大珠母贝组织蛋白酶B基因克隆及其表达分析

作者：徐扬; 王姿曼; 李俊辉; 梁飞龙; 邓岳文; 杨创业^*

来源：南方农业学报, 2021, 52(05): 1353-1361.

• 大珠母贝
• 组织蛋白酶B(CatB)
• 基因克隆
• 组织表达
• 肝胰腺
• 消化吸收

【目的】分析组织蛋白酶B基因(CatB)在大珠母贝(Pinctada maxima)不同组织中的表达模式,明确CatB在大珠母贝中的功能作用,为培育生长快且抗逆性强的大珠母贝提供基础资料。【方法】利用RACE克隆大珠母贝CatB基因,利用ExPASy ProtParam、ExPASy ProtScale、NPS@SOPMA、SWISS-MODEL及SignalP 4.1等在线软件进行生物信息学分析,并以实时荧光定量PCR检测CatB基因在大珠母贝外套膜(套膜区、边缘膜区和中央膜区)、肝胰腺、鳃、足和闭壳肌等组织中的表达情况。【结果】大珠母贝CatB基因cDNA序列全长1365 bp,其开放阅读框(ORF)1026 bp,5’非编码区(5’-UTR)长度81 bp,3’非编码区(3’-UTR)长度258 bp,共编码341个氨基酸残基。大珠母贝CatB蛋白分子量为37.73 kD,理论等电点(pI)为6.66,脂溶性系数为67.48,不稳定指数为31.18,亲水性平均系数(GRAVY)为-0.451,为稳定的亲水性蛋白;在第89～337位氨基酸存在一个Pept-C1结构域。大珠母贝CatB蛋白二级结构以无规则卷曲为主,占51.03%,α-螺旋占26.98%,β-转角占9.09%,延伸链占12.90%;三级结构与马氏珠母贝(P. fucata martensii)CatB蛋白结构相似。大珠母贝CatB氨基酸序列与马氏珠母贝CatB氨基酸序列(ADX32985.1)的相似性高达90.91%;与长牡蛎(Crassostrea gigas,XP011428258.1)、海湾扇贝(Argopecten irradians,ANG56311.1)、褶纹冠蚌(Cristaria plicata,AEF32260.1)的CatB氨基酸序列相似性分别为79.47%、65.38%和62.18%。CatB基因在大珠母贝外套膜的套膜区、边缘膜区和中央膜区及肝胰腺、鳃、足和闭壳肌等7个组织中均有表达,以肝胰腺中的相对表达量最高,显著高于在其他组织中的相对表达量(P<0.05),其次是外套膜的套膜区和中央膜区。【结论】CatB基因在大珠母贝肝胰腺中高表达,其次是外套膜的套膜区和中央膜区,故推测CatB是通过参与大珠母贝的消化吸收作用而调控其生长代谢过程。