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凡纳滨对虾类胰岛素肽基因的结构及表达分析

2023-03-15分类号:S917.4

【作者】苏曼文  张晓军  袁剑波  张小溪  杨铭  李富花  
【部门】中国科学院海洋研究所中国科学院实验海洋生物学重点实验室  青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室  中国科学院大学  福州市海洋与渔业技术中心  
【摘要】类胰岛素肽(ILP)是胰岛素超家族的成员,具有进化保守性,是影响动物生命活动的重要因子之一。本研究克隆了凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) ILP1全长基因,mRNA长度为812 bp,其中开放阅读框长543 bp,编码180个氨基酸。序列分析显示,LvILP1蛋白预计分子量为20.81 kDa,理论等电点为9.45,不稳定系数为96.20,具有一个信号肽,没有跨膜结构,推导其为碱性、不稳定的分泌蛋白。结构预测发现,该蛋白具有胰岛素超家族保守的IlGF结构域,由N端信号肽、B链、C肽和A链组成,同时具有6个保守的半胱氨酸位点和2个断裂位点。系统进化分析发现,LvILP1与斑节对虾(Penaeus monodon) ILP7亲缘关系最近,与甲壳动物ILP1聚为一支,然后分别与无脊椎动物ILP7、脊椎动物松弛素(Relaxin)、胰岛素(Insulin)、胰岛素样生长因子(IGF)聚在一起。无脊椎动物ILP7类与外群海葵(Actinia tenebrosa) ILP的进化关系最近,表明这类ILP可能与胰岛素超家族的祖先较为相似。转录因子预测发现,LvILP1可能的转录因子为叉头框蛋白O3 (FoxO3)、糖皮质激素受体(GR)、CAAT区/增强子结合蛋白(C/EBP)、信号传导及转录激活蛋白(STAT)等;蛋白互作分析发现,LvILP1与细胞膜上的胰岛素受体(IR)、神经信号分子(VGLUT1、SYT 1_3)、糖蛋白激素(GPHB5)、鞣化激素(Bursicon)等相互作用;对这些转录因子和互作蛋白的生物功能进行分析,进而推测LvILP1可能具有调节生长发育、激素刺激反应、神经系统稳态、碳水化合物稳态、蜕皮后组织重建以及生殖发育等作用。分析发现,LvILP1在凡纳滨对虾早期发育阶段有较高表达,在成体各个组织中均有表达,但在眼柄中表达量最高。本研究结果为深入了解凡纳滨对虾ILP的基因结构、进化、功能及表达提供了重要信息,同时为凡纳滨对虾的分子育种和健康养殖提供线索。
【关键词】凡纳滨对虾  类胰岛素肽  基因结构  功能预测  表达分析
【基金】国家自然科学基金课题(31972782);; 国家重点研发计划课题(2018YFD0900103; 2018YFD0900404);; 中国科学院先导专项(XDA24030105);; 农业农村部产业体系(CARS-48)共同资助
【所属期刊栏目】渔业科学进展
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