[发明专利]一种紫花苜蓿胰蛋白酶抑制剂MT-mth2-89i19及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种紫花苜蓿胰蛋白酶抑制剂MT‑mth2‑89i19及其编码基因与应用。本发明的紫花苜蓿胰蛋白酶抑制剂MT‑mth2‑89i19是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。通过实验表明：该蛋白对苜蓿斑蚜有很好的抑制作用，对蚜虫的存活率和繁殖率都有抑制作用，可用于蚜虫的防治。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种紫花苜蓿胰蛋白酶抑制剂MT-mth2-89i19及其编码基因与应用。

背景技术

蛋白酶抑制剂根据抑制的蛋白酶类型，可将其分为丝氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸及金属蛋白酶抑制剂。蛋白酶抑制剂作为蛋白酶的一种基质，其活性中心是与蛋白酶结合形成稳定的复合体而起作用的，蛋白酶抑制剂与靶酶相互作用通常如酶与底物之间的相互作用一样属于互补型作用机理。两者反应时抑制剂暴露在外的活动中心与靶酶的活动中心通过氢键相连接形成稳定的共价型复合物从而导致酶活动中心的闭锁使靶酶的活性丧失。与通常的酶催化反应相比，蛋白酶与抑制剂之间反应的米氏常数很低，故蛋白酶与抑制剂的亲和力大，二者可以迅速结合形成复合物。与一般酶的底物不同，抑制剂与酶结合后其活动中心的肤链并不裂解或裂解速度极慢，因此该复合物虽然可以分解成游离的酶和变性或未变性的抑制剂，但解离速度非常缓慢。当蛋白酶抑制剂被昆虫摄食并在体内积累时，它与昆虫消化道内的蛋白酶作用形成酶-抑制剂复合物，将会显著抑制肠道内蛋白水解酶的活性，影响食物中蛋白质的正常消化和许多酶原的激活，并能刺激消化酶的过量合成和分泌，引起某些必需氨基酸(如甲硫氨酸)的缺乏，扰乱的正常代谢，最终导致昆虫发育不正常甚至死亡。

植物蛋白酶抑制剂能抑制昆虫肠道蛋白酶使昆虫生长发育不良甚至死亡，在植物抗虫中已显示出应用潜力。Hou等人曾将蛋白酶抑制剂含量较高的豆粉直接应用于储粮害虫防治，能显著减少谷象的取食，取得了良好的效果，试验结果还表明当用豆粉和其他几种杀虫剂混合使用时，含有蛋白酶抑制剂的豆粉能增强杀虫剂的杀虫效果，减少杀虫剂的使用剂量。

我国开展此领域的研究较国外要晚，但随着近些年农业生物技术的飞速发展和国际交流的日益频繁，蛋白酶抑制剂的研究和应用也越来越得到广大科研工作者的重视，同时伴随着已有杀虫基因应用中带来的次生问题，新型杀虫基因的发掘也越发显得重要起来。近些年，我国在该领域不但取得了较大的突破，同时一批科研成果也相继问世。蛋白酶抑制剂在害虫防治中的另一方面应用是直接用含有抑制剂的物质来抑制害虫的生长和发育。迄今为止已对多种蛋白酶抑制剂的抗虫作用、转基因植株的获得以及昆虫对蛋白酶抑制剂的抗体等进行了大量研究，因此随着科技的迅猛发展蛋白酶抑制剂在人类文明中越来越发挥着不可替代的作用，有着广阔的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何防治害虫、抑制害虫的生长和发育。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蛋白酶抑制剂，本发明的蛋白酶抑制剂为胰蛋白酶抑制剂，来源于紫花苜蓿Medicago sativa.，本发明提供的胰蛋白酶抑制剂的名称为MT-mth2-89i19，所述MT-mth2-89i19蛋白质是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：

a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；

b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；

d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。

其中，序列2由203个氨基酸残基组成。