機(jī)體的生長激素（GH）/類胰島素樣生長因子（IGFs）軸由GH系統(tǒng)和IGFs系統(tǒng)構(gòu)成,可促進(jìn)細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)生長發(fā)育、調(diào)控生理代謝,在機(jī)體生長發(fā)育調(diào)控方面有著重要作用。為明確棘腹蛙GH/IGFs軸的功能結(jié)構(gòu)和進(jìn)化特征,為棘腹蛙生長發(fā)育調(diào)控方面的研究提供理論依據(jù),本試驗(yàn)對(duì)棘腹蛙GH、類胰島素生長因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）和類胰島素生長因子-Ⅱ（IGF-Ⅱ）進(jìn)行克隆并對(duì)其序列特征進(jìn)行分析。結(jié)果顯示:1)與兩棲類模式動(dòng)物的多重序列比對(duì)發(fā)現(xiàn),棘腹蛙GH、IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ的功能結(jié)構(gòu)域嚴(yán)格保守,具有一定的遺傳多態(tài)性;IGF-Ⅱ的N端呈簡縮進(jìn)化趨勢(shì)。2)遺傳進(jìn)化聚類分析發(fā)現(xiàn),棘腹蛙IGFs與兩棲動(dòng)物聚為一支,并與硬骨魚相對(duì)近緣,說明IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ進(jìn)化地位相對(duì)原始;棘腹蛙GH則與蛙類、魚類等水生動(dòng)物相對(duì)近緣,暗示該基因具有趨同進(jìn)化趨勢(shì)。3)為進(jìn)一步明確上述基因的特異性功能位點(diǎn),利用Swiss-model server軟件解析其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),最終確定IGF-Ⅰ的THR52、LEU53、PHE72、PHE73、SER74為潛在的功能分化位點(diǎn),IGF-Ⅱ的TYR81、LYS82、LYS83為潛在的功能... 

【文章來源】：動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào). 2017年07期 北大核心

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【部分圖文】：

棘腹蛙IGF-Ⅰ的聚類分析

7期羅潔等:棘腹蛙生長激素/類胰島素樣生長因子軸關(guān)鍵基因的克隆與序列特征分析棘腹蛙IGF-Ⅱ同源序列的系統(tǒng)進(jìn)化分析結(jié)果(圖5)顯示，整個(gè)進(jìn)化樹分為三大支，一支為高等哺乳動(dòng)物類，一支為兩棲動(dòng)物類，另一支則包括硬骨魚、陸生動(dòng)物及部分鳥類，說明IGF-Ⅱ基因的進(jìn)化相對(duì)保守。圖5棘腹蛙IGF-Ⅱ的聚類分析Fig．5TheclusteringanalysisofIGF-ⅡfromPaaboulengeri利用Swiss-modelserver軟件模擬IGF-Ⅱ蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示，其與棘腹蛙IGF-Ⅰ蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)類似，主要由6個(gè)α螺旋構(gòu)成，其中TYR81、LYS82、LYS83存在特異的氨基酸位點(diǎn)突變，暗示該蛋白質(zhì)在物種進(jìn)化過程中存在一定的功能分化。對(duì)比IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ作用位點(diǎn)和結(jié)合方式差異的預(yù)測(cè)，我們利用PDB-Viewer還原了這2種蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)骨架，如圖3－A和圖6－A所示，黃色部分為IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ作用位點(diǎn)相同的區(qū)域，結(jié)果二者僅有3處區(qū)域有明顯差異，其蛋白質(zhì)修飾方式的對(duì)比顯示所有差異位點(diǎn)均位于功能結(jié)合區(qū)域(圖3－B和圖6－B)，隨后對(duì)二者功能差異位點(diǎn)的比對(duì)結(jié)果顯示二者差異部分有2處為IGFs保守的功能結(jié)構(gòu)域，其中一處為棘腹蛙IGF-Ⅰ特異的功能區(qū)域。由此可知，深入挖掘IGFs的功能對(duì)于研究棘腹蛙生理代謝的物種特異性具有重大意義。2．3GH的序列特征分析通過克隆測(cè)序(圖7－A)，獲得了棘腹蛙GH基因序列(圖7－B)。遺傳多態(tài)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)棘腹蛙GH與已知的兩棲動(dòng)物同源基因存在較少的氨基酸位點(diǎn)突變，并且其中大多數(shù)為同義氨基酸突變，對(duì)其功能結(jié)構(gòu)影響不大(圖7－C)。與GH同源基因進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹聚類分析，結(jié)果如圖8所示。棘腹蛙的GH與牛蛙近緣，并與草魚、斑馬魚和淡水鰉等水生動(dòng)物單獨(dú)聚為一支，暗示水生動(dòng)物GH具有共同的祖先，鳥類與陸生動(dòng)物聚為一支，高等哺乳動(dòng)物單獨(dú)

7期羅潔等:棘腹蛙生長激素/類胰島素樣生長因子軸關(guān)鍵基因的克隆與序列特征分析A:棘腹蛙GH的擴(kuò)增;B:棘腹蛙GH的序列分析;C:已知兩棲動(dòng)物的GH遺傳多態(tài)性分析。XP_002933088．2注釋為熱帶爪蟾GH;AAP4356．1和CAA31038．1注釋為牛蛙GH;GHpre__Pb注釋為棘腹蛙GH。黃色表示棘腹蛙GH潛在功能分化區(qū)域。A:thegeneamplificationofGHfromPaaboulengeri;B:thesequenceanalysisofGHfromP．boulengeri;C:thegeneticpolymorphismanalysisofGHfromknownamphibians．AAP4356．1andCAA31038．1bothstandforGHfromRanacatesbeiana;XP_012816009andXP_002933088．2bothstandforGHfromXenopustropicalis;GHpre__PbstandforGHfromPaabouleng-eri．ThepotentialdifferentiationaminoacidsitesofGHfromPaaboulengeriareshadowedinyellow．圖7棘腹蛙GH的序列特征分析Fig．7ThesequencecharacteristicanalysisofGHformPaaboulengeri圖8棘腹蛙GH的聚類分析Fig．8TheclusteringanalysisofGHfromPaaboulengeri2499


本文編號(hào)：2930612