家蚕BmPGRP-S5蛋白的抑菌活性及其在细胞免疫中的作用

[目的]肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan-recognition proteins,PGRP)可以特异性识别细菌细胞壁中的肽聚糖(peptidoglycan,PGN),并通过免疫缺陷(immune deficiency,IMD)途径和Toll途径诱导昆虫抗菌肽的产生.本研究旨在探讨家蚕Bombyxmori肽聚糖识别蛋白BmPGRP-S5的抑菌活性及在引发家蚕细胞免疫中的作用.[方法]用果蝇胚胎S2细胞表达BmPGRP-S5蛋白;通过细菌生长曲线法检测BmPGRP-S5蛋白对大肠杆菌Escherichia coli K12 D31、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus 和巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium 的抑菌活性;ELISA检测BmPGRP-S5蛋白与大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis胞壁组分的结合力;通过测定吸光值和观察家蚕血淋巴黑化反应分析BmPGRP-S5对细菌胞壁组分激活酚氧化酶原(prophenoloxidase,PPO)的影响,并通过异硫氰酸荧光素(FITC)标记法检测BmPGRP-S5对家蚕血细胞吞噬细菌的影响.[结果]获得表达纯化的BmPGRP-S5蛋白.BmPGRP-S5蛋白对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌K12D31和巨大芽孢杆菌无抑菌效果,加入40 pmol/L的Zn2+后,其对巨大芽孢杆菌的抑菌效果明显增强.ELISA结果表明,BmPGRP-S5蛋白与来自金黄色葡萄球菌的PGN和枯草芽孢杆菌脂磷壁酸(LTA)的结合能力较强,同时也促进了这两种细菌胞壁组分激活家蚕血淋巴酚氧化酶原,加快胞璧组分介导的家蚕血淋巴黑化反应.加入BmPGRP-S5蛋白后,家蚕血细胞对金黄色葡萄球菌的吞噬率提高到53.33％左右,对大肠杆菌K12D31的吞噬率在25.83％左右,对巨大芽孢杆菌的吞噬率达30.83％左右,与对照组相比显著增强.[结论]BmPGRP-S5抑菌作用依赖于Zn2+,可能与其酰胺酶活性有关.BmPGRP-S5可以通过识别细菌胞壁组分PGN或LTA在家蚕的黑化反应和细胞吞噬中发挥作用.本研究使用的BmPGRP-S5蛋白是通过在果蝇S2细胞进行重组表达获得,更能真实地反映其在昆虫体内生理状态下的功能活性.因此,本研究的结果对进一步开发利用BmPGRP-S5有指导意义.