鰱魚肌球蛋白重鏈球狀結(jié)構(gòu)域的cDNA克隆及結(jié)構(gòu)解析.pdf

1、鰱魚(Hypophthalmichthys molitrix)，又名白鰱，與鯉魚(Cyprinus carpio)和草魚(Ctenopharyngodon idella)一樣同屬于鯉科魚類，是我國淡水魚資源中具有代表性的魚種之一。與其它種類的淡水魚相比，鰱魚具有低值、高產(chǎn)的特點，因此，也是加工利用的主要對象。青、草、鰱、鳙魚均屬于廣溫性的淡水魚類，它們的肌肉功能伴隨棲息水溫的變化而變化，以至于它們能夠周年生活在溫差極大的棲息環(huán)境中，淡水

2、魚所具有的這種獨特的溫度適應(yīng)能力與其肌肉蛋白質(zhì)主要是肌球蛋白性質(zhì)的季節(jié)變化是密切相關(guān)的。在魚類肌肉蛋白質(zhì)中，60％以上是構(gòu)成肌原纖維的蛋白質(zhì)，肌原纖維蛋白是由肌球蛋白，肌動蛋白和調(diào)節(jié)蛋白等組成，肌球蛋白能和肌動蛋白結(jié)合形成細(xì)胞運(yùn)動如胞質(zhì)分裂和肌肉收縮等所需的物質(zhì)，有“分子馬達(dá)”之美譽(yù)。其中肌動蛋白和調(diào)節(jié)蛋白在肌原纖維蛋白中所占的比例較小，肌球蛋白構(gòu)成了魚肌肉肌原纖維蛋白的60-75％，它的性質(zhì)主要決定了肌原纖維蛋白的性質(zhì)，進(jìn)而影響魚肌肉

3、蛋白質(zhì)的加工適性。肌球蛋白分子由兩條分子量約200kDa的重鏈亞基和四條分子量約20kDa的輕鏈亞基組成，重鏈亞基含有多種同工型(isoform)，它們分別由不同的同工型基因編碼，因此，肌球蛋白具有“多基因家族”之稱。同時，重鏈含有多個不同的結(jié)構(gòu)域，如位于氨基端具有球狀結(jié)構(gòu)的重酶解肌球蛋白(HMM)，和位于羧基端具有α-螺旋結(jié)構(gòu)的輕酶解肌球蛋白(LMM)。前者包括S1和S2,具有ATP酶的活性和與肌動蛋白結(jié)合的能力，后者具有使肌球蛋白在

4、生理條件下形成絲狀的能力，它們決定了魚肌肉蛋白質(zhì)多種重要的功能性質(zhì)。S1結(jié)構(gòu)域自氨基端起可以被胰蛋白酶水解為25、50和20kDa三個片段。兩個表面環(huán)loop1和loop2分別位于25與50kDa片段和50與20kDa片段的連接區(qū)域，它們分別與ATP和肌動蛋白的結(jié)合位點有關(guān)，決定了肌球蛋白的“分子馬達(dá)”功能。而輕鏈包括2條具有不同分子量的堿輕鏈(A1和A2)和2條相同的DTNB輕鏈，具有調(diào)節(jié)磷酸化途徑等作用。
　　 早期的研究中

5、，我們報道了從冬季和夏季鰱魚(Hypophthalmichthys molitrix)的快速肌中分離到兩種肌球蛋白重鏈同工型基因，分別命名為低溫型(sc-w)和高溫型(sc-s)。本文根據(jù)該兩種同工型基因在3'端展現(xiàn)的明顯差異，設(shè)計了2個特異性的反向引物，以鯉科魚類肌球蛋白重鏈5'端的保守序列為正向引物，通過Long-PCR對編碼鰱魚兩種肌球蛋白重鏈同工型的球狀結(jié)構(gòu)域(Subfragmengt-1，S1)的全長基因進(jìn)行了克隆和測序，并推

6、斷出它們一級結(jié)構(gòu)的氨基酸序列。研究結(jié)果表明：sc-w與sc-s在S1的初級結(jié)構(gòu)上顯示80.5％的同源性、與已經(jīng)報道的草魚(Ctenopharyngodon idella)低溫型(gc10)有97.2％的高同源性；sc-s則與草魚中間型(gcI)和高溫型(gc30)顯示了分別為98.4％和97.1％的高同源性。低溫型的sc-w和gc10在S1初級結(jié)構(gòu)上展現(xiàn)的特有變異主要發(fā)生在43個氨基酸殘基位點，其中15個屬保守性殘基。對S1區(qū)域中兩個功