七鰓鰻進食前后口腔腺比較蛋白質組學研究.pdf

1、七鰓鰻是現(xiàn)存的最原始的無頜類脊椎動物，營半寄生生活。成年七鰓鰻可通過其頭部的吸盤結構來吸食大型魚類的血肉，因此又被稱為水中“吸血鬼”。多年的研究發(fā)現(xiàn)，七鰓鰻的口腔腺分泌液lamphredin在其進食過程中扮演著非常重要的角色。盡管前期研究發(fā)現(xiàn)lamphredin中含有多種生物活性調節(jié)劑，例如:抗凝血劑、離子通道阻斷劑和免疫抑制因子等，但是仍有許多未知的低豐度蛋白尚未被鑒定。同時，這些低豐度蛋白質的生物學功能也未知。此外，前期關于七鰓鰻口

2、腔腺蛋白質特性及功能的研究多來源于生殖洄游期的七鰓鰻。由于該時期七鰓鰻不再進食，因此前期的研究也未能實時動態(tài)的反映不同進食階段七鰓鰻口腔腺內全部蛋白質的表達等情況。
　　為了深入闡明七鰓鰻口腔腺內蛋白質組分與其進食習性的關系，本研究首次采用分辨率較高的NanoLC-MS/MS質譜儀并結合七鰓鰻Ensembl和NCBI兩個數(shù)據庫對不同進食階段的中國東北七鰓鰻（Lampetra morii）口腔腺分泌液進行比較蛋白質組學研究。研究發(fā)現(xiàn)

3、七鰓鰻的進食習性與其口腔腺分泌液蛋白質的數(shù)量和種類密切相關。統(tǒng)計分析結果表明:第一，七鰓鰻進食60 min后其口腔腺內鑒定出的多肽或蛋白數(shù)量顯著增加，為未進食組的10倍以上;第二，在七鰓鰻進食階段，其口腔腺內蛋白質的分子質量分布更為廣泛，且隨著進食時間的延長，更多大分子蛋白和小分子多肽陸續(xù)出現(xiàn);第三，GO分析結果表明七鰓鰻進食后，其口腔腺可分泌多種與生物學過程、分子功能和細胞組成等密切相關的蛋白質以幫助七鰓鰻阻斷進食過程中所遇到的多種不

4、利反應;最后，功能預測結果表明七鰓鰻進食后，其口腔腺內能夠分泌多種功蛋白來阻斷宿主的凝血、傷害感受、氧化應激和免疫反應等。在數(shù)億年的進化過程中，這些功能蛋白質的出現(xiàn)為七鰓鰻獨特的營半寄生生活方式奠定了基礎。
　　此外，本研究利用質譜在七鰓鰻進食60 min后的口腔腺分泌液中鑒定出了半胱氨酸蛋白酶抑制劑F。近年來研究結果顯示來自蛇毒、蚊蟲唾液腺等的半胱氨酸蛋白酶抑制劑在抗菌和抗腫瘤等方面發(fā)揮了重要的作用。因此本研究也采用分子克隆的手

5、段從七鰓鰻口腔腺中克隆出了半胱氨酸蛋白酶抑制劑F(Lampetra morii cystatinF，Lm-CSTF)，并對其進行了生物信息學分析。由于Lm-CSTF的cDNA序列中含有稀有密碼子，因此本研究在不改變其編碼氨基酸序列的前提下對Lm-CSTF的cDNA序列進行了優(yōu)化，并將其連接至pColdⅠ原核表達載體，構建pColdⅠ-Lm-CSTF表達質粒，并將其轉化至E.coli Chaperone Competent BL21中。結

6、果表明Lm-CSTF以可溶性蛋白質的形式大量表達，這為今后進一步研究其生物學功能奠定了理論和物質基礎。
　　綜上，本研究采用比較蛋白質組學方法對不同進食階段七鰓鰻口腔腺分泌液的蛋白質組分進行了系統(tǒng)及動態(tài)的分析。這不僅有助于我們深入闡明七鰓鰻獨特的進食機制，還為今后探索新型的七鰓鰻口腔腺功能蛋白提供了線索。除此之外，本研究還為保護和開發(fā)七鰓鰻口腔腺內藥用相關的基因資源，研制具有我國自主知識產權的新型藥物以及推動我國海洋生物的發(fā)展奠定