一种新型贝壳基质蛋白的重组表达与功能分析

发布时间：2021-08-03 19:24

　　贝壳是在贝壳基质蛋白的调控下形成的生物矿化产物,也是生物工程和生物材料学研究的重要对象。贝壳基质蛋白通过调控碳酸钙晶体的成核和生长过程,使贝壳形成有规则的纳米结构并赋予贝壳极强的力学性能。在厚壳贻贝肌棱柱层中鉴定到一种新型贝壳基质蛋白,因其富含谷氨酰胺而被命名为富含谷氨酰胺的贝壳蛋白（Glutamine-rich shell protein,GRSP）,该蛋白序列中含18.2%的谷氨酰胺以及PDZ （Postsynaptic density/Discs large/Zonula occludens）和ZM （ZASP-like Motif）结构域。为了解GRSP在生物矿化过程中的分子机理,在序列分析的基础上,采用密码子优化结合原核重组表达策略,获得重组厚壳贻贝GRSP;进一步利用扫描电镜和傅里叶红外光谱,分析重组GRSP对方解石型以及文石型碳酸钙晶体在形貌和晶型方面的影响;同时,利用沉淀法分析重组GRSP对碳酸钙结晶速度的影响以及与碳酸钙晶体的结合作用。结果表明,重组GRSP可诱导文石型碳酸钙晶体发生形貌变化,并对方解石型碳酸钙晶型产生影响。此外,重组GRSP表现出与碳酸钙结合的活性并... 

【文章来源】：浙江大学学报(理学版). 2020,47(06)北大核心CSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

采用临近法绘制的厚壳贻贝GRSP与22条代表性同源序列进化树

厚壳贻贝GRSP的结构域与来自软体动物的同源蛋白结构域的比较

图3为厚壳贻贝GRSP的结构域与来自软体动物的同源蛋白的结构域比较，由图3可知，厚壳贻贝GRSP序列中无信号肽，含有一个PDZ结构域和一个ZM结构域（分别为肽段20～92和497～522）。进一步比较结构域类似的GRSP与来自软体动物的同源蛋白发现，在软体动物中，含有PDZ和ZM结构域的GRSP同源蛋白，根据其序列长度和结构与分布可分为4类，其中，第I类为包括厚壳贻贝GRSP在内的含PDZ和ZM结构域的中等序列同源蛋白（序列长度为500～800氨基酸残基）；第II类为含PDZ,ZM和LIM结构域的同源蛋白；第III类为含PDZ和ZM结构域的短序列同源蛋白（序列长度在400氨基酸残基内）；第IV类为含PDZ和ZM结构域的长序列同源蛋白（序列长度在1 000氨基酸残基以上）。厚壳贻贝GRSP在序列长度以及结构域架构上与来自虾夷扇贝（Mizuhopecten yessoensis）的PDLIM3蛋白，以及来自加州海兔（Aplysia californica）的trithorax蛋白和pollen-specific leucine-rich repeat extensin-like蛋白相似，可归为第I类。二级结构预测结果表明，厚壳贻贝GRSP序列中，α-螺旋占18%，β-折叠占8%，且多数分布于序列N端，少数分布于序列C端；此外，无规卷曲占78%，为优势构象，如图4(a）所示。经SWISS MODEL服务器通过同源建模方式进一步预测GRSP的三级结构。在序列比对的基础上，分别以RCSB数据库（http：//www.rcsb.org/）中得分最高的1v5l.1.A,2uzc.5.A,2q3g.1.A为模板（3种模板蛋白均为PDLIM蛋白），构建结构模型，3种结构模型基本一致，如图4(b）所示。厚壳贻贝GRSP的三级结构主要包括α-螺旋、β-折叠以及无规卷曲，与二级结构预测结果基本一致。

【参考文献】：
期刊论文
[1]厚壳贻贝一种新型贝壳胶原蛋白的重组表达与功能分析[J]. 孙琦,姜雨婷,申望,范美华,张晓林,徐焕志,廖智.  中国生物化学与分子生物学报. 2019(10)
[2]翡翠贻贝外套膜转录组及贝壳珍珠质层和肌棱柱层蛋白质组分析[J]. 姜雨婷,孙琦,刘宏汉,范美华,廖智.  中国生物化学与分子生物学报. 2018(10)
[3]厚壳贻贝贝壳的微结构及光谱分析[J]. 赵鲁苹,徐焕志,陈东,鲍林飞,范美华,廖智.  浙江大学学报(理学版). 2015(03)



本文编号：3320193