脊椎動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，在不同種類的動物中，它們的結(jié)構(gòu)和功能都存在著非常大的差異。在哺乳動物和兩棲動物之間，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，哺乳動物激肽原還具有三個半胱氨酸蛋白酶抑制劑結(jié)構(gòu)域(N末端的一個不含常規(guī)的半胱氨酸蛋白酶結(jié)合位點，另外兩個含常規(guī)的半胱氨酸蛋白酶結(jié)合位點)。為了更進一步闡明激肽原基因的進化機制，在這篇論文中，利用公共數(shù)據(jù)庫中的EST和基因組數(shù)據(jù)已識別出

2、19個新的激肽原氨基酸序列(包括哺乳動物、鳥類和魚類)，加上之前經(jīng)實驗證實的激肽原，共收集到了57個激肽原氨基酸序列，同時結(jié)合氨基酸序列和基因結(jié)構(gòu)作為分子標記，詳細地研究了脊椎動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)建的氨基酸序列進化樹表明，所有的激肽原被分為兩簇，一簇包括哺乳動物、鳥類和魚類，另一簇僅包括兩棲動物。較高的自展驗證值支持了該進化樹拓撲結(jié)構(gòu)的準確性及預測的激肽原序列的可靠性

3、。 2)在這57個激肽原序列中有來自于16個物種的24個激肽原具有明確的內(nèi)含子-外顯子邊界，它們被用來進行基因結(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物和鳥類中，而另一些內(nèi)含子僅存在于魚類中。 3)對這57個激肽原氨基酸序列除去信號肽之后進行結(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)對兩棲動物緩激肽

4、結(jié)構(gòu)域的進一步分析還發(fā)現(xiàn)，兩棲動物皮膚分泌物對于特異捕食者的防御機制是緩激肽受體依賴的。 5)為了更清晰地揭示脊椎動物激肽原基因的進化，在這個研究中，從現(xiàn)存最古老的無頜類脊椎動物七鰓鰻(Lampetra japonica)肝臟中克隆出了激肽原基因，其開放閱讀框含546個核苷酸，編碼181個氨基酸殘基。對氨基酸序列的分析表明，其具有一個無常規(guī)半胱氨酸蛋白酶結(jié)合位點的半胱氨酸蛋白酶抑制劑結(jié)構(gòu)域和一個氨基酸殘基發(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)，檢測出除了肝臟外，激肽原也在七鰓鰻的腸、腎和白細胞等組織中表達，但不存在于口腔腺中。 綜合上述的研究結(jié)果得出：在現(xiàn)存最原始的脊椎動物七鰓鰻中，激肽原基因編碼一個緩激肽結(jié)構(gòu)域和一個半胱氨酸蛋白酶抑制劑結(jié)構(gòu)域。隨著物種的進化，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)域的類型，其在不種的兩棲動物中頻繁地