莜麦病程相关蛋白Permatin的抗真菌模式分析

【作者】 刘健； 焦慧娟； 石亚伟；

【机构】 山西大学生物技术研究所；

【摘要】 植物在受到病原菌侵染或者一些非生物胁迫时会大量分泌一种参与协同防御的蛋白,即病程相关蛋白(Pathogenesis related proteins,PRPs)。PRPs分布广泛,根据其氨基酸序列和血清学关系等,PRPs被分为17个亚类(PR1-PR17)。病程相关蛋白第5家族,即PR-5类蛋白,是一类与甜味蛋白(Thaumatin)具有高度同源的类甜蛋白,具有抗真菌、β-1,3-葡聚糖酶、淀粉酶抑制剂等多种活性。目前已从植物、节肢动物、甚至真菌中发现了100多种左右的PR-5类蛋白。我们利用牛津杯法观察了Permatin蛋白对白腐菌(Trametes sp.SQ01),镰刀菌(Fusarium moniliforme)和木霉(Trichoderma spp.)生长抑制性;利用膜染料FM1-43染色和DAPI染色,在Delta vision荧光显微镜下观察了Permatin蛋白对镰刀菌等真菌的形态学和精细结构影响。进一步利用DNS法检测了Permatin的β-1,3葡聚糖酶活性,通过荧光分光光度计、圆二色谱及PIP StripsTM免疫印迹检测分析了Permatin与真菌膜脂的结合能力;最后,利用荧光探针DCFH-DA在荧光显微镜和荧光分光光度计下分析了Permatin蛋白对真菌体内活性氧水平的影响。实验结果表明,Permatin蛋白具有广谱的抗真菌活性,对白腐菌、镰刀菌和木霉都有明显的生长抑制性,且Permatin可以引起真菌的细胞膜裂解破碎,内容物外渗等形态异常现象。荧光光谱技术及CD谱技术结果表明,Permatin与真菌的膜脂成分有很明显的结合能力,PIP StripsTM免疫印迹显示其主要与质膜上的磷脂酰肌醇及卵磷脂结合。这可能是导致真菌膜裂解的主要原因。此外,Permatin在裂解真菌细胞膜的过程中引起真菌细胞内活性氧的爆发,致使细胞体内氧化损伤,导致真菌死亡。Permatin的抗真菌活性使其有望成为一种新颖的、广谱的、具有潜力的食品防腐剂及抗真菌药物。更多还原