摘要: 文昌鱼是现存的与脊椎动物原始祖先最接近的无脊椎动物，长期以来一直作为研究动物进化和胚胎发育的典型材料。目前，文昌鱼的基因序列和表达模式已经被广泛用于不同物种之间的比较基因组学研究和发育同源性分析。本研究论文首次报道了青岛文昌鱼(Bra... 展开 文昌鱼是现存的与脊椎动物原始祖先最接近的无脊椎动物，长期以来一直作为研究动物进化和胚胎发育的典型材料。目前，文昌鱼的基因序列和表达模式已经被广泛用于不同物种之间的比较基因组学研究和发育同源性分析。本研究论文首次报道了青岛文昌鱼(Branchiostomabelcheritsingtauense)肠cDNA文库中AmphiARF和AmphiApoD基因的克隆与鉴定，并对它们的结构、系统进化和表达模式展开了研究。 从文昌鱼中分离到的AmphiARF基因是ADP核糖基化因子(ARF)家族中的首次发现的一个新成员，它全长1483bp，具有完整的编码框，编码由227个氨基酸组成的蛋白质。该蛋白与真菌的ARF、果蝇的ARFⅡ和人ARF5的同源性分别为64％、61％和61％。在推导的氨基酸序列中存在着与GTP结合(DVGG，NKQD和SAK)和解离(GXDXXGK)有关的保守序列；除此之外，在序列的第二位上是甘氨酸，这是N-端十四烷基化位点。以上的这些特征都是ARF家族成员的典型特征。然而，在AmphiiARF的C-末端(183-227位)有一个46个氨基酸的突出部分，这是所有已知ARF成员(包括ARF-like蛋白)中所没有的。因此，AmphiARF有可能是ARF家族中的一个新成员，系统进化分析也证明了这一点。以除去C-端突出部分的AmphiARF与24个有代表性的全长的ARF蛋白和8个ARF-like蛋白构建进化树，邻位相连法和最大简约法两种结果都表明AmphiARF不归入已知三类ARF中的任何一类，而是形成独立的一支。AmphiARF的C-端突出部分很可能是在头索动物和脊椎动物发生趋异进化之后加上的。RT-PCR和Northern杂交结果都表明AmphiARF在被检测的肝盲囊、后肠、精巢、卵巢、鳃、肌肉和脊索中都表达，这与ARF参与体内囊泡转运等基本生物学过程相一致。 本文还报道了载脂蛋白D(ApoD)家族中的第一个无脊椎动物成员AmphiApoD的鉴定和表达。该cDNA长730bp，其开放阅读框编码187个氨基酸组成的蛋白质(其中包括21个氨基酸的信号肽)。AmphiApoD的氨酸序列中含有一个天冬酰氨糖基化位点和4个用来形成二硫键的半胱氨酸残基，除此之外，文昌鱼的AmphiApoD中还发现有两个脂肪促成素超基因家族的同源序列。这些都是ApoD家族成员序列的保守特征。同源模建的AmphiApoD空间结构表明该蛋白是一个由8个反向平行的B-片层围绕成的桶状结构，在C-端有一个α-螺旋，并在Cys8和Cys113残基之间形成了链内二硫键，故AmphiApoD具有ApoD家族的结构特征，可以推测AmphiApoD具有结合疏水性小分子的性质。AmphiApoD与其它7种已知的脊椎动物ApoD的系统进化分析结果表明AmphiApoD在系统进化树中处于脊椎动物ApoD趋异进化的基部，AmphiApoD很可能是ApoD家族中最为原始的类型。Northern杂交结果表明AmphiApoD在成体文昌鱼的后肠、脊索以及精巢和卵巢中表达，此外，激素处理实验表明AmphiApoD的表达受激素的调控。因此，AmphiApoD可能与脂类或类固醇类激素结合有关。原位杂交结果表明AmphiApoD在文昌鱼神经胚和幼虫的原肠、肌节和脊索中表达，提示了脊索动物的原始祖先在胚胎发育过程中ApoD可能在中内胚层中表达。该研究将有助于探讨ApoD的功能和探索ApoD家族的起源。 收起