论文部分内容阅读
水通道蛋白家族（Aquaporin family, AQP family）是一类通过渗透梯度将水或一些小的中性分子快速穿过细胞膜的通道蛋白。本研究通过生物信息学方法从太平洋牡蛎数据库(Oyster Database)中鉴定了10个水通道蛋白基因家族成员，包括AQP1-like型基因5条:ChAQP1、ChAQP2、ChAQP4a、ChAQP4b、ChAQP4c，AQP8-like型基因3条:ChAQP8a、ChAQP8b、ChAQP8c，AQP3-like型基因1条:ChAQP9和AQP11-like型基因1条:ChAQP12，运用实时定量PCR技术检测这些基因在香港牡蛎各组织中的表达分布，同时也检测了7天盐度胁迫下在鳃组织中的表达模式的变化。以此初步探索AQP基因家族成员在贝类盐度适应方面的作用。 采用RACE技术获得ChAQP1(KJ704847)、ChAQP4b、ChAQP8a(KJ586342)、ChAQP12四条基因cDNA全长序列，长度介于1012与1400 bp之间，编码281到317个氨基酸，分子量在30KD左右，含有1个典型的MIP结构域、2个NPA基序、6个跨膜螺旋、5个连接环。其他六条ChAQP基因通过RT-PCR扩增，克隆获得部分ORF区序列，也包括1个MIP结构域和2个NPA基序。进化分析结果显示，ChAQP家族成员聚类分成4个主要分支，即AQP1-like，AQP3-like，AQP8-like和AQP11-like四类。在ChAQP8和ChAQP12中，脊椎动物与无脊椎动物分别能聚到一支，而在其他基因中，脊椎动物能聚到一支，而无脊椎动物不能，但都符合其遗传进化关系。 实时定量PCR分析显示，ChAQP基因家族成员广泛分布在香港牡蛎各组织中，虽然表达水平各有差异，但都多表达在外套膜、鳃这类能直接与外界环境作用的组织。7天盐度胁迫实验结果显示ChAQP基因家族成员表达模式存在很大差异，但都表现出存在应激-去应激的波动变化过程。在低盐4和高盐32下，不同的类型水通道蛋白存在不同的应答模式，ChAQP1-like型基因普遍存在没有太大变化或抑制现象，而ChAQP8-like型基因、ChAQP9呈现出表达量上调，这可能与其转运底物有关， AQP1-like型基因属于传统水通道蛋白，只转运水分子，而AQP8可转运尿素、铵化合物，AQP9是典型的水甘油通道，可转运甘油、尿素等中性小分子。在高盐42下，ChAQP基因家族成员普遍存在下调现象，即使刚开始存在表达量上调的情况，到了第7天，也会恢复到正常水平或者受到抑制。为了维持细胞膨胀与收缩的稳定，机体通过增加蛋白质磷酸化来降低水通道蛋白活性，从而保护机体免于更多水分的进入，下调一些生命活动反应速率是贝类盐度适应过程中最常见的一种反应。以上结果暗示AQP基因家族成员参与了香港牡蛎的渗透压平衡调节，为进一步研究香港牡蛎广盐适应性机制提供一定的实验数据和根据。