烟草花叶病毒P54基因的原核表达与蛋白纯化
2021-05-31田培洁张德咏张松柏
李 聪,田培洁,张 宇,张德咏,,刘 勇,,张松柏, *
(1. 湖南大学研究生院隆平分院,湖南 长沙 410125;2. 湖南农业大学植物保护学院,湖南 长沙 410120;3. 湖南省农业科学院植物保护研究所,湖南 长沙 410125)
0 引言
【研究意义】烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)属帚状病毒科(Vigaviridae)科烟草花叶病毒属 Tobamovirus病毒,可侵染36个科的400多种植物,每年给全世界农作物造成的经济损失估计1亿美元以上[1]。TMV的基因组为一条正义单链RNA,其基因组长度约6 400 bp,编码1个结构蛋白和2个非结构蛋白;其中TMV P183基因中,编码一个假定的P54基因[2],其功能目前还鲜见报道。【前人研究进展】TMV基因组第一个核苷酸连有一个7Gppp的帽子结构,紧接着是一个含有69个核苷酸的非翻译前导序列,编码TMV复制所需的专一性复制酶。从启动子到第一个终止密码子可翻译为P126蛋白,P126蛋白的C端有类似于螺旋酶和甲基转移酶的基本结构[3],其主要功能是参与TMV复制。然而仅有P126蛋白存在时,TMV不能完成复制,表明TMV还编码其他蛋白参与其基因组复制[2]。通读P126基因的终止密码子,可翻译为P183蛋白,P183蛋白具有RNA依赖的RNA聚合酶结构,在TMV侵染后20~30 min就能合成足量的该蛋白,参与TMV基因组RNA复制,而仅有P183蛋白存在时,TMV的复制效率非常低[2]。此外,在这个读通区域中有一个起始密码子和一个开放阅读框(ORF),编码了假定的P54蛋白,预测其功能与TMV的复制相关[4],然而,P54蛋白的功能,尚无研究证实。【本研究切入点】为研究P54蛋白的功能,需要对P54蛋白进行原核表达并分离纯化,获得大量的P54蛋白。【拟解决的关键问题】研究表明,植物病毒编码的基因,在E coli中原核表达,通常以包涵体形式存在,包涵体蛋白的复性纯化是获得有活性纯化蛋白的技术难题[5]。……
