Proteomic analysis of nucleopolyhed

Proteomic analysis of nucleopolyhedrovirus infection resistance in the silkworm,
Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae)
Xiaoyong Liu a, Qin Yao a, Yong Wang b, Keping Chen a,*
a Institute of Life Sciences, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, People’s Republic of China
b Department of Biological Technology, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, People’s Republic of China
a r t i c l e i n f o
Article history:
Received 4 February 2010
Accepted 10 May 2010
Available online 13 May 2010
Keywords:
Silkworm
Nucleopolyhedrovirus
Near-isogenic line
Two-dimensional gel electrophoresis
Mass spectrometry
Hemolymph
Beta-N-acetylglucosaminidase 2
a b s t r a c t
Silkworm hemolymph is an important defense tissue to resist bacteria and virus infections. To study the
response of silkworm hemolymph in the resistance of Bombyx mori L. nucleopolyhedrovirus (BmNPV), we
constructed a near-isogenic silkworm line with BmNPV resistance using highly resistant and highly susceptible
parental strains. In this paper, two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) and Matrix-Assisted
Laser Desorption/Ionization (MALDI)-mass spectrometry were employed to investigate the differences of
protein patterns in the hemolymph of the highly resistant, highly susceptible and near-isogenic silkworm
strains after BmNPV was administrated to the larvae. A comparison between the proteomes of these three
silkworm strains led us to identify two differentially expressed proteins, beta-N-acetylglucosaminidase 2
and aminoacylase. The expression levels of these proteins were higher in the BmNPV resistant strains.
 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.
1. Introduction
Bombyx mori is a commercially important insect for production
of silk and recombinant proteins, and is also a good model lepidopteran
(Goldsmith et al., 2005; Nagaraju and Goldsmith, 2002).
Infection of B. mori larvae with Bombyx mori nucleopolyhedrovirus
(BmNPV) reduces silk production, resulting in economic damage
(Chen et al., 2003). Increased understanding of BmNPV resistance
in the silkworm could reduce the loss in cocoon production, and
facilitate the development of new strategies for pest control
(Xue, 2005). Following per os inoculation of baculovirus, the midgut
cells are infected, and the infection spreads from those initial
foci to tracheoblasts, and thus to the haemocoel resulting in a fatal
infection (Washburn et al., 1995, 2001). A number of studies have
been conducted on insect resistance to baculoviruses (Sparks et al.,
2008). However the mechanism of resistance to BmNPV is not fully
elucidated.
Insects lack adaptive immune responses (Hoffmann, 2003), but
many host factors interact to determine the particular insect response
to virus infection (Cory and Myers, 2003; Sparks et al.,
2008). Those factors could be grouped into the following six categories.
The first category is the pH and substrate of the gut. A few
antiviral proteins have been purified from the digestive juice of
silkworm larvae, such as lipase, serine proteases (Ponnuvel et al.,
2003; Nakazawa et al., 2004), and NADPH oxidoreductase (Selot
et al., 2007). The second category is physical and physiological barriers.
The third category is subcellular immune mechanisms. Apoptosis
or programmed cell death is an important antiviral defense
mechanism used by Lepidoptera (Narayan, 2004). Larvae resist
baculovirus infection by selective apoptosis of infected midgut epithelial
cells and by sloughing off infected cells from the midgut before
they release virions into the haemocoel (Federici and Hice,
1997; Clem, 2001). The fourth category is cellular immune responses.
Hemocytes in the haemocoel are recruited to the foci of
infection, phagocytosing smaller microbes and encapsulating larger
invaders, yet the mechanism is poorly understood (Popham
et al., 2004; Lavine and Strand, 2002). In addition, immunosuppression
of pestiferous moth larvae has revealed the likelihood of a
cell-mediated antiviral immune response (Washburn et al.,
2000). The fifth category is humoral immunity. Antiviral activity
from insect hemolymph has been described (Chernysh et al.,
2002). The plasma phenoloxidase of Heliothis virescens exhibits
antiviral activity against several vertebrate viruses in vitro (Ourth
and Renis, 1993). In vitro incubation of Helicoverpa zea single capsid
nucleopolyhedrovirus (HzSNPV) with plasma from H. virescens
reduced the infectivity of the virus, and the enzyme phenoloxidase
may act as an innate antiviral reagent (Popham et al., 2004). In
addition, baculovirus infection increased hemolin expression, and
hemolin might associate with virus in the hemolymph thereby
slowing the progression of virus infection (Hirai et al., 2004). The
sixth category consists of developmental, environmental and
genetic factors (Watanabe, 2002; Engelhard and Volkman, 1995;
Granados and Federici, 1986).
0022-2011/$ - see front matter  2010 Elsevier Inc. All rights reserved.
doi:10.1016/j.jip.2010.05.007

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การวิเคราะห์ Proteomic ต้านเชื้อ nucleopolyhedrovirus ในไหมไหม (เจาะต้น: Bombycidae)หลิว Xiaoyong ยาวฉิน a, a, b วัง Yong เฉิน Keping a, *เจียงสถาบันชีวิตวิทยา มหาวิทยาลัยมณฑลเจียงซู 212013 สาธารณรัฐประชาชนจีนb ภาคชีวภาพมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี มณฑลเจียงซู เจียง 212013 สาธารณรัฐประชาชนจีนr t ฉัน c l e ฉัน n f oบทความประวัติ:ได้รับ 4 2553 กุมภาพันธ์ยอมรับ 10 2553 พฤษภาคมมีออนไลน์ 13 2010 mayคำสำคัญ:ไหมNucleopolyhedrovirusใกล้-isogenic บรรทัดสองเจ electrophoresisรเมทHemolymphเบต้า-N-acetylglucosaminidase 2แบบ b s t r c tHemolymph ไหมเป็นเนื้อเยื่อเพื่อต่อต้านเชื้อแบคทีเรียและไวรัสป้องกันที่สำคัญการติดเชื้อ การเรียนการตอบสนองของ hemolymph ไหมในความต้านทานของ Bombyx mori L. nucleopolyhedrovirus (BmNPV), เราสร้างเส้นไหมใกล้-isogenic BmNPV ทนใช้ทนมาก และไวต่อสูงสายพันธุ์โดยผู้ปกครอง ในนี้ electrophoresis เจลกระดาษ สอง (2-DE) และเมทริกซ์ช่วยเลเซอร์ Ionization Desorption (MALDI) -รเมทได้รับการว่าจ้างการตรวจสอบความแตกต่างของรูปแบบโปรตีนใน hemolymph ของไหมสูงทน ไวต่อ และสูงใกล้-isogenicสายพันธุ์หลังจาก BmNPV เป็น administrated เพื่อตัวอ่อน การเปรียบเทียบระหว่าง proteomes ของทั้งสามนำสายพันธุ์ไหมที่เราระบุโปรตีนแสดง differentially สอง เบต้า-N-acetylglucosaminidase 2และ aminoacylase ระดับนิพจน์ของโปรตีนเหล่านี้สูงขึ้นในสายพันธุ์ BmNPV ทนได้อิงค์ Elsevier 2010 สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมด1. บทนำไหมเป็นแมลงที่สำคัญในเชิงพาณิชย์สำหรับการผลิตผ้าไหมและ recombinant โปรตีน และ lepidopteran ดี(ทองร้อยเอ็ด al., 2005 Nagaraju และทอง 2002)ติดของตัวอ่อนเกิดโมริกับ Bombyx mori nucleopolyhedrovirus(BmNPV) ช่วยลดการผลิตผ้าไหม เกิดความเสียหายทางเศรษฐกิจ(Chen et al., 2003) ความเข้าใจเพิ่มขึ้นของความต้านทาน BmNPVในไหมสามารถลดการสูญเสียในสุพรรณบุรี และช่วยในการพัฒนากลยุทธ์ใหม่ในการควบคุมศัตรูพืช(ไลท์ซิว 2005) ต่อไปนี้ต่อ inoculation os ของ baculovirus, midgutเซลล์ติดเชื้อ และแพร่กระจายเชื้อจากผู้เริ่มต้นfoci tracheoblasts และดังนั้น haemocoel เกิดในร้ายแรงติดเชื้อ (Washburn และ al., 1995, 2001) มีจำนวนของการศึกษาการดำเนินการใน baculoviruses ทนต่อแมลง (สปาร์ค et al.,2008) . อย่างไรก็ตาม กลไกในการต้านทานการ BmNPV ไม่เต็มelucidatedแมลงขาดการตอบสนองภูมิคุ้มกันที่เหมาะสม (Hoffmann, 2003), แต่ปัจจัยการโฮสต์หลายโต้ตอบเพื่อดูการตอบสนองต่อแมลงโดยเฉพาะการติดเชื้อไวรัส (โคและไมเออร์ 2003 สปาร์ค et al.,2008) ได้ปัจจัยเหล่านั้นสามารถจัดกลุ่มออกเป็น 6 ประเภทดังต่อไปนี้ได้ประเภทแรกคือ ค่า pH และพื้นผิวของลำไส้ นิดเดียวโปรตีนต้านไวรัสได้แล้วบริสุทธิ์จากน้ำย่อยอาหารของตัวอ่อนไหม เช่นเอนไซม์ไลเปส proteases แถ (Ponnuvel et al.,2003 Nakazawa et al., 2004), และ NADPH oxidoreductase (Selotร้อยเอ็ด al., 2007) ประเภทสองเป็นอุปสรรคทางกายภาพ และสรีรวิทยาประเภทที่สามคือ กลไกภูมิคุ้มกัน subcellular Apoptosisหรือตายเซลล์ช่องโปรแกรม ป้องกันต้านไวรัสมีความสำคัญกลไกที่ใช้เจาะต้น (นารายัณ 2004) ต้านทานของตัวอ่อนbaculovirus ติดเชื้อ โดยใช้ apoptosis ของ midgut epithelial ติดไวรัสเซลล์ และโดย sloughing ปิดเซลล์ติดเชื้อจาก midgut ก่อนพวกเขาปล่อย virions เป็น haemocoel (Federici และ Hice1997 Clem, 2001) ประเภทสี่เป็นการตอบสนองของภูมิคุ้มกันมือถือHemocytes ใน haemocoel จะพิจารณาการ foci ของติดเชื้อ phagocytosing จุลินทรีย์ที่มีขนาดเล็ก และ encapsulating ใหญ่ผู้รุกราน แต่กลไกนี้จะไม่ดีเข้าใจ (Pophamร้อยเอ็ด al., 2004 Lavine และสแตรนด์ 2002) นอกจากนี้ immunosuppressionของ pestiferous moth ตัวอ่อนได้เปิดเผยความเป็นไปได้ของการmediated เซลล์ตอบสนองภูมิคุ้มกันต้านไวรัส (Washburn et al.,2000) . ประเภทห้าคือ humoral ภูมิคุ้มกัน กิจกรรมต้านไวรัสจาก hemolymph แมลงมีการอธิบาย (Chernysh et al.,2002) . phenoloxidase พลาสม่าของ Heliothis virescens จัดแสดงกิจกรรมต้านไวรัสรัสหลายหลอด (ใน Ourthก Renis, 1993) บ่มเพาะเลี้ยงของ capsid เดียวซี Helicoverpanucleopolyhedrovirus (HzSNPV) กับพลาสม่าจาก H. virescensinfectivity ของไวรัส และ phenoloxidase เอนไซม์ลดลงอาจทำหน้าที่เป็นตัวข้อสอบยาต้านไวรัสรีเอเจนต์ (Popham et al., 2004) ในนอกจากนี้ baculovirus ติดเชื้อเพิ่มขึ้น hemolin นิพจน์ และhemolin อาจเชื่อมโยงกับไวรัสใน hemolymph จึงชะลอความก้าวหน้าของการติดไวรัส (Hirai et al., 2004) ที่ประเภทที่หกประกอบด้วยพัฒนา สิ่งแวดล้อม และปัจจัยทางพันธุกรรม (เบะ 2002 Engelhard และ Volkman, 1995Granados ก Federici, 1986)0022-2011 / $ - เรื่องหน้าดู 2010 Elsevier อิงค์ สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมดdoi:10.1016/j.jip.2010.05.007

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การวิเคราะห์โปรตีนต้านทานการติดเชื้อ nucleopolyhedrovirus ในหนอนไหม ( Bombyx mori ( Lepidoptera :
,
Xiaoyong หลิว Bombycidae ) , ฉินเหยา เป็น ยอง วัง บี keping เฉิน , *
สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชีวิต , Jiangsu University , Zhenjiang 212013 สาธารณรัฐประชาชนจีน :
b ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ Jiangsu มหาวิทยาลัย Zhenjiang 212013 สาธารณรัฐประชาชนจีน
r t i C L E n f o
บทความประวัติศาสตร์ : 4 กุมภาพันธ์ 2553

ได้รับยอมรับ 10 พฤษภาคม 2553
ออนไลน์ 13 พฤษภาคม 2553
คำสำคัญ :



nucleopolyhedrovirus ไหมใกล้เส้น 2 มิติ isogenic เจล


beta-n-acetylglucosaminidase แมสเลือด 2
B S T R A C T
ไหม เลือด ที่สำคัญคือการป้องกันการต่อต้านแบคทีเรีย การติดเชื้อไวรัส เพื่อศึกษา
การตอบสนองของหนอนไหมสามารถในการต้านทานของ Bombyx mori L . nucleopolyhedrovirus บีเอ็มเอ็นพีวี ( BmNPV ) เรา
สร้างใกล้เส้นไหม isogenic ที่มีความต้านทานสูงป้องกันสูง bmnpv ใช้และไว
สายพันธุ์พ่อแม่ ในกระดาษนี้ , สองมิติ gel electrophoresis ( แผ่น ) และเมทริกซ์ช่วย
เลเซอร์การคาย / ไอออไนเซชัน ( มา ดิ ) - แมสสเปกโทรเมตรีเพื่อหาความแตกต่างของ
รูปแบบโปรตีนในเลือดของทนทานสูง เสี่ยง และใกล้ isogenic ไหม
สายพันธุ์หลัง bmnpv แห่งประเทศไทยกับตัวอ่อน การเปรียบเทียบระหว่าง proteomes เหล่านี้สาม
ไหมสายพันธุ์ ทำให้เราระบุสองแสดงออกแตกต่างกันโปรตีนbeta-n-acetylglucosaminidase 2
กับมิโน ซิเลส . ระดับการแสดงออกของโปรตีนเหล่านี้จะสูงใน bmnpv ป้องกันสายพันธุ์ .
 2010 Elsevier Inc . All Rights Reserved .
1 บทนำ
Bombyx mori เป็นแมลงในเชิงพาณิชย์ที่สำคัญสำหรับการผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์
ของผ้าไหม และยังเป็นตัวแบบ lepidopteran
( ช่างทอง et al . , 2005 ; และ nagaraju ช่างทอง , 2002 ) .
การติดเชื้อของโมริกับหนอน Bombyx mori nucleopolyhedrovirus
บีเอ็มเอ็นพีวี ( BmNPV ) ช่วยลดการผลิตผ้าไหม ที่เป็นผลใน
ความเสียหายทางเศรษฐกิจ ( Chen et al . , 2003 ) ความเข้าใจที่เพิ่มขึ้นของ bmnpv ต้านทาน
ในตัวไหม ช่วยลดการสูญเสียในการผลิตรังไหม และอำนวยความสะดวกในการพัฒนากลยุทธ์ใหม่

สำหรับการควบคุมศัตรูพืช ( Xue , 2005 ) ระบบปฏิบัติการต่อไปนี้ต่อเชื้อไวรัสโรค เซลล์ประสิทธิภาพและเหมาะสม
ติดไวรัสและการติดเชื้อแพร่กระจาย จากเริ่มต้นที่
บันทึกเพื่อ tracheoblasts จึงให้ฮีโมซีลผลในการติดเชื้อร้ายแรง
( วอชเบิร์น et al . , 1995 , 2001 ) จำนวนของการศึกษาได้
3 ความต้านทานต่อแมลงขนาด ( ประกายไฟ et al . ,
2008 ) อย่างไรก็ตาม กลไกของความต้านทานต่อ bmnpv ไม่เต็มที่

แมลงตัวนี้ . การตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน ( Hoffmann , 2003 ) แต่
ปัจจัยเป็นเจ้าภาพหลายโต้ตอบเพื่อหาแมลงที่ตอบสนอง
การติดเชื้อไวรัส ( คอรีและไมเออร์ , 2003 ; ประกายไฟ et al . ,
2008 ) ปัจจัยเหล่านี้อาจจะแบ่งออกได้เป็น 6 ประเภท ดังต่อไปนี้
หมวดแรกคือ พีเอช และสารอาหารของลำไส้ เป็นโปรตีนไวรัสน้อย
ได้รับบริสุทธิ์จากน้ำผลไม้ย่อยอาหารของตัวอ่อน
ไหม เช่น เอนไซม์ไลเปส โปรติเนส ( ponnuvel et al . ,
2003 ; Nakazawa et al . , 2004 ) และ nadph อ ซิโดรีดักเทส ( selot
et al . , 2007 ) ประเภทที่สอง คือ อุปสรรคทางกายภาพและสรีรวิทยา .
ประเภทที่สามคือตําแหน่งภายในเซลล์ระบบภูมิคุ้มกัน กลไก (
หรือการตายของเซลล์ที่สำคัญคือไวรัสป้องกัน
กลไกที่ใช้โดยเลพิดอปเทรา ( Narayan , 2004 ) ต้านการติดเชื้อไวรัสโรคเซลล์ตัวอ่อน
โดยงานติดเชื้อประสิทธิภาพและเหมาะสมบุ
เซลล์และ sloughing ปิดเซลล์ที่ติดเชื้อจากประสิทธิภาพและเหมาะสมก่อน
พวกเขาปล่อยไวรัสเข้าสู่ฮีโมซีล ( federici ไฮซ์
1997 ; และ , เคลม , 2001 ) ประเภทที่สี่ คือ เซลล์ภูมิคุ้มกันตอบสนอง .
เม็ดเลือดในฮีโมซีลจะคัดเลือกกับบันทึกของ
การติดเชื้อ phagocytosing จุลินทรีย์ที่มีขนาดเล็กและขนาดใหญ่ห่อหุ้มผู้รุกราน
แต่กลไกที่ไม่ค่อยเข้าใจ ( พอเฟิ่ม
et al . , 2004 ;ลาวีนี่และเกลียว , 2002 ) นอกจากนี้ การแสดงของตัวอ่อนผีเสื้อซึ่งน่ารำคาญ

พบโอกาสของการตรึงเซลล์ภูมิคุ้มกันไวรัส ( วอชเบิร์น et al . ,
2 ) ประเภทที่ 5 คือ ภูมิคุ้มกัน humoral .
ฤทธิ์ต้านไวรัสจากเลือด แมลงได้ถูกอธิบายไว้ (
chernysh et al . , 2002 ) แสดงพลาสมาของเฮลิโอติส virescens
ฟีนอลอ ซิเดสฤทธิ์ต้านไวรัสหลายองค์ในหลอดทดลอง ( ที่สี่ และ renis
, 1993 ) การเพาะบ่ม Helicoverpa ซีเดียวตราหน้า
nucleopolyhedrovirus ( hzsnpv ) กับพลาสมาจาก h virescens
ลดการติดเชื้อของไวรัส และเอนไซม์ฟีนอลออกซิเดส
อาจแสดงการใช้ยาต้านไวรัสโดยกำเนิด ( พอเฟิ่ม et al . , 2004 ) ใน
นอกจากนี้ การติดเชื้อไวรัสโรคเพิ่มการแสดงออก hemolin และ
hemolin อาจเชื่อมโยงกับไวรัสในเลือดจึง
ชะลอความก้าวหน้าของการติดเชื้อไวรัส ( ฮิราอิ et al . , 2004 )
6 ประเภท ประกอบด้วย การพัฒนาสิ่งแวดล้อมและปัจจัยทางพันธุกรรม ,
( วาตานาเบะ , 2002 ; เองเกิลฮาร์ด และ volkman , 1995 ;
granados และ federici , 1986 )
0022-2011 / $ - ดูเรื่องหน้า  2010 Elsevier Inc สงวนสิทธิ์ทั้งหมด 10.1016/j.jip.2010.05.007
ดอย :