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《陕西师范大学》 2011年
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拟黑多刺蚁acetylcholinesterase基因的克隆mRNA水平表达及其与发育相关性研究

范东芬  
【摘要】:乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE, EC 3.1.1.7)在生物体内能特异性催化乙酰胆碱,终止神经递质对突触后膜的刺激作用,保证信号在生物体内的正常传递。随着研究的深入,越来越多的证据表明乙酰胆碱酯酶有着更为广泛的生理作用,如在非神经细胞中参与细胞的增殖、分化、细胞骨架的形成、促进神经细胞突触的生长、促进血小板和血细胞的生成、参与细胞凋亡等。乙酰胆碱能神经元、神经纤维的减少与多种病变性疾病引起的认知障碍也有关系。 拟黑多刺蚁隶属于膜翅目(Hymenoptera),蚁科(Formicidae),多刺蚁属(Polyrhachis),是一种典型的社会性昆虫,其群体具有多态现象,品级分化为工蚁、雌蚁和雄蚁,行为复杂、分工明确,因此它具有社会性的特征,具有高度复杂的神经系统,是研究昆虫发育、行为调控和神经功能方面很好的实验材料。本实验以拟黑多刺蚁为实验材料,采用RT-PCR,5’与3'RACE技术,克隆了ace的全长cDNA序列,利用生物信息学方法对其进行了序列分析、进化关系分析和功能预测;应用实时定量PCR技术对ace在拟黑多刺蚁体内的mRNA水平表达进行了相对定量。所获实验结果为: 1、拟黑多刺蚁乙酰胆碱酯酶ace基因的全长cDNA序列为2561bp,包含一个长为1755bp的开放阅读框,编码584个氨基酸,相对分子量是66.2kDa,理论等电点为5.03。5'-UTR和3'-UTR的长度分别为529 bp和277bp。将其命名为Pv-ace,上传于美国国立生物技术信息中心(NCBI) GenBank数据库,获得的序列号是JF742990。 2、同源性和系统发育分析显示,Pv-AChE蛋白序列与其它物种的ace同源基因编码的蛋白序列相似度都在80%左右,其中与意大利蜜蜂的相似度最大为96%;理化性质分析显示其具有四个可能的N型糖基化修饰位点,有丝氨酸磷酸化位点10个,苏氨酸磷酸化位点7个,酪氨酸磷酸化位点8个,属于亲水的分泌型蛋白,二级结构分析显示该蛋白属于混合型蛋白;三维结构分析,显示与该蛋白序列最匹配的模板是1qo9A,最佳比对区域位于第42~543位氨基酸残基,序列一致性达59.158%,e值为0.00e-1。 3、荧光实时定量RT-PCR分析结果显示,Pv-ace mRNA在拟黑多刺蚁的各个时期均有表达,但是在幼虫阶段除了蛹期表达量较高外,其它各个时期的表达量都很低,甚至在四龄时期几乎不表达,到了蛹期却有很高的表达量。在成虫之间,工蚁的表达量最高,雄蚁次之,雌蚁最少。Pv-ace在蛹期的高表达,也许与细胞的程序性死亡和组织重建有关系,在工蚁中的高表达量可能与其复杂的社会功能和品级分化有关系,但是具体的原因还需要进一步研究。 本研究首次从社会性昆虫——拟黑多刺蚁体内克隆出αce的全长cDNA序列,并将其序列上传至GenBank数据库;利用分子生物信息学的方法,分析了αce的进化关系;通过荧光实时定量PCR进行的相对定量发现acemRNA在拟黑多刺蚁的不同发育阶段虫体和不同品级的成虫虫体中的表达具有差异性。这些结果将会为进一步探讨乙酰胆碱酯酶的功能及对昆虫发育产生的作用和影响奠定基础。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q78

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