斑马鱼新型母源性免疫因子PLEKHF2的功能鉴定

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斑马鱼是低等脊椎动物,是研究天然免疫作用的重要模型,斑马鱼早期胚胎主要依靠母源性免疫相关因子抵御外来病原体的侵袭,因此,选取斑马鱼为实验对象。本文通过高通量质谱分析法从斑马鱼胚胎提取液中分离筛选出肽聚糖结合蛋白-PLEKHF2。以往的研究发现PLEKHF2参与多种生物过程的调节,但我们对PLEKHF2具体调节作用机制和在斑马鱼早期胚胎中的作用仍知之甚少。本实验从斑马鱼早期胚胎中克隆表达出plekhf2的ORF片段,对PLEKHF2进行了生物学信息分析、表达模式分析、重组蛋白体外表达、重组蛋白体外功能验证,初步证明了PLEKHF2可能与母源性免疫相关。首先,plekhf2的c DNA全长1228 bp,5’端非翻译区为253 bp,3’端非翻译区为231 bp,开放阅读框为744 bp,编码248个氨基酸,翻译得到蛋白质的分子量为27 k Da,等电点为8。斑马鱼PLEKHF2具有高度保守的PH结构域(位于氨基酸残基36-133位)和FYVE结构域(位于氨基酸残基144-213位)。PLEKHF2蛋白具有典型的核定位信号。序列比对表明,斑马鱼PLEKHF2与哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物的PLEKHF2同源性分别为84.6%、84.1%、84.1%、和85.3%,显示了PLEKHF2序列的保守性。利用SWISSMODEL在线软件进行结构预测发现,斑马鱼和人类PLEKHF2结构域的三维结构均由α-螺旋和无规则卷曲组成。共线性分析表明,斑马鱼plekhf2位于16号染色体上,右侧与ndufaf6连锁,左边与cfap418相连。其次,分子水平的检测结果,证明了plekhf2主要在斑马鱼成鱼精巢、脾脏、脑、眼睛和尾巴中以组织特异性方式表达,且早期胚胎中均有表达;与分子水平上的实验结果保持一致,蛋白水平的检测结果显示PLEKHF2在成年斑马鱼的肝脏、脾脏、精巢、皮肤和卵巢组织中表达,早期胚胎中也是均有表达。免疫组化结果表明,PLEKHF2定位于胚胎细胞细胞质中。再次,重组蛋白体外表达后进行结合能力鉴定,重组蛋白PLEKHF2(r PLEKHF2)可以与肽聚糖、脂多糖以及脂磷壁酸结合,证明该蛋白为模式识别受体;r PLEKHF2可以与革兰氏阳性与阴性细菌结合。最后,进行重组蛋白体外抑菌活性鉴定。实验验证了r PLEKHF2能够抑制革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的生长,证明重组蛋白PLEKHF2具有广谱抑菌活性。综上所述,本文得出结论:PLEKHF2是一种肽聚糖结合蛋白,是能够与PGN、LPS、LTA结合的模式识别受体,且存在于斑马鱼早期胚胎中,可以结合革兰氏阳性菌与阴性菌,并能够抑制革兰氏细菌生长。PLEKHF2的以上特性为研究如何保护斑马鱼早期胚胎免受病原体侵袭提供了理论依据,这是PLEKHF2功能的新发现,本文为理解在动物中广泛存在的PLEKHF2的生物学功能提供了一个新的研究思路。
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