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头索动物文昌鱼被认为是从无脊椎动物到脊椎动物进化过程中的一个重要的过渡物种,是研究脊椎动物起源与进化的经典实验模型。它的基因序列和表达模式被广泛的应用于比较基因组学研究以及发育同源性分析。
磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(phospholipid hydroperoxide GPx;PHGPx or GPx4)是在哺乳动物中发现的第二种含硒酶。是迄今为止发现的唯一能将膜过氧化物还原成相应的羟基化合物,从而中止过氧化反应,直接保护生物膜免受过氧化损伤的酶。对PHGPx的系统研究主要是在一些较高等的脊椎动物(如哺乳动物)中,而低等的脊椎动物和无脊椎动物中研究较少。
本文从青岛文昌鱼肠cDNA文库中,克隆了到编号为F1721的cDNA,BIASTP结果显示其编码的蛋白可能是PHGPx,我们通过一系列的实验证明文昌鱼中确实存在PHGPx基因,并对其基因序列、表达模式和进化展开了研究。
首次从青岛文昌鱼中得到了克隆F1721,初步认为其是PHGPx基因,其核苷酸序列和氨基酸序列在NCBI GenBank中的接受号码为EU599642.序列分析表明,F1721编码的蛋白具有PHGPx家族的典型特征:具有三个保守区,这三个保守区构成了PHGPx的酶活中心。
系统进化分析显示文昌鱼PHGPx的进化地位在无脊椎动物和脊椎动物之间,提示PHGPx的分化可能与5.5亿年前脊椎动物和无脊椎动物的分化同步。
我们运用Northern杂交技术检测了PHGPx基因在成体文昌鱼整体组织的表达情况。PHGPx仅有一个转录本,长度约为1kb。与文库中PHGPcDNA克隆片段的大小基本一致,这就说明此片段在文昌鱼中确实存在,即PHGPx基因在文昌鱼中确实存在。
切片原位杂交结果显示,青岛文昌鱼PHGPx基因在性腺(卵巢和精巢)、肝盲囊、腮当中都有明显的转录信号,在肌肉中有微弱信号,而在脊索以及神经管中没有信号。这不仅证明了PHGPx基因在青岛文昌鱼中确实存在,而且显示出其在文昌鱼中的表达有组织特异性。并且我们根据文昌鱼在不同组织中的表达情况,对其功能进行了一些新的推测。