本發(fā)明屬于凝集素領(lǐng)域，特別涉及一種蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

凝集素(lectin)是一類能選擇性地識別糖并與之非共價(jià)可逆結(jié)合的非抗體蛋白質(zhì)。因其能凝集紅細(xì)胞，故名凝集素(Barcmdes，1988)。1995年P(guān)eumans和Van Damme提出了植物凝集素的新定義，即凝集素蛋白含有至少一個(gè)可與專一性單糖或低聚(寡)糖可逆性結(jié)合的、非催化結(jié)構(gòu)域(Peumans，1995)。

細(xì)胞凝集是最容易直觀表征凝集素與細(xì)胞結(jié)合的現(xiàn)象。凝集素一般具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的糖結(jié)合位點(diǎn)，因此可以與多個(gè)特異性細(xì)胞同時(shí)結(jié)合，從而使游離的細(xì)胞聚集成團(tuán)而產(chǎn)生凝集效應(yīng)。研究表明，凝集素不僅可以與紅細(xì)胞結(jié)合，還可以與細(xì)菌、淋巴細(xì)胞、生殖細(xì)胞等其它細(xì)胞結(jié)合。

蘑菇凝集素可凝集各種血紅細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞，淋巴細(xì)胞等。凝集素的細(xì)胞凝集作用是凝集素分子的一個(gè)亞基與一個(gè)細(xì)胞表面的凝集素專一識別的糖基結(jié)合，另一個(gè)亞基與另一個(gè)細(xì)胞上的糖基結(jié)合，從而通過凝集素的架橋作用而導(dǎo)致的(劉艷如，2003)。

糙皮側(cè)耳凝集素對肝細(xì)胞瘤H-22(Wang,2000)、薄蓋靈芝凝集素對白血病L1210和M1細(xì)胞和肝癌(HepG2)細(xì)胞(Ngai,2004)、牛舌菌凝集素FHL對HeLa細(xì)胞等均具有明顯的抑制作用(林玉滿，2004)。植物凝集素在植物的防御反應(yīng)中起重要作用，具有抗細(xì)菌、真菌、昆蟲，甚至阻止被動(dòng)物獵食的功能(Peumans,1995)。有研究結(jié)果顯示大型真菌凝集素在真菌體內(nèi)可能與植物凝集素相似，在真菌的防御反應(yīng)中具有重要的作用(孫慧，2003)。

對蛹蟲草中凝集素的分子生物學(xué)研究還未見報(bào)道，蛹蟲草基因組已經(jīng)測序完成，將注釋為凝集素合成基因進(jìn)行原核表達(dá)，構(gòu)建凝集素高效表達(dá)的菌株，明確蛹蟲草凝集素的生物活性，為蛹蟲草里的凝集素的開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2及其制備方法和應(yīng)用，該蛋白能夠抑制金黃色葡萄球菌的生長、抑制人宮頸癌細(xì)胞HeLa的增殖等生物活性，因此，在抗菌抗癌方面具有應(yīng)用潛力。

本發(fā)明提供了一種蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本發(fā)明又提供了一種編碼蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2的基因，所述基因的序列如SEQ ID NO.2所示。

該蛋白屬于一種新型的真菌凝集素蛋白。將其cDNA序列在GenBank中進(jìn)行BLAST比對，沒有發(fā)現(xiàn)與其相似的基因序列，而將其氨基酸序列在NCBI的無冗余蛋白序列數(shù)據(jù)庫(nr)中進(jìn)行BLAST比對發(fā)現(xiàn)，該蛋白與來源于布氏蟲草(Cordyceps brongniartii)凝集素蛋白的相似性達(dá)到71.04％，與來自于球孢白僵菌(Beauveria bassiana)凝集素蛋白的相似性為71.04％。說明Lectin-ccm2是一種新的真菌凝集素蛋白，其編碼的基因是一個(gè)新的基因。

本發(fā)明又提供了一種蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2基因的載體。

優(yōu)選的，所述載體為pET-32a。

最優(yōu)選的，將蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2基因插入到pET-32a上的EcoRI限制性酶切位點(diǎn)上，得到重組載體pET-Lectin-ccm2。

本發(fā)明又提供了一種含蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2基因的重組菌株。

優(yōu)選的，所述重組菌株為BL21-Lectin-ccm2。

本發(fā)明的一種蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2的制備方法，包括：

(1)將蛹蟲草凝集素蛋白的cDNA序列連入載體中，得到重組載體；

(2)將上述重組載體轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞，得到重組菌株；

(3)培養(yǎng)上述重組菌株，誘導(dǎo)重組蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2的表達(dá)；

(4)純化、透析分離獲取所表達(dá)的蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2。

所述步驟(2)中的宿主細(xì)胞為大腸桿菌BL21細(xì)胞。

本發(fā)明的一種蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2的應(yīng)用，所述蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2用于制備抗菌抗癌藥物。

有益效果

本發(fā)明通過體外重組得到的蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2能夠抑制金黃色葡萄球菌的生長、抑制人宮頸癌細(xì)胞HeLa的增殖等生物活性，因此，在抗菌抗癌方面具有應(yīng)用潛力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2氨基酸序列與其它真菌凝集素蛋白氨基酸序列比對結(jié)果；

圖2為本發(fā)明pET-Lectin-ccm2質(zhì)粒圖譜；

圖3為本發(fā)明蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2表達(dá)的SDS-PAGE分析；其中，1為空載體，2為Lectin-ccm2蛋白，M為分子量標(biāo)準(zhǔn)；

圖4為本發(fā)明蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2抑制金黃色葡萄球菌生長實(shí)驗(yàn)；其中，1為陽性對照，抑菌圈直徑1.9cm；2、3為Lectin-ccm2蛋白，抑菌圈直徑0.8cm；4為空載體；

圖5為本發(fā)明蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2抑制HeLa細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述是實(shí)例中所用的試驗(yàn)材料，如無特殊說明，均為常規(guī)生化試劑公司買得。以下實(shí)施例中的定量實(shí)驗(yàn)，均設(shè)置三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值。

1.細(xì)胞株：BL21感受態(tài)，Top10感受態(tài)。

2.試劑盒、酶類、生化試劑和儀器：

試劑盒：天根質(zhì)粒提取試劑盒，天根蛋白定量檢測試劑盒，上海生工PCR產(chǎn)物回收試劑盒，PCR引物合成和基因測序均由上海生工完成。

酶類：Takara常規(guī)內(nèi)切酶，Takara DNAT4連接酶,TaqDNA聚合酶

儀器：艾本德微量加樣器、賽默飛世爾離心機(jī)、上海天能凝膠成像儀、水平電泳槽、垂直電泳槽，江陰諾源恒溫培養(yǎng)搖床，新芝超聲破碎儀，ABI PCR儀，伯樂酶聯(lián)免疫檢測儀。

生化試劑：

國藥冰乙酸、丙三醇(甘油)、無水乙醇、異丙醇、甲醇、甘氨酸、Tris、氫氧化鈉、EDTA、氯化鈉、氯化鉀、十二水合磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀；

丙烯酰胺、N,N-亞甲叉丙烯酰胺、IPTG；Oxdine胰蛋白胨、酵母提取物；Solarbio氨芐青霉素、卡那抗生素；SDS、β-巰基乙醇、考馬斯亮藍(lán)R-250、AP。

3.培養(yǎng)基：生工LB培養(yǎng)基。

實(shí)施例1

蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2基因序列信息與同源性分析

本發(fā)明蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2序列為1095bp，詳細(xì)序列見SEQ ID NO.2所示。根據(jù)cDNA序列推導(dǎo)出Lectin-ccm2氨基酸序列，共364個(gè)氨基酸殘基，分子量39.72kDa，理論等電點(diǎn)(pI)為5.05，不穩(wěn)定系數(shù)為29.1，脂肪族系數(shù)為70.52，詳細(xì)序列見SEQ ID NO.1所示。

將蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2氨基酸序列用BLAST程序在Non-redundant GenBank數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行蛋白質(zhì)同源性檢索，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它與來源于布氏蟲草(Cordyceps brongniartii)凝集素蛋白的相似性達(dá)到71.04％，與來自于球孢白僵菌(Beauveria bassiana)凝集素蛋白的相似性為71.04％。如圖1所示。由此可見，蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2與真菌凝集素蛋白家族在蛋白水平上存在較高的同源性，是一種新的真菌凝集素蛋白。

實(shí)施例2

蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2基因的擴(kuò)增與表達(dá)

以蛹蟲草mRNA為模板反轉(zhuǎn)錄成cDNA，再以上述cDNA為模板擴(kuò)增出凝集素基因Lectin-ccm2，經(jīng)EcoRI酶切，純化后用連接酶(T4ligase)連接到以經(jīng)EcoRI消化的pET32a載體上，表達(dá)載體pET-Lectin-ccm2轉(zhuǎn)化到表達(dá)菌株BL21。挑取單克隆，LB液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，次日，菌種以1：50擴(kuò)大培養(yǎng)200mL，37℃培養(yǎng)至OD600＝0.4-0.6，加入0.2mM的IPTG，16℃誘導(dǎo)表達(dá)12h。

實(shí)施例3

重組蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2的提取

8000rpm、4℃離心5min，收集誘導(dǎo)表達(dá)的菌株，加1mL破碎液重懸，用液氮速凍后進(jìn)行研磨。12000rpm、4℃離心15min，收集上清和沉淀。SDS-PAGE檢測目的蛋白的表達(dá)情況。目的蛋白Lectin-ccm2以可溶性蛋白形式存在，經(jīng)細(xì)菌過濾器除菌后-20℃保存。

實(shí)施例4

重組蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2抑制金黃色葡萄球菌增殖試驗(yàn)

固體LB培養(yǎng)基融化后，待溫度降至50℃時(shí)，以1％的接種量加入過夜培養(yǎng)的金黃色葡萄球菌菌液，混勻后立即倒平板，待平板凝固后在表面滴加2ul上述粗蛋白提取液，以空載體表達(dá)產(chǎn)物作為陰性對照，用氨芐作為陽性對照。將平板置于37℃培養(yǎng)10小時(shí)，觀察結(jié)果。

如圖4所示，純化蛋白對金黃色葡糖球菌有抑制作用。

實(shí)施例5

重組蛹蟲草凝集素蛋白Lectin-ccm2抑制人宮頸癌細(xì)胞HeLa增殖試驗(yàn)

收集生長至對數(shù)期的HeLa細(xì)胞，調(diào)整細(xì)胞懸液濃度至5*10⁴個(gè)/mL，加入96孔板，每孔加入100ul。5％CO₂，37℃孵育至細(xì)胞單層鋪滿孔底，加入上述粗蛋白提取液，每孔加入100ul。5％CO₂，37℃孵育24小時(shí)，倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞長勢。每孔加入20ul MTT溶液(5mg/ml，即0.5％MTT)，繼續(xù)培養(yǎng)4h。小心吸去孔內(nèi)培養(yǎng)液，每孔加入150ul DMSO，置搖床上低速振蕩10min，使結(jié)晶物充分溶解。在酶聯(lián)免疫檢測儀測量OD570nm處各孔的吸光值。

如圖5所示，蛋白粗提取液濃度為1.8mg/ml時(shí)，抑制率為14.83％。