鱼类蛋白质感染因子（PrP~C）的研究

【摘要】：蛋白质感染因子(proteinaceous infectious agents, Prions)一般指感染因子蛋白(Prion Protein, PrP)的凝聚体。它是一类能引起传染性海绵样脑病(TSE),并且本质是蛋白质的致病因子。Prions蛋白不仅物种分布广泛,而且它的种类众多。迄今已经在多种哺乳动物中发现蛋白质感染因子,在鱼类中也发现编码Prions蛋白的基因。但鱼类是否具有PrP,鱼类是否能够感染TSE等我们至今还没有确切答案。对鱼类PrP的研究将更好帮助我们解决这些问题。本文研究对象为鳙鱼、草鱼以及孔雀鱼,前两种为主要的经济淡水鱼类,而后者是一种重要的实验室鱼类,分离了这三种鱼的PrP基因,并对其编码的蛋白质结构、PrP基因的表达分析进行了研究,还研究了盐水浓度对基因表达情况的影响,最后的成果如下: 分别克隆了孔雀鱼、鳙鱼和草鱼的PrPc基因,并利用分子生物学软件得到其编码的蛋白质氨基酸序列。分析表明:鳙鱼PrPc含551个氨基酸,分子量约为57kD,pI约为9.10;草鱼PrPc含534个氨基酸,分子量约为56kD,pI约为8.94;孔雀鱼含515个氨基酸,分子量约为54kD,pI约为9.51。它们三类的PrPc都具有Prions蛋白全部特征结构,包括:一个糖基缩醛磷肌醇位点(GPI)和信号肽、糖基化位点、二硫键、重复肽区域、疏水区域、基本结构。本次研究得到的孔雀鱼正常朊蛋白通过鱼类蛋白质感染因子蛋白的进化系统树中可得知属于PrP-1,运用同样的方法可以得知草鱼、鳙鱼PrPc是属于PrP-2。分离了孔雀鱼蛋白质感染因子蛋白对应的基因组核酸序列,分析表明:孔雀鱼PrPc的编码是由单个外显子完成的,而它至少包括2个外显子和2个内含子。 通过半定量RT-PCR的方法检测在鱼类PrP各个组织中以及不同的盐水浓度环境下的表达情况,从结果中发现:孔雀鱼PrPc基因在肝胰脏、脑部、眼部、肠、肌肉组织和尾部中都有表达,但是脑中表达最丰富。并且在清水中的表达量要明显低于在5‰盐度的水中的表达量,由此暗示孔雀鱼抵抗盐胁迫与该基因的表达可能有关。 本文最后对不同脊椎动物PrPc的球形区域和重复序列进行了系统学分析,同时对鱼类感染Prions的风险性进行了分析。本次研究为可能存在鱼类传染性海绵样脑病的研究提供了理论基础,并为蛋白质感染因子在鱼类的功能和进化研究提供了重要的证据。