偶蹄动物朊蛋白基因变异性和其系统发生关系分析

摘要

目的：为明了偶蹄动物PrP基因的结构特征及其变异与结构、功能和朊粒病传染种间屏障的关系以及系统发生关系；方法：利用DNAstar和Clustalx程序及treev32软件进行了22种偶蹄动物的43个完整PrP基因序列的同源性分析、多重排比和进化树构建；结果：不同种属偶蹄动物的PrP基因完整ORF大小有所差异，范围为768~795bp，可编码255264个氨基酸的朊蛋白．核苷酸和氨基酸序列的同源性，偶蹄动物问≥88．6％和≥93．3％，反刍动物间≥95．4％和≥96．5％．共发现40个点突变和2个突变区。在N-端柔韧无序“尾”区（25135）以八肽重复缺失为主，球形结构域区（136-241）以点突变为主，点突变主要簇聚在S1b-折叠前的柔韧无规卷曲区的C-端部分和HCa-螺旋内．氨基酸104～135区和球形结构域区存在有8个高突变位点．已知PrP肽基元和功能位点如芳烃回文序列基元、2个N．连接糖基化位点、2个苏氨酸磷酸化位点、1个酪氨酸硫化位点、形成二硫键的2个半胱氨酸以及GP．I锚锚着点丝氨酸为偶蹄动物所共有，各种间变异体的各结构模式非常一致．进化关系分析，可将偶蹄动物PrP基因区分为3大类，反刍动物PrP基因分为3小类．令人意外的是，2个双峰驼PrP基因的进化关系与牛属动物基因同源．结论：偶蹄动物的PrP基因是一个保守基因，氨基酸104～135区和球形结构域区内的8个高突变位点可能是影响分子问相互作用、形成朊粒病传染种间屏障的主要位点，物种问各氨基酸变异并不影响PrP的主要结构和功能．图3表3参20