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Isolation and Purification of the Venom Proteins in Sclerodermus sichuanensis

川硬皮肿腿蜂毒液蛋白的分离纯化


为揭示川硬皮肿腿蜂寄生对寄主黄粉虫蛹的麻痹机制,通过自然寄生和Sephadex G75层析等方法研究寄生过程中毒液的作用,并对毒液中一种麻痹蛋白进行分离纯化。结果表明: 川硬皮肿腿蜂毒液具有麻痹作用,且毒液中存在一种相对分子质量约为51.17 ku的麻痹蛋白。寄主被麻痹的程度与毒液注入量呈正相关,恢复活动情况与毒液注入量呈负相关; 当人工注射毒液浓度为0.01 VRE时,黄粉虫蛹表现出可逆的轻微麻痹,但羽化蜕皮被抑制; 当人工注射浓度提高到0.2 VRE时,黄粉虫蛹表现出不可逆的完全僵化。另外,川硬皮肿腿蜂毒液中存在6种大分子毒液蛋白,其中相对分子量约为51.17 ku的毒液蛋白vpr 4具有麻痹活性,且对寄主黄粉虫蛹的麻痹活性程度表现不平衡。

To explore the parasitic regulatory mechanism of parasitism by Sclerodermus sichuanensis on the host, Tenebrio molitor, the venom injection and Sephadex G75 chromatography were conducted to investigate the effects of venom on the host pupa in the parasitic process. Additionally, a parasitic venom protein was isolated. The results showed that the venom had paralytic effects, and an approximate 51.17 ku paralytic venom protein was isolated and characterized. The paralytic degree had a positive correlation with the concentration of venom injection, and the number of recovered pupa had a negative correlation with the concentration. T. molitor pupa was in slight and reversible paralysis and its exuviate was inhibited when injected with 0.01 VRE (venom reservoir equivalent) venom artificially. The parplysis was non-reversible and complete when the concentration of injected venom rose to 0.2 VRE. Six kinds of macromolecular venom proteins were found in the venom, and among them an approximate 51.17 ku venom protein vpr 4 had paralytic activity, but the paralytic activity was unbalance.


全 文 :第 49 卷 第 10 期
2 0 1 3 年 10 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 49,No. 10
Oct.,2 0 1 3
doi:10.11707 / j.1001-7488.20131017
收稿日期: 2013 - 04 - 09; 修回日期: 2013 - 07 - 25。
基金项目: 四川农业大学“211”工程双支计划项目(00370101) ; 四川农业大学长江上游生态林业工程建设项目。
* 杨伟为通讯作者。
川硬皮肿腿蜂毒液蛋白的分离纯化*
卓志航1 杨 伟1 覃 欢1 杨春平1 杨 桦1 徐丹萍2
(1.四川农业大学林学院 森林保护省级重点实验室 雅安 625014;
2.四川农业大学食品学院 农产品加工及贮藏工程省级重点实验室 雅安 625014)
摘 要: 为揭示川硬皮肿腿蜂寄生对寄主黄粉虫蛹的麻痹机制,通过自然寄生和 Sephadex G75 层析等方法研究
寄生过程中毒液的作用,并对毒液中一种麻痹蛋白进行分离纯化。结果表明: 川硬皮肿腿蜂毒液具有麻痹作用,且
毒液中存在一种相对分子质量约为 51. 17 ku 的麻痹蛋白。寄主被麻痹的程度与毒液注入量呈正相关,恢复活动情
况与毒液注入量呈负相关; 当人工注射毒液浓度为 0. 01 VRE 时,黄粉虫蛹表现出可逆的轻微麻痹,但羽化蜕皮被
抑制; 当人工注射浓度提高到 0. 2 VRE 时,黄粉虫蛹表现出不可逆的完全僵化。另外,川硬皮肿腿蜂毒液中存在 6
种大分子毒液蛋白,其中相对分子量约为 51. 17 ku 的毒液蛋白 vpr 4 具有麻痹活性,且对寄主黄粉虫蛹的麻痹活性
程度表现不平衡。
关键词: 川硬皮肿腿蜂; 麻痹; 毒液蛋白; 纯化
中图分类号: S718. 7 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2013)10 - 0106 - 07
Isolation and Purification of the Venom Proteins in Sclerodermus sichuanensis
Zhuo Zhihang1 Yang Wei1 Qin Huan1 Yang Chunping1 Yang Hua1 Xu Danping2
(1 . Provincial Key Laboratory of Forest Protection College of Forestry,Sichuan Agricultural University Ya’an 625014;
2 . Sichuan Provincial Key Laboratory of Agricultural Products Processing and Storage College of Food Science,
Sichuan Agricultural University Ya’an 625014)
Abstract: To explore the parasitic regulatory mechanism of parasitism by Sclerodermus sichuanensis on the host,
Tenebrio molitor,the venom injection and Sephadex G75 chromatography were conducted to investigate the effects of venom
on the host pupa in the parasitic process. Additionally,a parasitic venom protein was isolated. The results showed that the
venom had paralytic effects,and an approximate 51. 17 ku paralytic venom protein was isolated and characterized. The
paralytic degree had a positive correlation with the concentration of venom injection,and the number of recovered pupa
had a negative correlation with the concentration. T. molitor pupa was in slight and reversible paralysis and its exuviate
was inhibited when injected with 0. 01 VRE ( venom reservoir equivalent) venom artificially. The parplysis was non-
reversible and complete when the concentration of injected venom rose to 0. 2 VRE. Six kinds of macromolecular venom
proteins were found in the venom,and among them an approximate 51. 17 ku venom protein vpr 4 had paralytic activity,
but the paralytic activity was unbalance.
Key words: Sclerodermus sichuanensis; paralysis; venom protein; purification
寄生蜂毒液具有调控寄主体液免疫、细胞免疫、
生长 发 育、内 分 泌 激 素 和 营 养 代 谢 等 功 能
( Nakamatsu et al., 2002; 2003; 2004a; 2004b;
Nguyen et al.,2008; Kwon et al.,2008; Suzuki et al.,
2007; Zhang et al.,2004; Zhu et al.,2011)。Houari
等 ( 2006 ) 研 究 发 现 草 地 贪 夜 蛾 ( Spodoptera
frugiperda ) 被 注 射 双 斑 镶 颚 姬 蜂 ( Hyposoter
didymator)的 PDV(polydnavirus)后,酚氧化酶、酚氧
化酶激活酶、丝氨酸蛋白酶等基因产生了差异表达;
斑痣悬茧蜂 (Meteorus pulchricornis) 的 VLPs ( virus-
like particles)能使粘虫 (Mythimna separata)的颗粒
血细胞大量凋亡,并使少量浆血细胞也发生凋亡
(Suzuki et al.,2006); 沙草粘虫 (裹尸)薄茧小蜂
(Euplectrus sp. near plathypenae)和粘虫盘绒茧蜂
第 10 期 卓志航等: 川硬皮肿腿蜂毒液蛋白的分离纯化
(Cotesia kariyai)毒液能减缓寄主的生长或抑制寄主
化蛹(Beckage et al.,2004),但棉大卷螟甲腹茧蜂
(Chelonus inanitus)毒液却能使寄主提前早熟变态
(Peenacchio et al.,2006)。另外,Tanaka 等 (1987)
研究发现,寄生蜂能通过破坏寄主前胸腺激素的释
放来抑制寄主化蛹; 毒液不仅能抑制促前胸腺激素
PTTH 的分泌和合成,也能通过保持蜕皮激素较低水
平来延缓寄主幼虫 -蛹中间态的蜕皮(Steiner et al.,
1999); Guerra 等 (1993) 研究发现墨西哥棉铃象
(Anthonmus grandis) 的 3 龄幼虫被蜜茧蜂 ( Bracon
mellitor)寄生后,体内自由氨基酸发生变化,出现 2 个
自由氨基酸峰,而且自由氨基酸的上升总是与整体可
溶蛋白的下降同步。对绝大多数不具多酚 DNA 病毒
和畸形细胞的寄生蜂而言,毒液是调控寄主生理最关
键的因子(Richards et al.,2000; Cai et al.,2004; 郦卫
弟等,2006); 内寄生蜂和外寄生蜂毒液对寄主免疫、
营养、内分泌等方面都有调控作用,但大量研究发现
外寄生蜂对毒液的依赖性高于内寄生蜂(Nakamatsu
et al.,2003; Zhu et al.,2011; Quicke,1997; Rivers et
al.,2005; Webb et al.,1994)。
川硬皮肿腿蜂 ( Sclerodermus sichuanensis)隶属
于膜翅目(Hymenoptera)肿腿蜂科(Bethylidae),是
杉 棕 天 牛 ( Callidium villosulum ) 和 松 墨 天 牛
(Monochamus alternatus)等钻蛀性害虫的抑性外寄
生蜂,能在寄生过程中使寄主永久性麻痹 (周祖基
等,1997)。川硬皮肿腿蜂雌蜂生殖系统较简单,无
明显萼区,毒囊体积所占比例大,可见毒液在川硬皮
肿腿蜂和寄主昆虫相互关系中起重要作用(蒋学建
等,2006)。目前,对川硬皮肿腿蜂毒液的研究主要
围绕在对寄主生理生化的影响等方面,而对蜂毒的
麻痹作用、蜂毒蛋白的分离纯化的报道相对较少。
本文将对寄主的麻痹作用进行研究,并对其一种麻
痹毒液蛋白进行分离纯化和活性鉴定。
1 材料与方法
1. 1 供试材料及前处理
1. 1. 1 供试昆虫 川硬皮肿腿蜂为四川农业大学
森林保护 省 级重点实验室用黄 粉 虫 ( Tenebrio
molitor)蛹繁殖的雌成蜂,其子代雌蜂羽化 6 天后
(以完成交配)用于试验。
供试寄主黄粉虫用麦麸和无污染蔬菜饲养,试
验前已在实验室繁殖多年。选取体质量为 0. 1 ~
0. 15 g 的蛹用于试验。
1. 1. 2 供试材料前处理 雌蜂驯化: 将已交配雌
蜂和黄粉虫蛹以 1 ∶ 1比例放入玻璃指形管(6 cm ×
1 cm)中,使雌蜂熟悉向寄主注入毒液并麻痹寄主
的过程,若能在 3 h 内麻痹寄主,则视为驯化成功。
此过程是为了避免雌蜂初次麻痹寄主所花时间过
长,不能保持处理与对照组寄主蛹龄的一致性。
寄生试验: 将成功驯化的雌蜂和黄粉虫蛹以 1∶ 1
比例放入玻璃指形管(6 cm × 1 cm)中,以脱脂棉封
口,自然光培养,成功麻痹寄主 24 h 后记为第 1 天。
消毒灭菌: 对解剖器械(镊子、解剖针等),注射
器械(微量进样器 20 μL)、PBS(8 g·L - 1 NaCl,0. 01
mol·L - 1磷酸盐,pH 7. 0 ~ 7. 2)、蒸馏水、去离子水
等进行灭菌(115 Pa,20 min); 用棉球蘸 75%酒精
对黄粉虫腹部进行消毒。
1. 2 毒液制备及每个毒囊蛋白含量计算
在解剖镜下用镊子拉出雌蜂产卵鞘,取毒囊并
释放毒液至盛有 PBS 溶液,0 ℃冰水浴的 Eppendorf
管中,10 000 g、4 ℃离心 10 min,除去空毒囊和组
织碎片,取上清液用于试验。
取 20 头寄生蜂毒液,从而对单个毒囊的毒液蛋
白含量进行测定,测定方法为 Bradford(1976)法,标
准曲线用牛血清蛋白进行测定,曲线范围 0 ~ 100
μg,试验重复 5 次。
1. 3 毒液麻痹作用
取制备好的毒液用 PBS 稀释成 0. 01,0. 02,
0. 05,0. 1,0. 2 和 0. 3 VRE(1 个毒囊中的毒液溶入
1 μL PBS 认定为 1 VRE),将稀释好的毒液对黄粉
虫蛹进行腹部注射(每头 1 μL),注射部位为两腹
板之间连接膜(寄生蜂寄生时注射毒液的部位),若
蛹因注射产生的伤流而死亡,则重新注射新的蛹;
每个浓度注射 40 头蛹,以注射 PBS 为对照,注射后
置于(27 ± 1)℃,RH85% 环境下培养,12 h 后统计
麻痹情况,24 h 后统计恢复活动的蛹的数量; 试验
重复 3 次。
1. 4 麻痹毒液蛋白的分离纯化
1. 4. 1 毒液样品制备 参照 1. 2 节,制备 200 头寄
生蜂毒液,溶于 1 mL 去离子水中。
1. 4. 2 毒液总蛋白 PAGE 及 SDS-PAGE 分别提
取 30 头蜂毒液 (参照 1. 2 节)并溶于去离子水中,
并以上样缓冲液为对照,作毒液总蛋白 PAGE 和
SDS-PAGE。
PAGE: 电泳浓缩胶为 5%,分离胶浓度为 8%,
80 V 恒压至指示剂进入分离胶后,以 100 V 恒压至
指示剂距离胶底部约 1 cm 时结束电泳,考马斯亮蓝
R250 染色,并扫描分析。
SDS-PAGE: 电泳浓缩胶为 5%,分离胶浓度为
12%,80 V 恒压至指示剂进入分离胶后,以 100 V
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恒压至指示剂距离胶底部约 1 cm 时结束电泳,考马
斯亮蓝 R250 染色,并扫描分析。
1. 4. 3 麻痹毒液蛋白分离纯化 采用 Sephadex
G75 对毒液样品进行凝胶层析,条件设置: 恒流泵
流速为 0. 5 mL·min - 1,自动收集器每管 2 min,每管
收集 1 mL,检测器吸光值为 A280。
1. 4. 4 麻痹蛋白纯度检测 葡聚糖凝胶层析后,对
照[样品 Vn. 0(Venom number),第 5—9 管]峰和纯
化蛋白峰(样品 Vn. 1,第 55—59 管)分别合并,用冷
冻干燥机将各合并液浓缩成固体,取 40 μL 去离子
水溶解,用 20 μL 分别做 PAGE 和 SDS-PAGE 电泳
(参照 1. 4. 2 节)。
1. 4. 5 麻痹蛋白活性检测 将上述样品浓缩液用
于麻痹活性检测,以对照组层析液、去离子水和灭菌
PBS 为阴性对照,毒液 ( 0. 01,0. 03,0. 05 和 0. 3
VRE)为阳性对照。每只蛹腹部注射 1 μL,共注射
40 头(参照 1. 3 节)。重新分离纯化、浓缩、纯度检
测,活性检测重复 3 次。
1. 5 数据统计与分析
试验数据用 SPASS 18. 0 软件进行分析。
2 结果与分析
2. 1 单个毒囊蛋白含量
川硬 皮 肿 腿 蜂 每 个 毒 囊 蛋 白 含 量 约 为
(3. 078 ± 0. 351) μg,浓度 0. 3 VRE 蛋白含量约为
(0. 923 ± 0. 105)μg·μL - 1。
2. 2 毒液麻痹作用
2. 2. 1 麻痹标准 经过观察麻痹程度可分为轻微
麻痹、完全麻痹和致死麻痹,其中: 轻微麻痹是指黄
粉虫蛹受刺激后没有完全丧失活动能力,躯体尚能
摆动,但是活动速度较缓慢,幅度较小,不灵活,并且
这种麻痹作用是可逆的,24 h 后恢复活动与对照无
差异; 完全麻痹是指对刺激完全没有反应,完全僵
化,没有任何动作; 致死麻痹是指注射毒液后黄粉
虫蛹不产生与轻微麻痹或完全麻痹相似的麻痹效
果,而是直接死亡。
2. 2. 2 毒液注射麻痹效果 经人工注射毒液的
蛹,被麻痹的程度与毒液注入量呈正相关,恢复活
动情况与毒液注入量呈负相关(图 1)。注入 0. 01
VRE 毒液的蛹表现出轻微的麻痹,且大部分能极
显著地恢复活动 ( P < 0. 01 ),但随着毒液浓度增
加,黄粉虫蛹逐渐表现出对刺激无反应的完全僵
化迹象,且恢复活动能力随之减弱; 当浓度达到
0. 03 VRE 时,完全麻痹状态极显著升高 ( P <
0. 01),轻微麻痹状态、恢复能力极显著减弱 ( P <
图 1 注射不同浓度毒液后寄主麻痹状况①
Fig. 1 Paralytic degree of host after injected with
different concentration venom
VRE 指 1 个毒囊中的毒液溶入 1 μL PBS 认定为 1 VRE。The
VRE was venom reservoir equivalent,one venom reservoir equivalent
was dened as the supernatant from one torn venom reservoir in 1 μL
PBS. 不同小写字母表示 0. 05 水平差异显著,不同大写字母表
示 0. 01 水平差异极显著。Different small letters in the figure mean
significant difference at 0. 05 level among treatments, different
capital letters in the figure mean significant difference at 0. 01 level
among treatments. 下同。The same below.
0. 01) ; 当浓度达到 0. 05 VRE 时,大量蛹开始显
著地被完全麻痹 ( P < 0. 01 ) ; 当浓度达到 0. 2
VRE 时麻痹状态开始显著不可复 ( P < 0. 01 ),使
蛹表现完全僵化状态至死。人工注射的蛹在 4,5 天
后大量死亡。
2. 3 麻痹毒液蛋白的分离纯化
2. 3. 1 毒液总蛋白 PAGE 及 SDS-PAGE 由毒液
总蛋白 PAGE 及 SDS-PAGE 电泳图谱可以看出(图
2),川硬皮肿腿蜂毒液中存在 6 种大分子毒液蛋
白,分别为 vpr 1—vpr 6( venom protein 1—6); 经过
β -巯基乙醇分解二硫键后,SDS-PAGE 电泳出现 9
条肽链( vpr Ⅰ—Ⅸ(2b)),经计算 9 条肽链相对分
子量分别约为: vpr Ⅰ 187. 83 ku,vpr Ⅱ 88. 73 ku,
vpr Ⅲ 68. 33 ku,vpr Ⅳ 59. 40 ku,vpr Ⅴ 38. 23 ku,
vpr Ⅵ 27. 30 ku,vpr Ⅶ 16. 89 ku,vpr Ⅷ 14. 13 ku,
vpr Ⅸ 12. 94 ku,即所有肽链相对分子量均介于 6. 5
~ 200 ku 之间。
2. 3. 2 麻痹毒液蛋白分离纯化 经 Sephadex G75
层析后,检测器检测出 6 个峰(Peak 1—Peak 6),与
毒液总蛋白 PAGE 对应相同,即第 1—6 个峰依次为
vpr 1—vpr 6(图 3)。
2. 3. 3 麻痹毒液蛋白 SDS-PAGE 纯度检测 经
PAGE 电泳检测,分离纯化的毒液蛋白出现 1 条带
(图 4a),证明 Sephadex G75 层析分离纯化的毒液蛋
白 vpr 4(Vn. 1)是单一纯净的; 经 SDS-PAGE 电泳
检测,出现 2 条带( vpr Ⅴ,vpr Ⅸ) (图 4b),证明
801
第 10 期 卓志航等: 川硬皮肿腿蜂毒液蛋白的分离纯化
图 2 毒液总蛋白 PAGE( a)及 SDS-PAGE(b)电泳图谱
Fig. 2 PAGE( a) and SDS-PAGE( b) electrophoretogram
of total venom protein
A 为 PAGE 对照点样孔。A was the PAGE hole of control sample
application. B 为 PAGE 毒液总蛋白点样孔。B was the PAGE hole of
total venom protein sample application. C 为 SDS-PAGE 毒液总蛋白点
样 孔。 C was the SDS-PAGE hole of total venom protein sample
application. D 为蛋白分子量标 (宽)点样孔。D was the SDS-PAGE
hole of protein molecular weight marker ( broad) sample application.
vpr 4 被 β -巯基乙醇分解成了 2 条肽链( vpr Ⅴ,vpr
Ⅸ),即 vpr 4 的相对分子质量为 vpr Ⅴ和 vpr Ⅸ的
相对分子质量之和,约为 51. 17 ku。
2. 3. 4 麻痹毒液蛋白活性检测 Sephadex G75 层
析分离纯化后的毒液蛋白 vpr 4 ( Vn. 1)麻痹黄粉
虫蛹总数目极显著高于对照组 ( P < 0. 01 ),极显
著低于 0. 01 VRE 总毒液蛋白 ( P < 0. 01 ),证明
分离纯化后得到的蛋白具有麻痹活性,属于麻痹
蛋白; 轻微麻痹数目极显著高于 0. 03 VRE( P <
0. 01),但与 0. 05 VRE 总毒液蛋白差异不显著
( P > 0. 05 ) ; 完全麻痹数目极显著高于 0. 03
VRE( P < 0. 01 ),且极显著低于 0. 05 VRE 总毒
液蛋白( P < 0. 01 ) ; 恢复活动数目极显著低于
0. 03 VRE( P < 0. 01 ),且极显著高于 0. 05 VRE
总毒液蛋白( P < 0. 01) (表 1 )。
3 讨论
寄生蜂毒液不论是单独还是与其他成分联合作
用都具有多种功能,例如干扰寄主免疫应答、多方面
的抑制作用和减少血细胞调节反应等(Nakamatsu et
al.,2003; Beckage et al.,2004; Asgari,2006; 2007;
图 3 Sephadex G75 层析检测
Fig. 3 Detection of Sephadex G75 chromatography
Peak 1—Peak 6 分别指 Sephadex G75 层析检测的 6 个峰 Peak 1 - Peak 6 were stood for 6 peaks respectively,Sephadex G75 chromatography
detected; vpr 1—vpr 6 分别指 6 种毒液大分子蛋白 vpr 1 - vpr 6 were stood for 6 macromolecular venom proteins in venom respectively.
Richard et al.,2004; Moreau et al.,2005; Schmidt et
al.,2001; Shelby et al.,1999)。川硬皮肿腿蜂毒液
总蛋白 PAGE 电泳结果显示毒液有 6 种大分子蛋
白,SDS-PAGE 电泳结果显示 6 种大分子蛋白被分
解成 9 条肽链,这与很多以毒液为调控方式的寄生
蜂毒液蛋白数量差异很大,例如丽蝇蛹集金小蜂
(Nasonia vitripennis)毒液经 2 种质谱联合检测,在生
物信息学和蛋白质组学研究中识别出 79 种蛋白,其
中,16 种与其他组织和分泌物的已知蛋白类似,另
外 23 种与任何已知的蛋白都没有相似性(Graaf et
al.,2010)。寄生蜂要对寄主进行精细的调控,需要
功能丰富的多种蛋白质,因此粗毒液的成分也就成
了毒液的主要作用物质,例如有 79 种毒液蛋白的丽
蝇蛹集金小蜂寄生后,它在寄主免疫抑制、诱导寄主
滞育和提高寄主脂肪含量等方面均有出色的表现
(Graaf et al.,2010; Saunders,1996; Cornell et al.,
1978; Legner,1967)。川硬皮肿腿蜂毒液蛋白含量
虽少,但在寄生过程中会不断撕咬寄主,且子代蜂
901
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图 4 纯化毒液蛋白 PAGE( a)、SDS-PAGE(b)电泳图谱
Fig. 4 SDS-PAGE electrophoretogram of purified venom protein
E 为 PAGE 对照点样孔。 E was the PAGE hole of control sample
application. F 为 PAGE 纯化毒液蛋白点样孔。F was the PAGE hole
of purified venom protein sample application. G 为 SDS-PAGE 对照点
样孔。G was the SDS-PAGE hole of control sample application. H 为
SDS-PAGE 纯化毒液蛋白点样孔。H was the PAGE hole of purified
venom protein sample application. I 为蛋白分子量标(宽)点样孔。I
was the SDS-PAGE hole of protein molecular weight marker ( broad)
sample application.
也寄生于寄主表面,所以川硬皮肿腿蜂对寄主免疫
的调控应该是毒液、卵巢蛋白、萼液以及子代分泌物
联合 作 用 的 结 果。另 外,Parkinson 等 ( 1999 )、
Richards 等(2000)和 Hartzer 等(2005)也认为寄生
蜂对寄主免疫调控是由毒液、卵巢蛋白和萼液共同
作用的结果。
毒液蛋白经 Sephadex G75 层析分离纯化、
PAGE 和 SDS-PAGE 纯度检测,证明毒液大分子蛋
白 vpr 4 被分解为肽链 vpr Ⅴ和 vpr Ⅸ,且相对分子
质量约为 51. 17 ku,这与大量寄生蜂毒液蛋白分离
纯化研究结果相类似,例如 Parkinson 等(2002)对瘤
姬蜂(Pimpla hypochondriaca)毒液组分的研究,以及
Parkinson 等(1999)分离纯化得到瘤姬蜂具有麻痹
活性的 27 ku 的蛋白。活性检测结果显示: vpr 4 具
有麻痹活性,但麻痹总数目极显著低于 0. 01 VRE
总毒液蛋白,证明 Vn. 1 麻痹活性较低,麻痹综合效
果应低于 0. 01 VRE 的毒液总蛋白; 轻微麻痹数目
极显著高于 0. 03 VRE,但与 0. 05 VRE 毒液总蛋白
差异不显著,证明 Vn. 1 轻微麻痹效果应大于或等
于 0. 05 VRE; 完全麻痹数目极显著高于 0. 03 VRE,
且极显著低于 0. 05 VRE 毒液总蛋白,证明 Vn. 1 完
表 1 各峰毒液麻痹蛋白活性检测①
Tab. 1 Detection of the activity of paralysis protein in different fractionations
麻痹状况
Paralysis degree
Vn. 0 Vn. 1
毒液 Venom
0. 01 VRE 0. 03 VRE 0. 05 VRE 0. 3 VRE
灭菌蒸馏水
Sterile purified
water
灭菌 PBS
Sterile PBS
麻痹总数目
Total paralysis / head
1. 33 ±
0. 33Aa
31. 67 ±
0. 33Bb
37. 00 ±
1. 73Cc
39. 00 ±
0. 58Cc
39. 33 ±
0. 33Cc
38. 67 ±
0. 88Cc
0Aa 0Aa
轻微麻痹
Slight paralysis / head
1. 33 ±
0. 33Aa
6. 33 ±
0. 33DFdf
32. 67 ±
1. 45CGcg
18. 67 ±
0. 88EHe
7. 33 ±
0. 88Ff
7. 33 ±
0. 33Ff
0Aa 0Aa
完全麻痹
Complete paralysis / head
0Ab
25. 33 ±
0. 33Cc
4. 33 ±
0. 33Dd
20. 33 ±
1. 20Ee
32. 00 ±
1. 15Jj
31. 33 ±
0. 67Jj
0Aab 0Aab
恢复活动
Reactivated host / head
1. 33 ±
0. 33Aa
14. 67 ±
0. 67EHeh
29. 00 ±
1. 53Gg
15. 33 ±
0. 33Hh
9. 67 ±
0. 67Ff
0. 67 ±
0. 33Aa
0Aa 0Aa
① 1 个毒囊中的毒液溶入 1 μL PBS 认定为 1 VRE。The VRE was venom reservoir equivalent,one venom reservoir equivalent was defined as the
supernatant from one torn venom reservoir in 1 μL PBS. 数据为平均值 ±标准误。The data in the table are mean ± SD. 不同小写字母表示 0. 05 水
平差异显著,不同大写字母表示 0. 01 水平差异极显著。Different small letters in the table mean significant difference at 0. 05 level among treatments,
different capital letters in the table mean significant difference at 0. 01 level among treatments.
全麻痹效果应处于 0. 03 和 0. 05 VRE 之间; 恢复活
动数目极显著低于 0. 03 VRE,且极显著高于 0. 05
VRE 毒液总蛋白,证明 Vn. 1 被麻痹后恢复活动效
果应处于 0. 03 和 0. 05 VRE 之间。上述麻痹效果
是不平衡的,主要可能有以下原因: 1)毒液总蛋白
经 Sephadex G75 层析分离纯化后,麻痹蛋白虽经浓
缩,但总量与种类变少,或总毒液中除麻痹蛋白外,
还存在其他非蛋白麻痹或麻痹辅助成分,而这些成
分在葡聚糖凝胶过柱时被分离开,故麻痹综合效果
减弱; 2)一种毒液蛋白或许只存在一种侧重效果,
要么侧重轻微麻痹,要么侧重完全麻痹,要么侧重恢
复效果,而这种侧重效果也可能存在抑制或促进之
分; 3)麻痹效果可能是由 2 种或多种蛋白的共同调
控的结果,而蛋白与蛋白之间正是由于相互作用才
能对寄主免疫进行精细调控; 4)除麻痹蛋白外可能
还有其他非蛋白成分单独或联合对寄主进行调控,
或其他非蛋白成分与毒液联合作用,进而对寄主进
行调控,如 Skinner 等 (1990)就发现莱氏棱角肿腿
蜂(Gomiozus legneri)不完全麻痹毒液中有机小分子
含量丰富,包括多胺、腐胺、脯氨酸和少量多巴胺,其
011
第 10 期 卓志航等: 川硬皮肿腿蜂毒液蛋白的分离纯化
中多巴胺具有阻碍神经和肌肉膜阳离子通道的功
能; 5)毒液的调控与寄主的免疫抵抗之间也有相互
作用,也可能造成麻痹与恢复效果不同。对毒液麻
痹过程而言,寄主可能是经轻微麻痹至完全麻痹,再
由完全麻痹引发死亡,进而被消化取食; 麻痹过程
可能还存在寄主免疫、毒液调控和联合调控等多方
面的作用,从而引起寄主恢复活动、轻微麻痹与完全
麻痹之间的相互转换,继而对寄主免疫、内分泌和营
养代谢等进行精细调控; 另外,寄主虽恢复活动,但
由于毒液已经对寄主造成不可逆作用,使寄主不能
正常蜕皮和羽化,只能被当代蜂和子代蜂取食。本
文对寄生蜂毒液的麻痹作用以及一种麻痹蛋白的分
离纯化作了一系列研究,同时也产生了很多疑问,需
要进一步探讨。
参 考 文 献
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(责任编辑 朱乾坤)
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