基于绵羊胚胎骨骼肌蛋白质组学的PI3K-AKT信号通路分析

摘要

[目的]绵羊是重要的经济动物,其骨骼肌生长发育与产肉性能密切相关.胚胎期是绵羊骨骼肌生长发育的关键阶段,挖掘分析绵羊胚胎骨骼肌蛋白质组数据,为揭示绵羊肌肉发育重要时间节点、筛选绵羊胚胎骨骼肌生长发育调控蛋白质提供依据.[方法]本团队已对妊娠第85天、第105天和第135天的中国美利奴绵羊胚胎背最长肌进行串联质谱(tandem mass tag,TMT)蛋白质定量,鉴定到1316种差异丰度蛋白质.现利用GO、KEGG和R等方法对这些差异丰度蛋白质开展聚类、功能注释和通路分析等生物信息学分析.[结果]基于前期研究结果对差异丰度蛋白质进行R语言聚类,分析结果显示,cluster 5类蛋白在胚胎骨骼肌第105天具有较高丰度.对cluster 5蛋白进行GO和KEGG富集分析发现,该类蛋白质参与胞内蛋白质代谢过程,显著富集于PI3K-AKT信号通路中,而在该信号通路中RAC-β丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶X1(AKT2)具有较高表达丰度.蛋白质生物信息学结果表明,AKT2蛋白由481个氨基酸构成,AKT2蛋白理论分子量为55.58kD,由66个带正电荷的氨基酸残基和72个带负电荷的氨基酸残基组成,理论等电点为6.08,亲水性平均系数-0.454,属于亲水性蛋白.预测AKT2蛋白的481个氨基酸全部位于膜外,属于膜受体蛋白.AKT2蛋白有12个N-端糖基化位点,71个磷酸化位点,与蛋白酶K相似度为99％,属于蛋白酶催化亚基家族.[结论]绵羊胚胎骨骼肌蛋白质组数据发现,第105天是绵羊胚胎骨骼肌纤维由增殖分化到增大增粗的转折点,具有调控绵羊胚胎骨骼肌纤维生长发育作用的PI3K-AKT信号通路在该节点显著富集,AKT2是调控该信号通路的重要候选蛋白.综上,本研究结果对揭示胚胎骨骼肌生长发育及其调控分子机制具有重要理论指导意义.