豬血中抗菌肽的提取

王延卓,董曉慶,曲桂娟,白永平

(1.烏蘭察布職業(yè)學(xué)院生物技術(shù)系,內(nèi)蒙古烏蘭察布012000;2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,吉林長(zhǎng)春130118)

抗菌肽是生物體內(nèi)誘導(dǎo)表達(dá)具有廣譜抗菌活性的小分子多肽[1-2]。這些多肽是生物體非專一性的免疫應(yīng)答產(chǎn)物,是生物體內(nèi)免疫系統(tǒng)的重要成分[3]。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于豬源抗菌肽的研究,主要針對(duì)豬小腸中的抗菌肽,而血中抗菌肽的提取及抗菌活性研究在國(guó)內(nèi)外卻很少有報(bào)道[4-6]?；谪i血液中白細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中起主要作用的免疫細(xì)胞,其中性粒細(xì)胞約占白細(xì)胞總量的70%,所以本試驗(yàn)試圖從豬血中性粒細(xì)胞中提取抗菌肽,優(yōu)化提取工藝,提高抗菌肽的回收率和純度。

1 材料與方法

1.1 材料 從長(zhǎng)春市凈月屠宰場(chǎng)采取新鮮豬血2～3 L,使用5%檸檬酸鈉抗凝。

1.2 方法

1.2.1 萃取 將新鮮豬血放置37℃溫箱靜置1～2 h,取上清按照1∶4(V∶V)的比例加入0.84%氯化銨溶液,混勻靜置 3 min,常溫400 r/min離心 10 min,棄上清按比例加入氯化銨溶液混勻靜置 3 min,再次500 r/min離心 10 min。棄上清,使沉淀與少量冷的生理鹽水(4℃)短時(shí)間混合,再用200 mL冷的10%冰醋酸(4℃)使沉淀懸浮,充分混勻,倒入50 mL燒杯,超聲波處理50次,然后溶液使用磁力攪拌器混勻攪動(dòng)于4℃下萃取一夜。次日,將萃取的溶液取出15 000 r/min離心30 min,取上清4℃下保存,沉淀再次混懸于冷的10%醋酸中,充分混勻,混勻攪動(dòng)于4℃下萃取一夜。第3天,將萃取的溶液取出15 000 r/min離心30 min,取上清用紫外分光光度計(jì)分別測(cè)其在260 nm和280 nm處的吸收值,記錄結(jié)果,最后將溶液4℃下保存。

1.2.2 除酸、濃縮 合并所保存的溶液,將溶液注入透析袋,扎緊袋口,然后將其放入燒杯,再向燒杯中倒入蒸餾水,蒸餾水液面要超過透析袋,4℃下透析除酸,每12 h換水一次,直至透析袋外蒸餾水pH大于6,此時(shí),將透析袋放入瓷盤中,撒上聚乙二醇-6000,透析濃縮約3～4 h后即可將透析袋取出,將濃縮的溶液取出低溫凍干,轉(zhuǎn)移至青霉素小瓶中,密封-20℃保存。

1.2.3 抗菌肽的分離 將凍干樣品用0.5%甲醇溶解,再上樣于層析柱葡聚糖凝膠Sephadex G25,同時(shí)打開柱的下端出口,注意控制流速為1 mL/min,5 mL/管。用部分收集器收集洗脫液,5 mL/管,收集的溶液用紫外分光光度計(jì)測(cè)其在280 nm處的吸收值,再測(cè)其在260 nm處的吸收值,記錄結(jié)果,將在280 nm處有吸收的溶液分裝于青霉素瓶中,再在低溫凍干機(jī)中凍干,-80℃保存。取各瓶?jī)龈杀４娴臉悠犯?0 mg,分別溶于滅菌雙蒸水中,無菌條件下用微孔濾膜過濾樣品,將藥敏紙片浸泡于過濾后的樣品中,浸泡過夜后,用平皿紙片法初篩,測(cè)定各峰收集組分的抗菌活性,收集具有抗菌活性的組分,置于 5℃保存,用來進(jìn)一步做 Sephadex G100層析、分離。仍使用層析柱(1.8 cm×100 cm),將部分收集的有抗菌活性的組分溶液以0.5%甲醇溶液作為洗脫液,以部分收集器收集,將在280 nm處有吸收的溶液分裝于青霉素瓶中,再在低溫凍干機(jī)中凍干,-80℃保存。用平皿紙片法測(cè)定各峰收集組分的抗菌活性,收集具有抗菌活性的組分,置于5℃保存。

1.2.4 抗菌肽的純化與濃縮 使用超濾裝置進(jìn)行超濾,膜包選用截流分子量為20 kD。洗脫液選用0.5%甲醇溶液,濾出液既為所要獲得的溶液,置于5℃保存。從而進(jìn)一步純化。然后將溶液注入透析袋,扎緊袋口,4℃下透析除酸,每12 h換水1次,換水3次后,將透析袋放入瓷盤中,撒上聚乙二醇-6000,透析濃縮約3～4 h后即可將透析袋取出,將濃縮的溶液取出低溫凍干,轉(zhuǎn)移至青霉素小瓶中,-20℃密封保存。

1.2.5 抗菌肽的Tricine SDS-PAGE電泳 將純化的豬中性粒細(xì)胞肽,低分子量標(biāo)準(zhǔn)蛋白進(jìn)行T ricine SDS-PAGE電泳,分離膠濃度15%,積層膠濃度5%,凝膠厚度0.75 mm,陽極緩沖液為0.2 mol/L Tris溶液(pH 8.9),陰極緩沖液為0.1 mol/L T ris溶液(pH 8.3),每孔上樣量為15 μ L。染色、脫色,回收。

1.2.6 酸性尿素聚丙烯酰胺凝膠電泳法測(cè)定抗菌肽抗菌活性 取大腸桿菌ATCC25922接種于大豆培養(yǎng)基中,37℃振搖培養(yǎng)8 h,此時(shí)的菌液為幼齡菌液,立即取幼齡菌0.1 mL,將取出的0.1 mL菌液加入已經(jīng)滅菌的0.9 mL的生理鹽水中,稀釋,混勻,取1 mL加入2號(hào)試管中,再混勻,再取0.1 mL依次進(jìn)行10×稀釋,共計(jì)8只試管,依次的濃度為10-1、10-2………10-7。10倍稀釋之后,接種于已經(jīng)制備好的瓊脂平板中,37℃培養(yǎng)24 h,進(jìn)行菌落計(jì)數(shù),通過稀釋得到5×106-107個(gè)/mL范圍內(nèi)的這個(gè)濃度的菌,將該濃度的菌液40 μ L加入50℃～60℃熔化狀態(tài)的底層培養(yǎng)基中使菌液濃度為5×104-105個(gè)/mL,混勻后,均勻鋪于培養(yǎng)皿中,待凝固后,再將PBS洗滌后的AU-PAGE凝膠鋪于底層培養(yǎng)基上,置于37℃溫箱孵育3～4 h,從而使凝膠中的蛋白質(zhì)彌散進(jìn)入底層培養(yǎng)基,之后取出凝膠,倒入頂層培養(yǎng)基37℃培養(yǎng)18 h,使細(xì)菌生長(zhǎng),第2天,使用0.001%考馬斯亮藍(lán)對(duì)瓊脂糖平板染色10 h,亮區(qū)無菌生長(zhǎng)。

2 結(jié)果

2.1 凝膠過濾分離、純化 粗提液經(jīng)Sephadex G25柱層析分離后,出現(xiàn)2個(gè)峰,前峰為大分子蛋白質(zhì),后峰為小分子蛋白質(zhì)及多肽。將收集的各管溶液各取15 μ L進(jìn)行抗菌活性測(cè)定,結(jié)果從第46管開始有抑菌圈出現(xiàn),第49管抑菌圈最大(直徑2.1 cm),至第54管抑菌圈消失,合并45～54管溶液,使用Sephadex G100再次層析分離,出現(xiàn)6個(gè)峰(見圖1),抗菌活性測(cè)定,結(jié)果從第35管開始有抑菌圈出現(xiàn),第38管抑菌圈最大(直徑2.2 cm),至第44管抑菌圈消失,說明抗菌肽位于第3洗脫峰內(nèi)。

2.2 純化物的T ricine SDS-PAGE電泳 純化物經(jīng)Tricine SDS-PAGE電泳出現(xiàn)兩條主帶(見圖2),其中左數(shù)第1條帶為低分子量蛋白質(zhì)Maker,其他條帶為樣品純化物。樣品電泳顯示為含兩條主帶,其中位于電泳圖譜最下端的一條主帶分子量約為6 kD,其上一條帶約為15 kD。

2.3 抗菌肽抗菌活性測(cè)定 經(jīng)考馬斯亮藍(lán)染色的瓊脂糖平板,結(jié)果發(fā)現(xiàn),只有分子量約為6 kD的多肽帶發(fā)亮,回收該條帶的多肽進(jìn)行抗菌活性測(cè)定,結(jié)果見圖3、4、5、6。證明此條帶上無菌生長(zhǎng),該條帶的多肽具有抗菌活性,應(yīng)含有抗菌肽。

圖3 純化物對(duì)鏈球菌ATCC55121抑菌試驗(yàn)結(jié)果

3 分析與討論

分離抗菌肽,國(guó)內(nèi)外最廣泛使用的方法,是化學(xué)試劑提取法[7-8],本研究首先使用氯化銨溶液溶解紅細(xì)胞,白細(xì)胞(70%～75%PMNs,5%～10%嗜酸性細(xì)胞,15%～25%淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞)在4℃生理鹽水可恢復(fù)其活性,然后超聲波破碎細(xì)胞,內(nèi)部物質(zhì)釋放出來,在4℃下用10%冰醋酸混懸該溶液,進(jìn)一步破碎細(xì)胞,高速離心即獲得低分子量的蛋白質(zhì)和多肽,再使用葡聚糖凝膠Sephadex G25過濾分離鹽離子和大分子蛋白質(zhì),使用葡聚糖凝膠Sephadex G100細(xì)分出有活性的小分子多肽,最后使用超濾法純化所提取的小分子多肽。

Sephadex G型葡聚糖凝膠雖然價(jià)位很高,但性能頗佳,又可再生利用,此外上柱樣品損失很少,對(duì)處理小分子樣品效果較好,因此本試驗(yàn)使用了Sephadex G型葡聚糖凝膠。又因?yàn)镾ephadex G型葡聚糖凝膠只適合在水中使用,所以本試驗(yàn)所使用的緩沖液為0.5%甲醇水溶液?？咕臑樾》肿佣嚯?因此本試驗(yàn)超濾裝置中所使用的膜包截留分子量為20 kD。

Tricine SDS-PAGE電泳在分離、鑒定和純化蛋白質(zhì)、多肽方面有著廣泛的應(yīng)用,該方法操作方便,所需儀器簡(jiǎn)單,重現(xiàn)性好,時(shí)間短,只需微克量的多肽便可顯帶且能迅速估測(cè)出其相對(duì)分子量,因此,本試驗(yàn)應(yīng)用 Tricine SDS-PAGE電泳分離純化物,從而更簡(jiǎn)單、快捷地分離小分子多肽,結(jié)果有較好的顯帶,分出兩條主帶,分子量分別約為6 kD和15 kD。

應(yīng)用AU-PAGE電泳分離小分子多肽,使多肽保持了活性,結(jié)合前面所講的凝膠覆蓋測(cè)定法,最終鑒定出分子量在6 kD左右的帶具有抗菌活性,而我們已知抗菌肽分子量大多在4 kDa左右,由此推測(cè)該條帶應(yīng)含有抗菌肽。當(dāng)然,經(jīng) Tricine SDSPAGE電泳鑒定為的單一區(qū)帶不能證明為一純的多肽帶,如果在以后的試驗(yàn)中采用其他方法如:高效液相色譜法(HPLC),氮端氨基酸序列測(cè)定,肽質(zhì)譜分析法等,對(duì)于該條帶的鑒定將更加具有說服力。

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