脊椎動(dòng)物激肽原基因的系統(tǒng)發(fā)育分析.pdf

1、激肽原是緩激肽的前體，在不同種類(lèi)的動(dòng)物中，它們的結(jié)構(gòu)和功能都存在著非常大的差異。在哺乳動(dòng)物和兩棲動(dòng)物之間，這種差異更加明顯。甚至連最保守的緩激肽結(jié)構(gòu)域的合成模式和結(jié)構(gòu)都存在差異。除共有的緩激肽結(jié)構(gòu)域之外，哺乳動(dòng)物激肽原還具有三個(gè)半胱氨酸蛋白酶抑制劑結(jié)構(gòu)域(N末端的一個(gè)不含常規(guī)的半胱氨酸蛋白酶結(jié)合位點(diǎn)，另外兩個(gè)含常規(guī)的半胱氨酸蛋白酶結(jié)合位點(diǎn))。為了更進(jìn)一步闡明激肽原基因的進(jìn)化機(jī)制，在這篇論文中，利用公共數(shù)據(jù)庫(kù)中的EST和基因組數(shù)據(jù)已識(shí)別出

2、19個(gè)新的激肽原氨基酸序列(包括哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)和魚(yú)類(lèi))，加上之前經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的激肽原，共收集到了57個(gè)激肽原氨基酸序列，同時(shí)結(jié)合氨基酸序列和基因結(jié)構(gòu)作為分子標(biāo)記，詳細(xì)地研究了脊椎動(dòng)物激肽原基因的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。 主要的研究結(jié)果如下： 1)基于鄰接法構(gòu)建的氨基酸序列進(jìn)化樹(shù)表明，所有的激肽原被分為兩簇，一簇包括哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)和魚(yú)類(lèi)，另一簇僅包括兩棲動(dòng)物。較高的自展驗(yàn)證值支持了該進(jìn)化樹(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性及預(yù)測(cè)的激肽原序列的可靠性

3、。 2)在這57個(gè)激肽原序列中有來(lái)自于16個(gè)物種的24個(gè)激肽原具有明確的內(nèi)含子-外顯子邊界，它們被用來(lái)進(jìn)行基因結(jié)構(gòu)的分析。結(jié)果表明大部分內(nèi)含子的位置和相位是保守的，但一些內(nèi)含子僅存在于哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)中，而另一些內(nèi)含子僅存在于魚(yú)類(lèi)中。 3)對(duì)這57個(gè)激肽原氨基酸序列除去信號(hào)肽之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)保守性的分析，結(jié)果表明除緩激肽結(jié)構(gòu)域保守的存在于所有物種中之外，其它一些結(jié)構(gòu)域的存在則具有種屬特異性。 4)對(duì)兩棲動(dòng)物緩激肽

4、結(jié)構(gòu)域的進(jìn)一步分析還發(fā)現(xiàn)，兩棲動(dòng)物皮膚分泌物對(duì)于特異捕食者的防御機(jī)制是緩激肽受體依賴(lài)的。 5)為了更清晰地揭示脊椎動(dòng)物激肽原基因的進(jìn)化，在這個(gè)研究中，從現(xiàn)存最古老的無(wú)頜類(lèi)脊椎動(dòng)物七鰓鰻(Lampetra japonica)肝臟中克隆出了激肽原基因，其開(kāi)放閱讀框含546個(gè)核苷酸，編碼181個(gè)氨基酸殘基。對(duì)氨基酸序列的分析表明，其具有一個(gè)無(wú)常規(guī)半胱氨酸蛋白酶結(jié)合位點(diǎn)的半胱氨酸蛋白酶抑制劑結(jié)構(gòu)域和一個(gè)氨基酸殘基發(fā)生了部分替換的緩激肽

5、結(jié)構(gòu)域。 6)利用RT-PCR技術(shù)，檢測(cè)出除了肝臟外，激肽原也在七鰓鰻的腸、腎和白細(xì)胞等組織中表達(dá)，但不存在于口腔腺中。 綜合上述的研究結(jié)果得出：在現(xiàn)存最原始的脊椎動(dòng)物七鰓鰻中，激肽原基因編碼一個(gè)緩激肽結(jié)構(gòu)域和一個(gè)半胱氨酸蛋白酶抑制劑結(jié)構(gòu)域。隨著物種的進(jìn)化，該基因逐步加入了其它一些序列，其所編碼的蛋白質(zhì)也逐漸多功能化。特別地是，在兩棲動(dòng)物中，激肽原基因特化出一種僅編碼單一緩激肽結(jié)構(gòu)域的類(lèi)型，其在不種的兩棲動(dòng)物中頻繁地