朊蛋白基因家族在畜牧兽医中的研究进展

2020-07-12张连峰贾雪敏

农家科技中旬版 2020年9期

张连峰，贾雪敏

（上蔡县动物卫生监督所，河南上蔡 463800）

根据研究表明，传染性海绵样脑病的发病与朊基因蛋白家族有着密切的关系，传染性海绵样脑病也被称之为朊病毒病，其危害非常之大，如果人或动物沾染该病毒，会出现神经退行性疾病，会100%死亡。本文主要针对朊蛋白基因家族的特点进行分析，同时给兽医预防提供了参考和思路。

1 朊蛋白基因家族及其编码产物

1.1 朊蛋白基因和朊蛋白

随着经济的不断发展，我国畜牧业技术和研究也在不断的进步。在养殖过程中，会出现很多问题，动物受这些问题的影响会出现各种疾病，严重的甚至会致死。传染性海绵样脑病的发生，原因就是朊蛋白家族的存在，这是一种会让动物致死的疾病，朊基因蛋白作为一类病变因子，其危害是非常大的，朊蛋白基因是单拷贝基因，在常染色体上附着，会产生两种存在形式，一种是正常朊蛋白，一种是致病型朊蛋白[1]。致病型朊蛋白虽然是正常朊蛋白的构象异构体，但是两者的结构差异非常大，致病型朊蛋白的多聚体状态可以逐渐催化正常朊蛋白转为致病型朊蛋白，并且拷贝出来的致病型朊蛋白会继续进行下一次拷贝，传染性极大。

1.2 叠朊蛋白基因和叠朊蛋白

由于叠朊蛋白基因位于朊蛋白基因的下方，所以被命名为此。该基因的结构中存在两种内含子，并且存在一部分的差别，但是第二个外显子上都存在着唯一的开放阅读框。叠朊蛋白产生是由朊蛋白基因编码的一百七十九个作用的氨基酸组成的[2]。尽管叠朊蛋白的结构和正常朊蛋白有一定的相似度，但是两者的分布差异还是很大的，叠朊蛋白主要分布在心脏、睾丸等组织中，而正常朊蛋白是表达在中枢神经系统神经元中。

1.3 睾丸特异性基因和prt蛋白

睾丸特异性基因之所以被称为睾丸特异性基因，是因为它只在成年动物中的睾丸中表达，人的睾丸特异基因和动物的不同，以山羊举例，人的该基因中存在两个外显子，而山羊的该基因中仅存在一个外显子。睾丸特异性基因在许多的动物身上表达序列标签都存在同源性，成年人的该基因仅在睾丸中表达。在研究睾丸特异性基因在反刍动物身上能不能表达时，在公羊精子的顶体区域中发现了prt蛋白，证实了这一观点，也说明该基因不是假基因。Prt蛋白在精子发生和分化中的最后阶段表达。在精子的获能时，会有一种具有蛋白激酶A底物特征的模体磷酸化出现水平增加，并且在这时prt蛋白和这种模体都处于顶体区域，所以因此可以推测出这一模体在出现磷酸化的途径中与prt蛋白产生反应，并且会在后续的精子顶体反应和受精过程中继续作用[3]。

1.4 类朊蛋白基因和类朊蛋白

类朊蛋白基因表达比较保守，经过基因分析和研究发现，朊蛋白基因可能是由类朊蛋白基因进化而来的，是原始的朊蛋白基因。在实验中发现，人类的类朊蛋白基因和小白鼠的类朊蛋白基因上都含有两个外显子，并且类朊蛋白和正常朊蛋白存在一定的相似性，分别表现自细胞表面表达和绑定相同的分子伴侣等方面，但是两者的不同点是，类朊蛋白含有的丙氨酸残基数量出现了变异，证明了其功能和正常朊蛋白不同。

2 朊蛋白家族对畜牧业的影响

畜牧业作为当前的一大产业，是农业的组成部分，也是很多牧民赖以生存的生活方式。畜牧业的生产性能，是畜产品供给的保障。

2.1 朊蛋白基因和朊蛋白对畜牧生产的影响

传染性海绵样脑病是由朊蛋白基因家族引起的，对畜牧生产产生了非常大的影响，感染上该病毒的家畜死亡率为100%，为畜牧业造成了非常大的损失。在相关的研究表明下，朊蛋白的基因具有遗传多态性，并且对传染性海绵样脑病的抗感染性产生了影响。经过对多个水牛的品种进行研究发现，朊蛋白的基因与水牛对传染性海绵样脑病的抗病性有着极大的关系[4]。

2.2 叠朊蛋白基因和叠朊蛋白对畜牧生产的影响

研究表明，叠朊蛋白基因在表达中具有一定的发育期，推测有可能会参与到发育的调节过程中。在对小鼠的实验中发现，叠朊蛋白基因的出现并不会对小鼠胚胎和畜生造成影响，并且在缺失叠朊蛋白的磁性小鼠身上也不会造成异常，但是在雄性的小鼠缺失叠朊蛋白时会丧失生育能力，所以说明该蛋白对于精子的正常发育和成熟有着重大的作用。

2.3 睾丸特异性基因和prt蛋白对畜牧生产的影响

经过国外研究表明，在动物的雄性繁殖力方面，会受到睾丸特异性基因中的prt蛋白的影响比较大，通过对于prt蛋白特异性的研究，通常是在成年动物的睾丸表达较为明显。并且还有研究显示，动物的受精率和卵裂率都是由于prt蛋白中抗体的存在而减少。通过上述研究表明，prt蛋白会影响精子的繁殖，从而影响雄性的繁殖力。