[發明專利]家蠶絲腺增量表達抗菌肽BmGlv2在提高蠶絲抗菌性能中的應用及方法

在審

• 申請號: 201910156293.5
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109721650A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 郭鵬超;趙萍;夏慶友;王倩;王展
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C07K14/435
• 分類號: C07K14/435;C12N15/85;C12N15/12;A01K67/04
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 王貴君

本發明公開了家蠶絲腺增量表達抗菌肽BmGlv2在提高蠶絲抗菌性能中的應用及方法，其中抗菌肽BmGlv2的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，本發明通過轉基因的方式在家蠶絲腺中過表達抗菌肽BmGlv2，并比較了轉基因蠶絲和野生型蠶絲的抗菌性能，結果發現轉基因蠶絲在抗菌性能方面得到提升。本發明首次從基因層面通過提高抗菌肽的表達量并摻入蠶絲中以提高蠶絲抗菌性能，為蠶絲在傷口輔料和手術縫合線等領域的使用奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及家蠶絲腺增量表達抗菌肽BmGlv2在提高蠶絲抗菌性能中的應用，還涉及提高蠶絲抗菌性能的方法。

背景技術

家蠶以泌絲著稱，是最早被人類所完全馴化利用的經濟動物(昆蟲)之一。它的蠶繭用作紡織材料已經有五千年的歷史，蠶繭是由蠶絲構成的多層結構，具有超強的機械性能，能很好地保護蠶蛹。蠶絲主要由兩根絲素(fibroin)和包裹在其外層的絲膠蛋白(sericin)構成：絲素蛋白是蠶絲的主體，由蠶的后部絲腺合成，包括fib-H鏈、fib-L鏈和P25三種主要組分；絲膠由蠶的中部絲腺合成，包括絲膠1(Sericin1)、絲膠2(Sericin2)和絲膠3(Sericin3)三種主要組分(Gamo et al.,1977)。隨著質譜等分子生物學技術的發展，發現蠶繭或蠶絲中除了絲素和絲膠，還有很多的蛋白組分，通過LC/MS/MS技術從多層蠶繭中鑒定到了286種蛋白 (Zhang et al.,2015)。接著，董照明等人通過分析家蠶七種不同發育時期的蠶絲，包括每齡幼蟲的蠶絲、蠶繭絲和繭衣，共鑒定到500余種蛋白質(Dong etal.,2013)。除了絲素和絲膠蛋白之外，各種蛋白酶抑制劑和seroins蛋白的豐度占了80％。Seroins蛋白具有抑制細菌和核型多角體病毒生長的能力(Singh et al.,2014)，并且在細菌和病毒感染時Seroins在家蠶體內的表達明顯上調(Gandhe et al.,2006)。蠶繭中很多蛋白酶抑制劑也被報到具有抑制真菌孢子萌發的作用，如TIL類蛋白酶抑制劑BmSPI38andBmSPI39和Kunitz類蛋白酶抑制劑BmSPI51 能通過抑制球孢白僵菌分泌的表皮降解酶，有效的抑制孢子的萌發(Guo et al.,2016；Li et al., 2015)。研究還發現，這些蛋白酶抑制劑通常參與了家蠶的免疫反應，它們的表達量會受到細菌、真菌和病毒的誘導上調(Zhaoet al.,2012)。蠶繭中除了上述的高豐度抑菌蛋白，還有其他的免疫相關蛋白，如goverin2，cecropin和defensin等抗菌肽蛋白(AMPs)。AMPs是昆蟲先天免疫通路中的關鍵因子，它們通常在昆蟲遇到病原體的威脅時增量表達，然后殺死病原體或抑制它們的生長(Chen and Lu,2018；Jiang et al.,2010)。Gloverin是一類富含甘氨酸的抗菌肽，也是在鱗翅目昆蟲的先天免疫中很重要的效應蛋白之一。Gloverin主要以前體蛋白的形式在脂肪體和血細胞中產生，經過體內的酶解機制去除信號肽后變成成熟體(Lundstrom et al.,2002)。前人的研究顯示，glverions蛋白的具有抑制細菌(Axen et al.,1997；Lundstromet al.,2002； Mackintosh et al.,1998；Xu et al.,2015)、真菌(Hwang and Kim,2011；Xu et al.,2012)和病毒 (Moreno-Habel et al.,2012)生長的活性。

盡管在蠶繭中鑒定到了多種的免疫相關/抗菌蛋白，但目前蠶繭提取液的體外抑菌活性發現，其對細菌或真菌的抑制作用非常弱，幾乎檢測不到(Guo et al.,2016)。因此，大大阻礙了蠶絲在傷口輔料和手術縫合線等領域的使用(Akturk et al.,2011；Teramotoet al.,2008)。而通過基因層面通過提高抗菌肽的表達量并摻入蠶絲中，是否能大幅提高蠶絲的抗菌性能未見報道。

發明內容