黑鲷ELO基因编码蛋白结构与功能的生物信息学分析
2021-06-02许广平张志勇任忠宏张志伟
许广平, 张志勇, 任忠宏, 张志伟
江苏省海洋水产研究所, 江苏省海水鱼类遗传育种重点实验室,江苏 南通 226007
黑鲷(Acanthopagrusschlegelii)隶属鲈形目(Perciformes)鲷科(Sparidae),俗称海鲋、黑加吉、海鲫、黑立等,具有营养价值高、抗逆性强且不作长距离洄游等特点,是我国沿海重要的海水养殖经济鱼类[1],但其在长江以北无法在室外自然越冬,每年进行室内越冬又耗时耗力[2],亟需展开耐低温品系培育。
高不饱和脂肪酸(highly unsaturated fatty acids,HUFA)具有供应能量、维持细胞膜结构与功能和基因调控等功能,在生物体的生命活动中起重要作用[3],在一定范围内,鱼体中HUFA含量与机体低温耐受呈正相关,即机体HUFA含量越多,机体低温耐受性越强[4]。脂肪酸延长酶(fatty acid elongase,ELO)是影响HUFA合成的关键酶之一,参与脂肪酸代谢,与膜脂代谢密切相关[5-7]。目前,ELO基因在鲷科鱼类中研究报道较少,且该基因编码的蛋白质在理化性质、结构与功能等方面分析尚不全面。通过对ELO基因编码蛋白的结构与功能分析,对其在黑鲷体内开展表达调控研究,有望培育黑鲷耐低温品系。
脂肪酸延长酶以长链脂肪酸延长酶(elongation of very long chain fatty acids,ELOVL)或ELO分别存在于生物体内,两者为垂直同源。一般ELO以基因家族(ELO1、ELO2和ELO3)存在于生物体内,如酵母、拟南芥等[8-9];但有时也以单独基因存在,如鱖鱼等[10]。ELOVL家族是在ELO家族的研究基础上发现的,存在于哺乳动物体内的不同组织中,家族共有7个成员(ELOVL1~ELOVL7)[11]。目前,在鱼类研究中利用反转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆了鱖鱼等鱼类ELO基因cDNA全长,鳜鱼ELO基因编码294个氨基酸[10],鳜鱼ELO基因克隆和功能解析为进一步研究其HUFA合成能力、合成途径、调控机理及在不同鱼类中的分子进化机理奠定了基础。……
