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摘要
鲸类在从陆地二次入水的过程中，必须面对长时间的潜水导致的低氧耐受挑战。目前，关于鲸类低氧适应的研究主要集中在解剖学和生理学等方面，对其背后的分子机制仍知之甚少。脯氨酸羟化酶2（PHD2）是一种感知氧气的双加氧酶，它通过调控HIF-α的稳定性和转录活性，参与低氧信号传导。本研究克隆了不同低氧耐受能力的三个鲸类物种，抹香鲸（Physeter macrocephalus），白鲸（Delphinapterus leucas）和长江江豚（Neophocaena phocaenoids asiaeorientalis）的PHD2。通过对其序列进行分析，发现三个物种PHD2的氨基酸序列非常保守。通过对这三个物种的PHD2的功能进行探究发现：三个物种的PHD2在常氧情况下均可以降解三个物种的HIF-α蛋白，而在低氧（O_(2)浓度小于2%）情况下，PHD2则无法明显降解HIF-α（HIF-1α和HIF-2α）蛋白。常氧下，鲸类的PHD2降解HIF-α是依赖于识别鲸类的HIF-1α上LTLLAP和LEMLAP，HIF-2α的LAQLAP和LETLAP氨基酸片段，也依赖于PHD2的脯氨酸羟化酶活性，推测PHD2是通过对HIF-α序列中的脯氨酸位点进行羟基化修饰后，被VHLE3泛素连接酶复合体所识别，发生泛素化降解。而再低氧条件下，PHD2的活性受到抑制HIF-α不能被VHLE3泛素连接酶复合体识别，发生降解。本研究对三种不同低氧耐受能力的鲸鱼的PHD2功能进行初步探究，旨在为更深入研究PHD2与HIF的复杂反馈调控提供依据，为脯氨酸羟化酶家族（PHDs）其他成员与HIF相互作用提供重要的参考资料，也为深入研究鲸类的低氧耐受提供基础。
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单位中国科学院; 中国科学院大学; 中国科学院水生生物研究所
