菌肽D、綠蠅抗菌肽在酵母係統中得到表達。Hellers等(1991)將編碼天蠶素肽原的前體的片段克隆到苜蓿斜紋蛾核型多角病毒啟動子的下遊,目的基因成功地在重組感染的粉紋夜蛾末齡幼蟲和天蠶滯育蛹中表達,且產量高達 600 μg/mL血淋巴水平。

依據抗菌肽分子結構及生物學功能,人工合成抗菌肽基因在國內外蓬勃發展。隨著基因工程技術的發展,人們把昆蟲抗菌肽基因轉化進微生物表達係統,或將抗菌肽基因直接導人動物染色體基因組,以獲得抗病的動物。轉基因動物研究方麵主要集中在提高動物的抗病能力和傳染病防治。Reed等(1998)將Shiva-l基因與小鼠IL-2基因的 5端從-593到+110區域以及SV40的多腺苷酸剪切信號一起感染導入小鼠中,結果表明轉基因鼠對布魯氏杆菌病抵抗力明顯增加。yarus(1996)肥牛TAP,基因導入小鼠乳腺,在小鼠乳中檢測到了牛TAP的存在,表明乳腺能轉錄相應的TAP抗菌肽類,且TAP重組體數量多,比合成抗菌肽費用低的多。因此,借鑒已成功方法,把昆蟲抗菌肽基因轉人畜禽特定細胞使其表達,產生抗病原菌感染的轉基因動物新品種,將成為發展畜牧生產的新途徑,其意義和應用價值不可估量。

4 結論

昆蟲抗菌肽是昆蟲體液免疫的重要組成成分,具有分子小,抗菌譜廣,來源豐富,且僅作用於原核細胞及病變的真核細胞的特點,為替代抗生素提供了新的途徑。這方麵已有些嚐試,例如美國的R&D報道,抗菌肽可作為飼料防黴劑;溫劉發等應用含抗菌肽的柞蠶免疫血淋巴粉添加於斷奶仔豬飼料中,飼喂試驗表明,柞蠶抗菌肽可減輕斷奶仔豬的腹瀉。他們又將抗菌肽的發酵製劑作為飼料添加劑飼喂粵黃雞,結果表明該製劑可促進小雞生長和減少排泄物氮含量。

但昆蟲抗菌肽應用中還亟待解決以下問題:l)昆蟲抗菌肽的結構和它的功能有密切關係,亟需探求抗菌肽的構效關係,為抗菌肽的應用提供必要的理論基礎;2)昆蟲抗菌肽的毒理作用需進一步研究,研究高活性抗菌肽在劑量、給藥方式。作用時間等因素下對人體或動物健康狀況的影響;3)昆蟲抗菌肽是昆蟲血淋巴中的一類小分子活性肽,其體內含量甚微,分離提純難度大,得率小,體外容易被蛋白酶降解,近期不能直接進行工業化生產,因此必須對已有的抗菌肽進行結構的修飾加工,提高穩定性,然後探索利用基因工程手段進行大規模牛產。