仿刺参性别相关基因P450c17的克隆与序列分析

摘要：

【摘要】本研究克隆了仿刺参(Apostichopus japonicus)P450c17基因的全长cDNA,结果表明其cDNA的5′端UTR为256 bp,3′端UTR为250 bp,ORF为1 530 bp。在3′端有特殊序列ATTTA、终止密码子TAA和polyA加尾。其全长cDNA编码509个氨基酸的前体蛋白,预测蛋白分子量57.6 kD,理论等电点5.5。P450c17的氨基酸序列存在长度为25个氨基酸的信号肽,1个长度为22个氨基酸的跨膜区,1个糖基结合位点NHS,1个P450特有的结构域,其氨基酸序列具有明显的细胞色素P450基因家族的特征。结构域中亚铁血红素结合域中的精氨酸R和发挥活性所必须的半胱氨酸C都是保守的。这些结构组成了血红素结合环、质子传递槽和K螺旋及绝对保守EXXR基序。蛋白前体二级结构中无规则卷曲占41.22%,延伸链占12.77%,α–螺旋占46.01%,不含–折叠。氨基酸序列与其他物种氨基酸序列的同源性在35%～41%之间。系统进化树表明仿刺参与长牡蛎(Crassostrea gigas)及文昌鱼(Branchiostoma belcheri)聚为一支,黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、鲇(Clarias gariepinus)、日本鳗鲡(Anguillajaponica)及白斑角鲨(Squalus acanthias)聚为一支,三刺鱼(Gasterosteus aculeatus)、金眼门齿鲷(Stenotomus chrysops)、斑马鱼(Danio rerio)、鲤(Cyprinus carpio)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)、牙鲆及青鳉(Fundulus heteroclitus)聚为一支。研究结果为进一步探讨仿刺参P450c17在性激素调控性别分化方面的功能提供参考。
【关键词】仿刺参； P450c17；基因克隆；序列分析；
【基金】国家自然科学基金项目(31072230,41106128);农业部科技成果转化资金项目(2010GB2B000080)

引言：

【引言】P450c17(CYP17)是一种单一微粒体酶, 属于细胞色素 P450 家族, 利用细胞色素P450 氧化还原酶和微粒体电子传递系统, 可以催化两种不同的类固醇激素进行生物合成, 具有17α-羟化酶和17, 20 裂解酶2 种酶活性。在类固醇激素的生物合成中, 孕酮在17α-羟化酶的17α-羟基化作用下, 生成17α-羟孕酮。17α-羟孕酮类固醇激素前体在P450cl7 的17, 20 裂解酶催化下转化成雄烯二酮; 雄烯二酮经过类固醇脱氢酶(17β-HSD)作用生成睾酮, 最终在P450 芳香化酶作用下转化为17β、雌二醇。可见P450c17 为体内雌激素合成提供重要前体, 在体内激素生成、性别分化中起到了重要的作用。如果CPY17 的羟化酶活性或裂解酶活性丧失, 肾上腺源孕酮则生成盐皮质激素;当只有17α-羟化酶活性时, 17α-羟孕酮生成皮质醇, 当CPY17 的羟化酶活性或裂解酶活性都存在时, 则生成 DHFA 进而生成雄烯二酮(AND),后者分别经17β-羟基类固醇脱氢酶转化为睾酮,经芳香化酶 CYP19 转化为雌酮、雌二醇E2。而雌二醇做为活性最高的性类固醇激素, 参与性别分化、性成熟等相关的重要繁殖过程的调控, 而且对中枢神经系统的形成和活动调节有重要作用。

作者：

田燚；张丙龙；常亚青

作者单位：

大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室；