虹鳟短链脂肪酸受体FFAR3基因的克隆、组织表达及功能研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bbcat1982
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短链脂肪酸受体是一种特异性结合短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)的G蛋白偶联受体,参与机体脂代谢、肠道免疫以及营养物质吸收等多个生理过程,与肥胖、糖尿病、癌症等疾病密切相关,是极具潜力的药物靶点。虹鳟肉质鲜嫩,营养价值高,具有极高的产业价值。本研究采用分子克隆、生物信息学分析、分子对接及实时荧光定量PCR技术对虹鳟短链脂肪酸受体FFAR3(free fatty acid receptor 3,FFAR3)基因CDS区序列进行克隆、结构分析和表达研究,采用荧光素酶报告基因检测系统在细胞水平对FFAR3受体的基因功能进行验证。得到如下结果:(1)虹鳟FFAR3基因CDS区长为915bp,共编码304个氨基酸,编码蛋白质相对分子质量为34.48k Da,理论等电点为9.11。虹鳟FFAR3基因氨基酸序列分析结果表明该蛋白为脂溶性、疏水性膜蛋白,具有G蛋白偶联受体典型的七次跨膜结构,序列中存在28个潜在的磷酸化位点、6个潜在的N-糖基化位点以及1个发挥作用的二硫键。二级结构中α螺旋占比最高(51.64%),与其跨膜结构相适应。进化分析表明,虹鳟FFAR3基因序列保守性较高,其与红大麻哈鱼、大西洋鲑等鲑形目鱼类亲缘关系较近。(2)实时荧光定量PCR结果显示,虹鳟FFAR3基因在皮肤、肌肉、肝脏、脾脏、肾脏、胃、肠中均有表达,其中表达量较高的组织是肠和胃,其次是脾脏、肾脏,在皮肤、肌肉及肝脏组织中的表达量较低。(3)分子对接结果显示,形成虹鳟FFAR3活性口袋的细胞外肽段E3、跨膜区TM6、细胞外肽段E4的活性位点分别是精氨酸Arg189、丝氨酸Ser250、精氨酸Arg264,是乙酸、丙酸与靶蛋白相互作用的有效氨基酸残基。(4)细胞验证试验表明,甲酸、乙酸、丙酸、丁酸四种短链脂肪酸均能有效激活转染至HEK 293T细胞的虹鳟FFAR3基因过表达载体,该受体通过cAMP、ERK1/2信号通路发挥作用。以上研究结果表明虹鳟FFAR3基因是虹鳟短链脂肪酸受体,可介导甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸调控cAMP和ERK1/2信号通路,对炎症反应进行调节。该基因在多种组织均有表达,其中在肠组织中表达量最高。
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