JOURNAL 广 西 OF GUANGXI医 科 MEDI大 CAI学 UNI学 VERSI报RSI TY 2010 Apr;27(2)・ 188 ・ 短尾蝮蛇毒磷脂结合抗凝蛋白I3亚基的基因克隆和序列分析 黎渊弘林文珍 臧宁 梁莹。 黎肇炎 △ (广西医科大学第一附属医院药剂科南宁 530021) 摘要 目的:克隆短尾蝮蛇毒磷脂结合抗凝蛋白(PBAP)p亚基基因,并对该基因进行序列分析。方法:从短尾蝮蛇的毒腺中提 取总RNA,设计引物并采用RT—PCR技术进行体外扩增PBAP ̄亚基cDNA序列,将PCR扩增产物克隆至载体PMD-19T,通 过PCR进行鉴定后,提取阳性克隆菌体质粒进行测序。结果:序列分析结果显示:PBAP ̄亚基cDNA序列长度为441 bp,编码 框由146个氨基酸组成,其中包括由23个氨基酸的信号肽,以及123个氨基酸组成的成熟肽。结论:PBAP ̄亚基基因及其氨 基酸序列和已报道的一些蛇毒凝集素8亚基的基因以及氨基酸序列相比较,有88 ~99 的同源性。 关键词蛇毒;克隆;序列分析 中图分类号:R914.1 文献标志码:A 文章编号:1005—930X(2010)02—0188—04 GENE CLONE AND SEQUENCE ANALYSIS OF THE p SUBUNIT OF PHOSPHOLIPII).BIND。 ING ANTICOAGULATION PRoTEIN FROM AGKISTRODON HALYS BREVICAUDUS VEN— OM Li Yuanhong,Lin Wenzhen,Zang Ning,et a1.(The Pharmacy Department of the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021 China) Abstract Objective:To clone and analyze sequence of the subunit of phospholipi d—binding anticoagulation protein(PBAP)from Agkistrodon halys Brevicaudus venom.Methods:The total RNA was extracted from the venom gland of snake Agkistrodon halys Brevicaudus.The cDNA sequences of the j3 subunit of PBAP were amplified by RT—PCR using primers and cloned into the pMD 1 9一T Vector.Plasmid DNAs obtained from positive clones were identified by means of PCR reaction.The cDNA sequences were determined with positive clones directly.Results:The sequence analysis showed that the cDNA sequence of the p subunit of PBAP which encoded an open reading frame(ORF)of 146 amino acids was 441 bp,also included a signa1 peptide of 23 amino acids,mature protein of 123 amino acids.Conclusion:The G subunit of PBAP was com- pared with the amino acids sequence for other Lectin of snake venom protein subunit(such as Deinagkis~ trodon acutus,Trimeresurus stejnegeri),their homology was 88 ~99 . Key words snake venom;cloning;sequence analysis 我们从短尾蝮蛇毒中分离纯化出磷脂结合抗凝蛋白 研究。本实验从浙江短尾蝮蛇的毒腺中提取总RNA,克隆 (Phospholipid—binding anticoagulati0n protein,PBAP),并对 磷脂结合抗凝蛋白8亚基基因,并对该基因进行序列分析, 其生化性质_J]、药理作用L2 及抗凝机理 ]进行了相关研究, 现报道如下。 发现该蛋白不仅能有效抑制凝血因子Ⅸ的活性,对凝血因子 Ⅷ、Ⅺ、Ⅻ因子的活性都有不同程度的抑制,它没有出血和溶 1材料与方法 血反应,是一种新型的抗凝蛋白。由于自然界中蛇资源非常 1.1材料:浙江短尾蝮蛇购自浙江省衢州万田蛇类养殖场。 有限,因此我们考虑通过分子生物学的克隆、表达等方法来 焦碳酸二乙酯(DEPC)、细菌培养用胰化蛋白胨、细菌培养用 得到大量的磷脂结合抗凝蛋白,以方便对该蛋白进行更多的 酵母提取物为Sigma公司产品;总RNA抽提试剂盒购自上 海华舜生物工程有限公司;RT—PCR反应试剂盒、感受态受体 *基金项目:广西研究生教育创新计划项目资助 菌JM109、耐热DNA聚合酶(Taq DNA polymerase)、DNA (No.20061O5981007D10) 限制性内切酶、载体PMD-19T、X-Gal、IPTG、氨苄青霉素均 1广西医科大学生物化学与分子生物学教研室 购自大连宝生物工程有限公司,其它试剂均为国产分析纯试 2广西医科大学医学科学实验中心 剂。 3广西医科大学微生物学与免疫学教研室 1.2方法 △通信作者:E-mail:zyli2001@hotmail.corn 1.2.1总RNA的提取:将蝮蛇断头后,立即取出毒腺,按照 收稿日期:2009—02—15 总RNA抽提试剂盒推荐的方法进行。 黎渊弘,等.短尾蝮蛇毒磷脂结合抗凝蛋白B亚基的基因克隆和序列分析 ・ 189 ・ 1.2.2引物的合成:参考竹叶青凝血因子Ⅸ结合蛋白核苷 酸保守的5端和3端非翻译区的保守序列 设计一对上游 引物和下游引物(浓度为250 ̄mol/I ),由宝生物工程有限公 司(大连)合成,序列如下:正向引物:5 ggacggaaggaagac— catg一3 ;反向引物:5 ggcagaatttattggaccttc一3 。 1.2.3 cDNA的获得 1.2.3.1 首先按照下列反应体系进行反转录:模板总RNA 1 L;MgC12(25 mmol/L)2 L;10 X RT缓冲液1 L;RNA 酶抑制剂(40 U/uL)0.25 L;无RNA酶双蒸水3.75 I ; AMV Reverse Tran—Scriptase XI (5U/g1)0.5“L;反向引物 (250 ̄mol/I )0.5”I ;dNTP(10 mmol/I )1”L;总量为 1O I ;按下列条件进行反应:42℃30 min;99℃5 min;5℃ 5 min;共一个循环。 1.2.3.2将以上反应所得产物作为模板,按照下列条件进 行下一步反应:模板10 I ;5 X PCR缓冲液10 I ;正向引 物P1 0.5 I ;无RNA酶双蒸水29.25 L;TaKaRa Ex Taq 酶0.25 I ;总量为5O I 。反应条件:94℃5 min;94℃ 30 S;51℃3O S;72℃1 min,共进行3O个循环。反应结束后 取1O I 反应产物进行1 琼脂糖凝胶电泳鉴定,溴化乙锭 染色后,PCR产物约为400 bp。 1.2.4 目的DNA重组克隆:参照文献[7,8]及试剂盒推荐 的方法将PCR产物与PMD19-T载体于16℃连接,转化至 E.coliJM109感受态细胞中,培养于含有X Gal、IPTG、氨苄 青霉素(10 mg/I )的I B琼脂培养基上,37℃培养过夜后,挑 取白色菌落进行PCR鉴定,选取阳性克隆菌体。 1.2.5 DNA序列测定和分析:阳性克隆菌体由大连宝生物 工程有限公司进行序列测定验证,采用VectorN『TI suite 7.0 软件进行序列比较分析。 2 结 果 2.1 蛇毒总RNA的提取:按照试剂盒推荐的方法抽提及纯 化蛇毒总RNA,紫外分光仪检测A /A 。一一1.8,Az。 / A2 一2.2,计算出浓度约为4.2 g/I ;RNA电泳可见28S 及l8S两条带(图1)。以上结果表明RNA的质量和浓度符 合反转录的要求。 2.2 PCR结果:按照试剂盒推荐的方法对短尾蝮蛇毒总 RNA进行RT—PCR扩增。1 琼脂糖凝胶电泳分析PCR产 物,引物的扩增产物在大约400 bp处可见有一特异的DNA 条带(图2)。 2.3 DNA的连接反应、克隆、大肠杆菌的转化:参照文献[7, 8]及试剂盒推荐的方法将PCR纯化产物克隆到pMD 19-T Vector载体,转化大肠杆菌JM109,接种于含有X-Gal、 IPTG、氨苄青霉素(10 mg/I )的I B平板上,培养后产生蓝、 白两种菌落。 2.4 阳性克隆质粒的抽提和鉴定:挑取白色菌落抽提质粒, 通过PCR反应鉴定重组子。PCR扩增后产物进行琼脂糖凝 胶电泳分析,均见大约400 bp的DNA条带。 2.5 cDNA序列分析:根据测序的结果获得的PBAP ̄亚基 cDNA序列,利用NCBI数据库中的ORF finder推导它的氨 基酸序列(图3),序列分析结果显示:编码框有441 bp,编码 由146个氨基酸组成的PBAPI ̄亚基。其N端由1~23个氨 基酸组成信号肽(划线处),由24~146个氨基酸构成PBAP ̄ 亚基的成熟肽。 28 S 18 S 图1总RNA琼脂糖凝胶电泳 2 000 bp 1 000 bp 750 bp 500 bp 400 bp 250 bp i00 bp hl I 图2 PCR产物琼脂糖凝胶电泳图 M:DI 2000 marker I:PCR扩增产物 1 atggggcgattcatcttcgtgagcttcggcttgctggtcgtgttc l M G R F I F V S F G L己、,V F 46 ctctccctgagtggaactgcagctgattgtccctctggttggtcc 16 L S L S G T A A D C P S G W S 91 tcttatgaagggcattgctaccagcccttcaatgaaccaaaaaac 3l S Y E G H C Y Q P F N E P K N 1 36 tgggccgatgcagagaatttctgcacacaacagcacacaggcgga 46 W A D A E N F C T Q Q H T G G 181 catctggtctccttccacagcactgaagaagcagattttgtggtc 6l H L V S F H S T E E A D F V V 226 aagctggccttccaaaattttggccacggcattttctggatggga 76 K L A F Q N F G H G I F W M G 271 ctgagcaatgtctggaatcaatgcaattggcaatggagcaatget 9l L S N V W N Q C N W Q W S N A 3 16 gccaagctcaaatacgaagcctgggctgaagaatcttattgtgtc 106 A K L K Y E A W A E E S Y C V 361 tarttcaagtcaactaataacaaatggaggagtagagcctgcaga 121 Y F K S T N N K W R S R A C R 406 atggaggcatatttcgtctgcgagtttcaggcatag 441 l36 M E A Y F V C E F O A 146 图3 PBAPf]亚基的cDNA序列及推导的氨基酸序列 ・ 190 ・ 广西医科大学学报2010 Apr;27(2) 2.6 PBAP与其他蛇毒蛋白质的同源性分析:利用Gene— 合蛋白p链一2、五步蛇抗凝蛋白口链、竹叶青凝血因子IX/X Bank的蛋白质同源性分析软件对PBAP分析得知(见图4), 结合蛋白p链一1、Gloydius蝮蛇凝血因子Ix_结合蛋白B链相 分别与halyxin—Gloydius蝮蛇8链前体、凝血因子IX/X结合 比较,同源性分别为95 、89%、89 、9O 、88 、88%、 蛋白p链前体、五步蛇抗凝血因子(1/2)p一链、Gloydius短尾 88 、99%。 蝮蛇纤维蛋白原凝固抑制剂B链、竹叶青凝血因子]x/x结 五步蛇抗凝血因子8链 (1)MGRFIFVSFGLLWFLSLSGTGADCPSD YEGIIC PF ——————五步蛇抗凝蛋白B链 (1)MGRFIFVSFGLLVLFLSLSGTAAI)CPS——————DWSSYEGHCY基PF§逆 凝血因子IX/X结合蛋白8链前体 (I)MGRFIFMSFGFLWFLSLSGTAADCPSDWSSYEGHC ——————竹叶青凝血因子I】(/x结合蛋白8链一1 (I)MGRFIFVSFGLLWFLSLSGTAAI)CLS——————GWSSYEGHCY F盟 竹叶青凝血因子I】【/X结合蛋白8链一2 (1)MGRFIFVSFGLLWFLSLSGTAADCLSGWSSYEGHC ——————短尾蝮蛇纤维蛋白原凝固抑制剂8链 (1)MGRFIFVSFGLLVVFLSLSGTAADCLS—————G—WSSYEGHCYKPF E Halyxin-gloydius蝮蛇B链前体 (1)MGRFIFLSFGLLVVFLSLSGTGADCPSGWSSYEGHCY———————KPF! g 短尾蝮蛇磷脂结合抗凝蛋白 (1)MGRFIFVSFGLLWFLSLSGTAADCPSGWSSYEGHCYNEP ———————QPF——五步蛇抗凝血因子8链 (4 KNWADAENFCTQQHTGGHL ——五步蛇抗凝蛋白8链 (44)KNWADAENFCTQ( ̄HTGS_HL TEEADFVVKLAF‘[[F巡I 凝血因子IX/X结合蛋白8链前体 (44)KNWADAENFcTQq LvS飑 DF、rvKI^F 竖I 竹叶青凝血因子IX/X结合蛋白B链一1 竹叶青凝血因子I)【/x结合蛋白8链一2 短尾蝮蛇纤维蛋白原凝固抑制剂B链 (44) ENFCTQQQ^GGm『vS I Halyxin-gloydius蝮蛇B链前体 (44) r ENFCTQQHTGGm S I 短尾蝮蛇磷脂结合抗凝蛋白 (44)l(N 脚cTQQl{TGGI{LVS I 五步蛇抗凝血因子8链 (87) 五步蛇抗凝蛋白8链 (87) 竹叶青凝血因子IX/x结合蛋白B链一l (87) 竹叶青凝血因子IX/X结合蛋白B链一2 (87) 短尾蝮蛇纤维蛋白原凝固抑制剂B链 (87) Halyxin—gloydius蝮蛇B链前体 (87) 短尾蝮蛇磷脂结合抗凝蛋白 (87) 五步蛇抗凝血因子B链 (123)KSTNNKWRSITCRMIANFVCEFCA ————五步蛇抗凝蛋白B链 (123)KSTNNKWRSITCRMIANFVCEFCA ————凝血因子IX/X结合蛋白8链前体 (123) CEFcA 竹叶青凝血因子Ix/X结合蛋白B链一l (123) cEF一一 竹叶青凝血因子I)【/X结合蛋白8链一2 (123) CEF一一 短尾蝮蛇纤维蛋白原凝固抑制剂G链 (123) Halyxin-gloydius蝮蛇B链前体 (123)l(STNNKWRSRAcR髓AYF1,CEFcA 短尾蝮蛇磷脂结合抗凝蛋白 (123)KST RSRACRI旺认YNFvcEFCA 图4 PBAPI3亚基与己知蛇毒蛋白质B亚基的氨基酸序列比较(不相同的氨基酸残基是用下划线表示) 3 讨 论 bo—hydrate recognition domain,CRD),蛇毒凝集素的糖结构 活性依赖于钙离子的存在,属于Ⅶ类动物凝集素家族[63。从 蛇毒含有许多影响血液凝固和纤维蛋白溶解系统的蛋 已报道的各类蛇所含蛇毒中分离到的凝集素样蛋白的氨基 白。这些蛋白分两类:蛋白酶和非蛋白酶。前者通过酶学反 酸序列同源性大致在3O ~9O 。虽然其结构非常相似,但 应,激活或灭活几乎所有与止血和纤维蛋白溶解系统的相关 生物活性和作用机制各不相同。一些蛇毒凝集素样蛋白通过 成分。后者通过非共价蛋白——蛋白相互作用,干扰某些凝 结合凝血因子Ⅸ或X起到抗凝作用,如从黄绿烙铁头(Tri— 血因子,调节血液凝固系统。最近,蛇毒非蛋白酶,主要是C一 meresurus flavoviridis)蛇毒中分离得到的Ⅸ/x.结合蛋白。 型凝集素样蛋白引起了人们的广泛关注。大多数蛇毒c-型 而从美洲矛头蝮(Bothrops jararaca)蛇毒中得到的bothra— 凝集素样蛋白是由a和B亚单位构成的异构二聚体,两个亚 jaracin则是一个凝血酶抑制剂。一些蛇毒凝集素样蛋白通 单位在结构上相似,每一亚单位都含有一个糖识别区域(Car— 过作用于yon Willebrand因子或GPIb-Ⅸ一V、GPVI等血小板 黎渊弘,等.短尾蝮蛇毒磷脂结合抗凝蛋白8亚基的基因克隆和序列分析 受体而引起血小板聚集,如botrocetin、convulxin和rhodocyt— 2008,24(3):42O一421. in。但flavocetin--A和echicetin等蛋白却是通过与GPIb一 黎渊弘,黎肇炎,黄丙轮,等.短尾蝮蛇毒磷脂结合抗凝 Ⅸ一V的结合而阻断其与von Willebrand因子的结合而抑制 蛋白对动物血栓的抗栓作用[J].中国生化药物杂志, 血小板聚集 ]。本文所克隆的PBAPft亚基基因的氨基酸序 2007,28(1):34-36. 列与已报道的多种蛇所含蛇毒的凝集素样蛋白B亚基氨基 黎渊弘,钟小斌,龙奕霄,等.短尾蝮蛇毒磷脂结合抗凝 酸序列在结构上非常相似,都含有一个糖识别区域(CRD), 蛋白对家兔血液流变学的影响[J].中国生化药物杂 分别于25、36、53、98、l19、135、142和145位点均含有半胱氨 志,2008,29(1):46—48. 酸残基,与其它蛇毒凝集素样蛋白(图4)的同源性分别为 黎渊弘,黎肇炎,林发全,等.短尾蝮蛇毒磷脂结合抗凝 88 ~99 。然而,我们所纯化的PBAP与这些蛇毒凝集素 蛋白的抗凝作用及其机理研究[J].广西医科大学学报, 样蛋白却有许多不同之处,表现在:(1)磷脂结合抗凝蛋白是 2007,24(2):254—256. 蛋白酶,它具有精氨酸脂酶活性,对血小板聚集没有作用;二 Lee Wenhui,Zhuang Qingying,Zhang Yun.Cloning 价阳离子Ca”,Mg ,Hg ,Co ,Cu。 及EDTA对酶活性 and characterization of a blood coagulation factorⅨ一 没有影响(BAEE法)_】 ;(2)它不仅抑制凝血因子Ⅸ的活性, binding protein from the venom of Trimeresurus stej— 对凝血因子Ⅷ、Ⅺ、Ⅻ因子的活性都有不同程度的抑制¨2]; negeri[J].Toxicon,2003,41(2):765-772. (3)抗凝作用的机理可能是直接与磷脂结合,阻止了磷脂类 ] ] ] ] ] 彭秀玲,] 袁汉英,] 谢毅,等.基因工程实验技术[M].第 物质参与凝血过程的作用有关 ]。 2版.长沙:湖南科技出版社,1997:107—121. 参考文献: J.萨姆布鲁克,E.F.弗里奇,T.曼尼阿蒂斯.分子克 隆实验指南[M].第2版.北京:科学出版社,1996:1— -11]黎渊弘,黎肇炎,林发全,等.短尾蝮蛇毒中磷脂结合抗 450. 凝蛋白的分离纯化及鉴定[J].中国药理学通报,2006, 魏勤,李瑞,王婉瑜,等.四个烙铁头蛇毒凝集样蛋 22(7):257-261. 白基因的克隆与序列分析[J].动物学研究,2002,23 [2]黎渊弘,黎肇炎,林发全,等.短尾蝮蛇毒磷脂结合抗凝 (4):273—279. 蛋白体内外对凝血因子的影响[J].中国药理学通报, 广西医科大学学报2010 Apr;27(2) 蛤蚧乙醇提取液影响去势大鼠胫骨TGF—l3 表达的研究 张胜昌 白 鹭 蓝玲 王 薇 关明明 (广西医科大学人体解剖学教研室 南宁 530021) 摘要 目的:研究在灌服蛤蚧乙醇提取液去势大鼠胫骨中TGF- ̄ 的表达,探讨蛤蚧乙醇提取液防治绝经后骨质疏松症的机 理。方法:采用12月龄SD雌性大鼠6O只,随机分为对照组、去势组和实验组。去势组和实验组均切除双侧卵巢,实验组给予 蛤蚧乙醇提取液灌胃处理;对照组给予假手术处理。3组大鼠分别于术后4、12周,随机各取1O只,测定骨密度(BMD)后处 死,取右侧胫骨,脱钙后包埋切片,HE染色,计数破骨样细胞;常规SABC法进行免疫组化染色,图像分析灰度值。结果:实验 组的全身BMD明显高于去势组,但仍然低于对照组;实验组的破骨样细胞计数与对照组相似,与去势组比较差异有统计学意 义(P<O.05)。TGF—B。在实验组及对照组的成骨细胞中呈阳性染色,部分骨基质中也有阳性表达,去势组呈阴性表达。结 论:蛤蚧乙醇提取液可能诱导骨微环境中TGF一8】表达增加,进而抑制破骨样细胞的生成,有效地预防绝经后骨质疏松的发生。 关键词 绝经后骨质疏松;蛤蚧乙醇提取液;TGF-13 中图分类号:R683.42 文献标志码:A 文章编号:1005—930X(20i0)02一Ol9i-04 THE EFFECT oF GEKKO GECKO ETHANoL—EXTRACTS oN THE EXPRESSION OF TGF- ̄I IN THE TIBIA oF oVARIECTOMIZED RATS Zhang Shengchang,Bai Lu,Lan Lin,et a1. *基金项目:广西教育厅科研项目(No.200810LX339),右江民族 (Department of Anatomy, Guangxi Medical 医学院院级课题(No.右科0802004) University,Nanning 530021 China) 收稿日期:2009—11—25 Abstract Objective:To study the expression of TGF一