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营养期杀虫蛋白(vegetative insectcidal protein,Vip)是由苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)在营养生长指数中期至稳定期期间分泌产生的一类新型杀虫因子,分为Vip1、Vip2和Vip3三种,目前以Vip3的研究最为深入。Vip3对鳞翅目害虫具广谱杀虫活性,但实验发现Vip3蛋白的杀虫机制不同于Bt杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins,ICPs),且昆虫体内与Vip3蛋白的结合受体明显不同,目前Vip3蛋白的受体仍未鉴定出。杂食害虫草地贪夜蛾及其细胞系sf9细胞对Vip3A的溶细胞作用敏感,本文利用本实验室提交到GenBank的vip3Aa18基因与构建的菌株为实验材料,研究Vip3A18a蛋白与sf9细胞的结合。先前的实验显示Vip3A有杀草地贪夜蛾幼虫的活性,为了探索细胞水平的毒性,我们检测了Vip3A对夜蛾种属sf9细胞的毒性。将表达纯化出的Vip3Aa18蛋白加入到对数生长期的sf9细胞中,利用MTT法检测细胞活性。实验结果显示,在Vip3Aa18蛋白加入到sf9细胞中培养24小时后,Vip3Aa18蛋白对sf9细胞确实有杀伤作用,且测得的半致死浓度LC50为6.5μg/ml。将Vip3Aa18蛋白与绿色荧光蛋白GFP相融合,加入到培养的sf9细胞中进行定位研究,发现在加入蛋白Vip3Aa18-GFP作用18h时,绿色的荧光蛋白定位于细胞表面,说明sf9细胞表面确实可能存在Vip3Aa18的受体,Vip3Aa18与细胞表面受体相结合可能是细胞溶解的前奏。我们将纯化的Vip3Aa18蛋白与提取的sf9细胞膜蛋白进行配体杂交,杂交结果显示,sf9细胞膜上存在多种蛋白能与Vip3Aa18蛋白相结合。
最近,Singh等利用酵母双杂交的方法从sf21细胞中发现了一种能与Vip3A结合的蛋白-S2核糖体蛋白。利用RNA干扰降低S2蛋白的表达能降低VIP3A的毒性。通过荧光显微镜观察细胞内S2蛋白与Vip3A,结果显示它们互相结合并且定位在sf21细胞质及细胞的表面。我们猜测草地贪夜蛾sf9细胞中也存在着S2蛋白,它能与Vip3Aa18蛋白相结合,然后引起后面一系列的杀伤作用。
我们提取了sf9细胞的总RNA进行反转录,然后扩增出S2的cDNA,连接到表达载体pET-32a(+)上,并在大肠杆菌BL21菌株中表达。利用诱导后纯化的S2蛋白与Vip3Aa18蛋白做配体杂交,结果显示S2蛋白确实与Vip3Aa18蛋白相结合。