东方蜜蜂微孢子虫腺苷酸激酶的生物信息学与基因表达特征

来源：环境昆虫学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：刘彩珍，臧贺，宓诗雨，吴伯文，孙恺玥，陈大福，郭睿

单位：1.福建农业职业技术学院现代农业工程学院,2. 福建农林大学蜂学与生物医药学院,3. 天然生物毒素国家地方联合工程实验室,4. 福建省蜂疗研究所

摘要：本研究旨在解析东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的腺苷酸激酶（Adenylat kinase, ADK）NcADK的理化性质和分子特性，并检测NcADK基因在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂过程中的表达特征，以期丰富NcADK相关信息，并为进一步的功能研究提供依据。利用相关生物信息学软件预测和分析NcADK的理化性质、信号肽、磷酸化位点、二级结构和三级结构。使用MEME软件和Batch CD-Search工具分别预测东方蜜蜂微孢子虫和其它7种微孢子ADK蛋白的保守基序和保守结构域。通过Mega 11.0软件基于ADK氨基酸序列构建进化树。采用RT-qPCR检测东方蜜蜂微孢子虫侵染过程中NcADK的相对表达量。结果表明，NcADK的CDS含有540个核苷酸，可编码179个氨基酸；NcADK的分子量约为20.66 kDa，分子式为C903H1488N258O278S8，脂肪系数为100.61，平均亲水系数为-0.502，等电点为6.83，含29个负电荷氨基酸和29个正电荷氨基酸；NcADK可同时定位于细胞质、线粒体、细胞核、囊泡和过氧化物酶体；NcADK含20个磷酸化位点，不含典型的信号肽；NcADK含88个α-螺旋，24条延长链，17个β-转角，50个无规则卷曲，与模板A0A0F9WEU7.1.A之间的序列同源性为100%；在东方蜜蜂微孢子虫、东方赤孢子虫Hamiltosporidium tvaerminnensis、肠脑炎微孢子虫Encephalitozoon intestinalis、按蚊微孢子虫Anncaliia algerae和角膜条孢虫Vittaforma corneae ADK中均鉴定到1个相同的结构域和5个相同的保守基序；东方蜜蜂微孢子虫与蜜蜂微孢子虫Nosema apis的ADK在进化树上聚为一支。相较于接种后1 d（1 day post inoculation, 1 dpi），NcADK的表达量在2 dpi上调但无显著差异(P>0.05），在3 dpi 和4 dpi均显著上调（P>0.05）。研究结果明确了NcADK的理化性质和分子特性，并揭示NcADK是潜在的亲水性蛋白和胞内蛋白，不同微孢子虫的ADK具有较强的保守性，东方蜜蜂微孢子虫及其姐妹种蜜蜂微孢子虫的ADK具有高同源性，NcADK在3 dpi和4 dpi被激活表达。

关键词：东方蜜蜂微孢子虫,腺苷酸激酶,分子特性,系统进化,表达特征,

基金资助：国家自然科学基金（32172792）；国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-44-KXJ7）；福建省自然科学基金（2022J01131334）；福建农业职业技术学院科技研究项目（2023JS011）；福建农林大学硕士生导师团队项目（郭睿）；福建农林大学科技创新专项基金(KFb22060XA)