本發(fā)明涉及一種從香菇C91-3菌株中提取的Latcripin-8基因片段、編碼蛋白制備方法及用途,所編碼的蛋白具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、抗腫瘤及清除自由基及染料廢水脫色等功能。
背景技術(shù):
真菌富含多種生物活性分子,包括核糖體失活蛋白、抗真菌蛋白、凝集素、泛素樣蛋白、多糖和激酶。其中的抗腫瘤成分以不良反應(yīng)少、療效顯著等優(yōu)點(diǎn)在腫瘤治療方面具有獨(dú)到之處。香菇菌C91-3屬真菌為擔(dān)子菌亞門擔(dān)子菌綱側(cè)耳科,該菌種已于2013年保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心,保藏號為CGMCC No.7354。香菇菌C91-3含有健脾益氣,扶正祛邪,增強(qiáng)機(jī)體免疫力,防治癌癥等功效。[Zhao C,Sun H,Tong X,et a1.An Antitumor lectin from edible Mushroom Agrocybe aegerita[J].Biochem J,2003,374:321—327]。香菇菌C91-3發(fā)酵液中含有多種蛋白成分,通過動物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)有些蛋白成分具有較好的抗腫瘤作用[黃敏,寧安紅,張卓然等.香菇C91-3菌絲發(fā)酵液小鼠體內(nèi)抗腫瘤作用的研究[J].中國微生態(tài)學(xué)雜志,1996,8(3):38-40]。體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí),其發(fā)酵液中的一些蛋白組分具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的能力[戴兵,黃敏,寧安紅.香菇C91-3菌絲發(fā)酵液蛋白抑制小鼠宮頸癌細(xì)胞株U14生長及誘導(dǎo)凋亡的實(shí)驗(yàn)研究.浙江醫(yī)學(xué),2004,26(9);656 -658]。雖然目前已有關(guān)于從香菇C91-3菌中提取可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的基因片段、編碼蛋白及制備方法的相關(guān)報(bào)道,但是不同的基因片斷的作用效果不盡相同,亟待開發(fā)更多的表達(dá)蛋白藥效強(qiáng)、靶向性好、具備產(chǎn)業(yè)價(jià)值的香菇C91-3cDNA的基因片段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題,提供一種從香菇C91-3菌株中提取的Latcripin-8基因片段、編碼蛋白及制備方法,所編碼的蛋白具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、抗腫瘤及清除自由基等功能。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種香菇C91-3菌株的Latcripin-8基因片段,其特征在于核苷酸序列如SEQ ID NO:1 所示。
一種上述香菇C91-3菌株的Latcripin-8基因片段編碼蛋白,其特征在于氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
一種上述香菇C91-3菌株的Latcripin-8基因片段的制備方法,其特征在于依次按如下步驟進(jìn)行:
a. 提取香菇C91-3菌株的菌絲體總RNA;
b. 將菌絲體總RNA反轉(zhuǎn)錄合成cDNA;
c. PCR擴(kuò)增目標(biāo)基因:
以所得到的cDNA為模板、以具有BamHⅠ和NotⅠ兩個(gè)酶切位點(diǎn)的PCR反應(yīng)引物進(jìn)行PCR反應(yīng);所述PCR反應(yīng)引物序列如SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4所示;
d. 回收純化DNA片段:
將所得到的PCR產(chǎn)物進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳,純化762bpMarker附近的明顯條帶,切膠回收DNA片段。
所述香菇C91-3菌株的Latcripin-8基因片段的制備方法,其特征在于所述a步驟是取培養(yǎng)18天的香菇C91-3菌株的菌絲體,于研缽中加入液氮充分研磨,加入Trizol后室溫靜置30min,樣品融化后繼續(xù)研磨至裂解液透明狀,室溫靜置5min后,12000r/min離心5min,將上清轉(zhuǎn)移至另一離心管中,然后加入1/5體積氯仿,溫和振蕩后,4?C, 12000 r/min離心,15 min;吸取上層水相溶液并轉(zhuǎn)移至另一離心管中,加入等體積異丙醇,混勻后室溫靜置15 min,再次4?C,12000 r/min離心,10 min,棄上清,然后加入75%乙醇洗滌并干燥,最后用DEPC處理水溶解,得到香菇C91-3菌株的菌絲體總RNA。
所述c步驟的PCR反應(yīng)體系50 μl: cDNA模板1 μl,上游引物0.5 μl,下游引物0.5 μl,dNTP Mixture 4 μl、5×PrimeSTAR Buffer 10 μl、2.5 U/μl 的PrimeSTAR HS DNA Polymerase0.5 μl、滅菌蒸餾水33.5 μl;反應(yīng)條件:98℃變性10 s,55℃復(fù)性10 s,72℃延伸1 min,30個(gè)循環(huán);72℃延伸5 min;4℃冷卻10 min。
一種上述香菇C91-3菌株的Latcripin-8基因片段編碼蛋白在制備抗腫瘤、抗氧化或抗衰老藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明是從香菇C91-3菌絲體轉(zhuǎn)錄組中,克隆出一段特異性基因片段,命名為Latcripin-8基因片段,該基因片段所編碼的蛋白具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、抗腫瘤及清除自由基等功能??蓪⒃摶蚱芜M(jìn)行基因重組,并于原核表達(dá)體系中進(jìn)行高效表達(dá),將表達(dá)產(chǎn)物通過親和層析進(jìn)行分離和提純,獲得該基因編碼的蛋白質(zhì),該蛋白可用于研究細(xì)胞凋亡中的機(jī)制及其在細(xì)胞信號通路中的作用,也可用于制備治療腫瘤、抗氧化或抗衰老藥物,增加藥物種類。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例 PCR產(chǎn)物的1%瓊脂糖凝膠電泳圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例所用載體 pET-32a(+)雙酶切后的電泳圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提取的Latcripin-8基因片段轉(zhuǎn)化后的單克隆陽性菌落。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例重組表達(dá)蛋白的SDS-PAGE電泳圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例誘導(dǎo)表達(dá)蛋白的Western-blot電泳圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例純化后的目標(biāo)蛋白SDS-PAGE電泳圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例純化后的目標(biāo)蛋白對SGC細(xì)胞的生長抑制率示意圖。
香菇C91-3菌株保藏日期:2013年3月15日;
分類命名:香菇(Lentinula edodes);
保藏單位:中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC);
保藏單位地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號
保藏號:CGMCC No.7354。
具體實(shí)施方式
a. 提取香菇C91-3菌株的菌絲體總RNA:
取用培養(yǎng)基培養(yǎng)18天的香菇C91-3菌株的菌絲體,于研缽中加入液氮充分研磨,加入1ml的Trizol后室溫靜置30min,樣品融化后繼續(xù)研磨至裂解液透明狀,室溫靜置5min后,12000r/min離心5min,將上清轉(zhuǎn)移至另一離心管中,然后加入然后加入0.2 ml氯仿,溫和振蕩后,4?C, 12000 r/min離心,15 min;吸取上層水相溶液0.5 ml并轉(zhuǎn)移至另一干凈的1.5 ml離心管,加入等體積異丙醇,顛倒混勻后室溫靜置15 min,再次4?C,12000 r/min離心,10 min,棄上清,然后加入75%乙醇1 ml洗滌并干燥,最后用DEPC處理水溶解,香菇C91-3菌株的菌絲體總RNA;
紫外分光光度計(jì)驗(yàn)證純度,OD260/280比值在1.8~2.0之間。
進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)證,表明RNA提取純度較高。
b. 將菌絲體總RNA反轉(zhuǎn)錄合成cDNA;
使用TaKaRa 3′-Full RACE Core Set Ver.2.0試劑盒反轉(zhuǎn)錄合成cDNA,本試劑盒購自寶生物工程(大連)有限公司。
反應(yīng)體系:香菇菌絲體總RNA (1μg/μl) 1 μl、3’ RACE Adaptor (5 μM) 1 μl、dNTP Mixture (10 mM each) 1 μl、RNase Free dH2O 4.5 μl;
反應(yīng)條件:70℃,10 min 立即冰上放置2分鐘;
然后加入下列組分:5× M-MLV Buffer 2μl、 RNase Inhibitor (40 U/μl) 0.25 μl、Reverse Transcriptase M-MLV (無RNA酶) (200 U/μl) 0.25 μl,體系總體積達(dá)到10 μl。
反應(yīng)條件: 42℃,60 min 70℃,15 min 得到反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)液(cDNA)。
c. PCR擴(kuò)增目標(biāo)基因:
以所得到的cDNA為模板、以具有BamHⅠ和NotⅠ兩個(gè)酶切位點(diǎn)的PCR反應(yīng)引物進(jìn)行PCR反應(yīng);所述PCR反應(yīng)引物序列如SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4所示。
引物委托寶生物(大連)公司合成。
PCR反應(yīng)體系50 μl: cDNA模板1 μl,上游引物0.5 μl,下游引物0.5 μl,dNTP Mixture(各2.5 mM)4 μl、5×PrimeSTAR Buffer(Mg2+plus) 10 μl、PrimeSTAR HS DNA Polymerase(2.5 U/μl)0.5 μl、滅菌蒸餾水33.5 μl;反應(yīng)條件:98℃變性10 s,55℃復(fù)性10 s,72℃延伸1 min,30個(gè)循環(huán);72℃延伸5 min;4℃冷卻10 min。
PCR 產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳如圖1所示,圖1中M : DL2,000 DNA Marker;1:Latcripin-8目的克隆片段產(chǎn)物,證明成功獲得了該基因片段。
d. 回收純化DNA片段:
將所得到的PCR產(chǎn)物進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳,純化762bpMarker附近的明
顯條帶,切膠回收DNA片段,命名為Latcripin-8基因片段。
實(shí)驗(yàn):
1. Latcripin-8基因片段序列測定:
測序由大連寶生物公司測定,香菇C91-3 Latcripin-8基因片段核苷酸序列如SEQ ID NO.1。Latcripin-8的基因片段序列長為762bp的cDNA,其含有254個(gè)密碼子可讀框(ORF)。經(jīng)使用NCBI數(shù)據(jù)庫核苷酸相似性檢索表明,無任何相似性的基因片段序列,證明此基因?yàn)橐恍滦突蚱巍?/p>
2. Latcripin-8基因片段的克隆表達(dá)
2.1 載體構(gòu)建
2.1.1 將質(zhì)粒pET-32a(+),使用BamHⅠ/NotⅠ進(jìn)行酶切;
反應(yīng)體系 (37℃過夜):
pET-32a(+)(100 ng/μl) 10 μl
10×K Buffer 5 μl
EcoRⅠ(10 U/μl) 1 μl
XhoⅠ(10 U/μl) 1 μl
dH2O Up to 50 μl
取5 μl 進(jìn)行1% 瓊脂糖凝膠電泳,結(jié)果如圖2所示,M : λ-Hind Ⅲ digest;1 :pET-32a(+)-plasmid;p;2 :ET-32a(+)- BamHⅠ/NotⅠ,表明質(zhì)粒切割完全,可進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
2.1.2 載體回收
使用TaKaRa MiniBEST Agarose Gel DNA Extraction Kit Ver.3.0切膠回收約5.9 kbp 的DNA 片段。
2.1.3 將pET-32a(+)載體與本發(fā)明實(shí)施例的Latcripin-8基因片段進(jìn)行重組
使用In-Fusion? HD Cloning Kit,分別將本發(fā)明實(shí)施例的Latcripin-8基因片段與酶切后回收載體連接,反應(yīng)體系及條件如下:
Latcripin-8基因片段(100 ng/μl) 2 μl
酶切后回收載體(50 ng/μl) 1μl
5xIn-Fusion HD Enzyme Premix 2 μl
dH2O Up to 10 μl
50℃ 15 min
取上述In-Fusion 產(chǎn)物2.5 μl 熱轉(zhuǎn)化至E.coli Rosetta-gami(DE3)中,涂布于含四種抗生素(羧芐青霉素、四環(huán)素、氯霉素、卡那霉素)的LB平板上,37 ℃ 過夜培養(yǎng)。培養(yǎng)結(jié)果如圖3所示,表明重組載體成功轉(zhuǎn)化到宿主菌中,并獲得陽性菌落。
同時(shí),選取平板上生長的單克隆陽性菌落接種于含四種抗生素(羧芐青霉素、四環(huán)素、氯霉素、卡那霉素)的LB液體培養(yǎng)基于37 ℃ 培養(yǎng)14小時(shí),采用寶生物公司Plasmid Miniprep Kit V3.l 抽提質(zhì)粒進(jìn)行測序鑒定,結(jié)果如SEQ ID NO.1。
2.2 Latcripin-8蛋白的誘導(dǎo)表達(dá)及鑒定
2.2.1 Latcripin-8蛋白的自誘導(dǎo)表達(dá)
挑取2.1.3的單克隆陽性菌落,接種于10 ml 含四種抗生素(羧芐青霉素、四環(huán)素、氯霉素、卡那霉素)的LB液體培養(yǎng)基中,于37 ℃ 下,120 r/min 振蕩培養(yǎng)過夜,再接種于100 ml含四種抗生素(羧芐青霉素、四環(huán)素、氯霉素、卡那霉素)的自誘導(dǎo)培養(yǎng)基中,于37 ℃ 下,120 r/min 振蕩培養(yǎng)4小時(shí)。取菌液進(jìn)行反復(fù)凍融破碎(4次),低溫(4℃)離心5000 r/min,5 min,取上清,加入50 μl PBS。將上清按蛋白樣品處理方法處理后,做12%SDS-PAGE電泳圖如
圖4所示,圖4中M:標(biāo)準(zhǔn)蛋白; 1:Lp-8全菌蛋白,表明重組蛋白在陽性菌株中成功表達(dá)。
2.2.2目標(biāo)蛋白Western-blotting 鑒定分析
將SDS-PAGE電泳分離樣品后,將PAGE膠用濕轉(zhuǎn)膜的方式轉(zhuǎn)印到NC膜上,經(jīng)5%脫脂牛奶室溫封閉液封閉120分鐘后,第一抗Mouse Anti-His Tag Monoclonal Antibody,4℃孵育過夜。再加入第二抗辣根酶標(biāo)記山羊抗小鼠IgG (H+L)室溫孵育60分鐘,顯色試劑盒顯色如圖5所示,證明誘導(dǎo)表達(dá)的重組蛋白確實(shí)為目的蛋白。
2.3 Latcripin-8蛋白的純化及活性鑒定
2.3.1. Latcripin-8蛋白的純化
將上述條件誘導(dǎo)的菌體低溫5000 r/min,10 min~20 min離心,每50~100 mg菌體(濕重)加入1~2 ml細(xì)菌裂解液。10000×g,4℃離心15~20分鐘,分離上清和沉淀,并收集沉淀(包涵體)。將沉淀重懸于Binding Buffer中,10,000×g離心20分鐘,收集上清。將上清負(fù)載上柱,利用HIS標(biāo)簽的親和層析進(jìn)行蛋白的純化,使用適量Elution Buffer洗脫,收集洗脫峰。得到單一的目的蛋白,12%SDS-PAGE電泳驗(yàn)證如圖6所示。圖6中,1: M:標(biāo)準(zhǔn)蛋白; 1:Lp-8純化前;2:純化1 ;3:純化2;4:純化3 。
采用現(xiàn)有方法對純化濃縮的目標(biāo)蛋白進(jìn)行測序,其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
2.3.2. Latcripin-8蛋白的除鹽和復(fù)性
將純化后的Latcripin-8蛋白進(jìn)行梯度透析,將Latcripin-8蛋白裝入MW16000的透析袋中,兩端用透析袋夾夾緊。將透析袋放入0.5 L~2 L的透析復(fù)性液中,冰浴,攪拌透析,24 h~72 h,每6~8 h換液一次復(fù)性,逐步降低尿素濃度直至0。將透析袋中的溶液離心10000 rpm,4℃離心,20~30 min上清即為復(fù)性的重組蛋白。
2.33. Latcripin-8蛋白的活性鑒定(CCK8法)
將純化濃縮的目的蛋白進(jìn)行微量BCA蛋白定量后,用CCK8法檢測細(xì)胞存活和生長情況。將目的蛋白作用的終濃度分別調(diào)整為12.5 μg / mL、25 μg / mL、50 μg / mL、100 μg / mL、200 μg / mL,備用。以PBS作為空白對照,評價(jià)其對腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒作用,選用人胃癌SGC細(xì)胞株進(jìn)行CCK8實(shí)驗(yàn)。用0.25~1%胰酶消化對數(shù)期細(xì)胞,終止后離心收集,制成細(xì)胞懸液,細(xì)胞計(jì)數(shù)調(diào)整其濃度至5×104/ml。每孔加入100 ul,邊緣孔用無菌PBS填充,5% CO2,37 ℃孵育,至細(xì)胞單層鋪滿孔底(96孔平底板)加入上述100 μg / mL的藥物每孔200 μL,每個(gè)濃度設(shè)6個(gè)復(fù)孔,5% CO2,37 ℃孵育24小時(shí),48小時(shí),并倒置顯微鏡下觀察。48小時(shí)后棄去含有藥物的培養(yǎng)基,然后每孔加入CCK8溶液(即10% CCK8)200μL,繼續(xù)培養(yǎng)3小時(shí)。終止培養(yǎng),置搖床上低速振蕩5 min。在酶聯(lián)免疫檢測儀450nm處測量各孔的吸光值,按照下面公式計(jì)算抑瘤率(細(xì)胞生長抑制率)=(對照組平均OD值-實(shí)驗(yàn)組平均OD值)/(對照組平均OD值-空白組平均OD值)。目標(biāo)蛋白的CCK8實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明本發(fā)明基因表達(dá)的蛋白對人胃癌SGC細(xì)胞株有明顯地抑制作用,在蛋白濃度為12.5 μg / mL、25 μg / mL、50 μg / mL、100 μg / mL時(shí),24 h、48 h的抑瘤率見圖7。
序列表
<110> 大連醫(yī)科大學(xué)
<120>香菇C91-3菌株的Latcripin-8基因片段、編碼蛋白、制備方法及用途
<160> 4
<210> 1
<211> 762
<212> DNA
<213>香菇C91-3菌株(Lentinula edodes)
<400> 1
1 GACTGGAAAACTCTTGGATCTGGCTCGTTTGGCAAGGTTTACAAGGGCACTTATCTTGGA
61 ATCGACGTCGCCATCAAGGAAGTCTTACCATCTACTGAATACGACGTGGCSAAATACTTT
121 GAGCGTGAATGGCGTCTCATGAAGGAATCTCGCCATCCTAATATCGTCCTCTTTCTTGGT
181 CTCTCTCGTGCTCCCGAGCCAGACAATCGCATTTTCATCGTCTCCGAGTTCATAGACAAC
241 GGCAACCTGCGTCATTACATTCACGACAAGAACAAACCRTTCCCGTGGCGTCTTCGATTG
301 TCTTTTGCCACAGATATTGCCCGTGCGCTTGCATATTTACATGCTCGAAAATGCATACAT
361 CGAGATTTGAAAGGCGAAAACCTGCTTGTCACCGCTAATGGTCGTTTGAAGATTACAGAC
421 TTTGGCTTTGCTCGGATAGCTGCCCGAAGCGAAGACGAATCSAARCGACTCACGTTTTGT
481 GGRACCGATTCGTACATGTCTCCCGAAATCCTCCTTGGAGAGGAGTTTGATCTCCCTACC
541 GACATATTCTCCTTYGGTATCATYCTCTGTGAGATCGCTGCYCGCCGACTTGCGGACGAC
601 CATCATTTCAAGCGAGCYGCACCSACTTTCTCCATMGATGCAGATGAGATCCGCAGTCTC
661 GCTAATCCAGGATGTCCGCCTGACTTGATATCATTGTGCATTGAATGCTGCTCTTCAAAT
721 CCTGCCGCTCGTCCAACGACTCGTCAAATTCTCGAGAAACTT
<210> 2
<211> 254
<212> PRT
<213>香菇C91-3菌株(Lentinula edodes)表達(dá)產(chǎn)物
<400> 2
1 GACTGGAAAACTCTTGGATCTGGCTCGTTTGGCAAGGTTTACAAGGGCACTTATCTTGGA
1 D W K T L G S G S F G K V Y K G T Y L G
61 ATCGACGTCGCCATCAAGGAAGTCTTACCATCTACTGAATACGACGTGGCSAAATACTTT
21 I D V A I K E V L P S T E Y D V A K Y F
121 GAGCGTGAATGGCGTCTCATGAAGGAATCTCGCCATCCTAATATCGTCCTCTTTCTTGGT
41 E R E W R L M K E S R H P N I V L F L G
181 CTCTCTCGTGCTCCCGAGCCAGACAATCGCATTTTCATCGTCTCCGAGTTCATAGACAAC
61 L S R A P E P D N R I F I V S E F I D N
241 GGCAACCTGCGTCATTACATTCACGACAAGAACAAACCRTTCCCGTGGCGTCTTCGATTG
81 G N L R H Y I H D K N K P F P W R L R L
301 TCTTTTGCCACAGATATTGCCCGTGCGCTTGCATATTTACATGCTCGAAAATGCATACAT
101 S F A T D I A R A L A Y L H A R K C I H
361 CGAGATTTGAAAGGCGAAAACCTGCTTGTCACCGCTAATGGTCGTTTGAAGATTACAGAC
121 R D L K G E N L L V T A N G R L K I T D
421 TTTGGCTTTGCTCGGATAGCTGCCCGAAGCGAAGACGAATCSAARCGACTCACGTTTTGT
141 F G F A R I A A R S E D E S X R L T F C
481 GGRACCGATTCGTACATGTCTCCCGAAATCCTCCTTGGAGAGGAGTTTGATCTCCCTACC
161 G T D S Y M S P E I L L G E E F D L P T
541 GACATATTCTCCTTYGGTATCATYCTCTGTGAGATCGCTGCYCGCCGACTTGCGGACGAC
181 D I F S F G I I L C E I A A R R L A D D
601 CATCATTTCAAGCGAGCYGCACCSACTTTCTCCATMGATGCAGATGAGATCCGCAGTCTC
201 H H F K R A A P T F S I D A D E I R S L
661 GCTAATCCAGGATGTCCGCCTGACTTGATATCATTGTGCATTGAATGCTGCTCTTCAAAT
221 A N P G C P P D L I S L C I E C C S L N
721 CCTGCCGCTCGTCCAACGACTCGTCAAATTCTCGAGAAACTT
241 P A A R P T T R Q I L E K L
<210> 3
<211> 35
<212> DNA
<213>人工序列
<220>
<223>上游引物
<400>3
GCTGATATCGGATCCGACTGGAAAACTCTTGGAT 35
<210> 4
<211> 24
<212> DNA
<213>人工序列
<220>
<223>引物
<400>4
CTTACGAGGACATCAAAGGCGACT 24