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珊瑚礁生态系统是海洋生态系统的重要组成部分。当前,全球海水升温严重威胁着珊瑚礁生态系统,造成了大量珊瑚白化死亡。造礁石珊瑚鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis不仅被列为全球气候变化模拟研究中的生物模型,还被认为是珊瑚生态适应研究中的模式生物。因此,探索鹿角杯形珊瑚的热胁迫分子机制具有非常重要的意义。热激蛋白HSP70参与生物体对热胁迫的抵抗,能辅助机体恢复异常蛋白的正常构象并维持细胞的稳态。本研究以鹿角杯形珊瑚HSP70(PdHSP70)为研究对象,探索PdHSP70在热胁迫下的表达响应及其生物学活性特征。本研究利用RACE技术克隆获得了 PdHSP70 cDNA的全长序列。PdHSP70基因全长 2346 bp,其中 5’ UTR(Untranslated region)长为 103 bp,3’ UTR 为 290 bp,ORF(Open reading frame)为1953 bp,推导的多肽含650个氨基酸,分子量为71.93 kDa。利用SMART技术预测PdHSP70蛋白含有一个HSP70结构域(8-616氨基酸区域)。利用InterPro方法预测PdHSP70有三个结构域:ATPase结构域(actin-like ATPase domain,8-189 和 192-385 位氨基酸区域)、多肽结合结构域(peptide-binding domain,390-547位氨基酸区域)和C末端结构域(C-terminal domain,523-623位氨基酸区域)。利用荧光实时定量RT-PCR技术,检测了热胁迫(32℃)后PdHSP70 mRNA的表达变化。高温胁迫后,PdHSP70mRNA的表达水平在12小时显著提高,在24小时降回至正常水平。对照组中PdHSP70 mRNA的表达水平在24小时内没有显著变化。构建重组表达载体后,在大肠杆菌中诱导表达了具有ATPase活性的PdHSP70重组蛋白。在25℃、30℃、35℃和40℃条件下,PdHSP70重组蛋白的ATPase活性分别为21.76、21.88、13.60和16.20 nmol min-1 mg-1,且未发现显著差异。本研究表明,鹿角杯形珊瑚在热胁迫条件下会大量表达PdHSP70,来清除细胞中产生的错误折叠蛋白,并维持细胞的正常生理功能。当热胁迫撤除或热适应后,PdHSP70将恢复正常表达水平,以恢复机体的内稳态。PdHSP70作为一种热诱导型蛋白,在鹿角杯形珊瑚的热适应和内稳态维持中发挥着非常重要的作用。PdHSP70的相关研究初步揭示了造礁石珊瑚的热胁迫分子机制,为珊瑚礁生态系统的保护提供了理论基础,并丰富和发展了热带海洋生物学的相关内容。