カイコ貯蔵タンパク質1の発現解析と相互作用タンパク質の同定

Expressional analysis of the silkworm storage protein 1 and identification of its interacting proteins.

• Ruilin Li
• Congwu Hu
• Tao Geng
• Dingding Lv
• Kun Gao
• Xijie Guo
• Chengxiang Hou

抄録

貯蔵タンパク質は昆虫におけるヘモリン特異的なタンパク質で、主に脂肪体で合成され、ヘモリンに放出された後、蛹化前に脂肪体に選択的に再吸収される。これらの貯蔵タンパク質は、昆虫の変態や卵の発生に重要な役割を果たしている。これらの貯蔵タンパク質の中には病原体の感染に反応するものもあり、病原体の増殖を抑制する働きさえある。しかし、貯蔵タンパク質の生理的、生化学的、免疫応答性機能のメカニズムは不明な点が多い。本研究では、幼虫期におけるBombyx mori貯蔵タンパク質1（BmSP1）の発現パターンを解析した。その結果、BmSP1タンパク質とエンハンストグリーン蛍光タンパク質（EGFP）を融合したBmSP1タンパク質をB. moriバキュロウイルスベクター発現系で発現させることに成功した。定量的リアルタイムPCR法により、BmSP1の発現レベルは子房の進行に伴って上昇し、特に脂肪体では5齢齢で最高レベルに達した。カイコ幼虫で発現させた組換えBmSP1は、ヘモリンパのメラニン化を抑制した。次に、EGFPを抗原決定因子として用い、共免疫沈降法によりBmSP1と相互作用するタンパク質を同定した。30kDaの低分子リポ蛋白質PBMHP-6前駆体（BmLP6）がBmSP1と相互作用することが示された。酵母の二種混合実験により、BmSP1とBmLP6の相互作用が確認された。本研究で得られた結果は、カイコの発生や自然免疫の制御ネットワークにおけるBmSP1とBmLP6の機能のさらなる研究に役立つものと考えられる。

Storage proteins are haemolymph-specific proteins in insects, mainly synthesized in the fat body, released into the haemolymph, and then selectively reabsorbed by the fat body before pupation. These storage proteins play an important role in insect metamorphosis and egg development. Some of these storage proteins are responsive to pathogen infection and can even suppress pathogen multiplication. However, the mechanisms of the physiological, biochemical and immune-responsive functions of storage proteins remain unclear. In this study, the expression patterns of Bombyx mori storage protein 1 (BmSP1) during the larval stage were analysed. Then, BmSP1 protein fused with enhanced green fluorescent protein (EGFP) was successfully expressed in a B. mori baculovirus vector expression system. Quantitative real-time PCR showed that the expression level of BmSP1 increased with the advance of instars and reached the highest level in the fifth instar, especially in the fat body. Recombinant BmSP1 expressed in silkworm larvae inhibited haemolymph melanization. Then, proteins that interact with BmSP1 were identified with EGFP used as an antigenic determinant by co-immunoprecipitation. A 30 kDa low molecular weight lipoprotein PBMHP-6 precursor (BmLP6) was shown to interact with BmSP1. Yeast two-hybrid experiments confirmed the interaction between BmSP1 and BmLP6. The results obtained in this study will be helpful for further study of the functions of BmSP1 and BmLP6 in the regulatory network of silkworm development and innate immunity.

© 2019 The Royal Entomological Society.