一、立项依据与研究内容1.项目的立项依据蛋白转导结构域(PTD-ProteinTransductionDomain)[1-2]是一类能自动穿透细胞膜,并能作为载体将其它生物大分子携带进入细胞膜内的一段富含精氨酸的多肽。一般情况下,真核细胞的细胞膜对绝大数蛋白质和长度超过6个氨基酸的多肽均是不可透过的。1988年Green[3]和Frankel[4]等报道加入到细胞培养液中的来自爱滋病毒1(HIV-1)的反式激活蛋白TAT能自动地进入培养细胞内反式激活LTR启动子。随后的研究证实,TAT能自动跨过细胞膜是由于TAT蛋白上位于47-57(YGRKKRRQRRR)位的一段多肽的作用。人工合成的TAT(47-57)(简称TAT肽,下同)以及利用化学合成的方法将其它大分子蛋白质连接在它的N-端或C-端,或利用遗传重组的方法构建的由其它大分子蛋白质与TAT肽组成的融合蛋白均能穿透细胞膜进入细胞内。PTD的应用,特别在医学上作为携带基因药物或蛋白质药物的载体而应用于人体疾病的基因治疗和蛋白质治疗而受到了热切期待和高度重视[5-6]。苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)是目前世界上用途最广、产量最大的微生物杀虫剂,占微生物杀虫剂总量的95%以上,因其对害虫高效、对人畜安全、对环境友好而在世界范围内得到广泛的应用。编码Bt杀虫蛋白的基因也作为最主要的杀虫基因转入到了多种重要的粮棉作物中,至2002年底,全世界种植的转基因Bt农作物面积已达到1450万公顷,在害虫防治中起着巨大的作用[7-8]。但目前Bt杀虫剂的使用正面临着致命的威胁害虫对Bt的抗药性。重要的农业害虫如小菜蛾[8]已发现对Bt产生了抗药性的田间种群,防治效果已显著降低。如果仍由害虫对Bt抗性的发展,当抗性水平达到一定程度时,无论是天然的Bt制剂,经过遗传改良的Bt工程菌,还是转Bt的转达基因作物都将变得毫无意义,其损失将是不可估量的。申请者在博士科研工作中,获得国家自然科学基金小额探索项目资助(批准号:30270900)。通过遗传重组的方法构建了TAT和Rev两种PTD与微生物杀虫剂Bt杀虫蛋白Cry1Ac的融合基因及表达载体pET21b-TAT-Cry1Ac、pET21b-Rev-Cry1Ac和pET21b-Cry1Ac;并在大肠杆菌BL21(DE3)表达的粗产物及其高度纯化的融合杀虫蛋白对小菜蛾3龄幼虫的生物活性进行了测定,结果表明PTD对Bt杀虫蛋白Cry1Ac具有显著的增效作用,特别是对小菜蛾抗性种群具有明显的克抗作用:(1)对敏感小菜蛾种群,TAT和Rev的增效倍数分别为4.84和1.29。(2)对抗性种群,两者的增效倍数分别是9.49和4.99。该项目在国际上首次将...