NK-lysin是一种抗菌肽,由机体自然杀伤细胞和毒性T细胞分泌[1]。NK-lysin作为一种抗菌肽在生物体内分布比较广泛且具有高效广谱抗菌活性,能够分泌到淋巴细胞外发挥免疫防御功能[2-3]。NK-lysin具有与膜结合的能力,能够改变细胞膜的完整性,深入细胞质内,进而导致细菌基因组降解,与颗粒溶素在结构和功能上有着很大的相似性[4]。NK-lysin是鞘脂激活蛋白样蛋白(saposin-like protein,SAPLIP)家族的成员,具有鞘脂激活蛋白B(saposin B)结构域和6个保守的半胱氨酸,能够杀灭细菌、病毒、寄生虫和肿瘤细胞等[5]。鱼类NK-lysin的抑菌种类中包括一些常见的水产动物病原菌。NK-lysin有助于鱼类抗菌药物的研发,可为鱼类的细菌性研究做出贡献,也可为其他细菌性疾病的防治奠定一定的基础[5]。草鱼属鲤形目、鲤科、雅罗鱼亚科,是我国最大产量的淡水养殖鱼类[6]。草鱼在养殖过程中生病率和死亡率很高[7]。NK-lysin基因是重要的免疫基因,对这一基因的生物信息学分析可以对以后鱼类的免疫提供参考。1材料与方法1.1NK-lysin基因序列草鱼NK-lysin基因的氨基酸序列来自https://www.ncbi.nlm.nih.gov/,Cinkl登录号为kx631937,其序列为:MLPCILLATLLISSVCAFDMEMHRGNFTEDELEQISGEMAPAQQLPGLCWACKWAMGKVKGLISRTATPSDIKRALSHVCDEIGFLKFMCRIFVNKYLGVLIEELSTTDDARTICVHVGVC。1.2NK-lysin基因序列的开放阅读框分析使用NCBI网站中http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html在线分析软件进行NK-lysin基因序列的开放阅读框分析。1.3NK-lysin基因的理化性质分析利用http://web.expasy.org/protparam/网站中ProtParam工具对NK-lysin基因进行理化性质参数的分析。1.4NK-lysin基因的疏水性/亲水性预测与分析利用ProtScale在线预测工具http://web.expasy.org/protscale/对草鱼NK-lysin基因进行疏水性/亲水性的预测与分析。1.5NK-lysin的基因跨膜区分析利用http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/网站中在线蛋白质跨膜区分析工具TMHMM对草鱼NK-lysin进行跨膜区的预测。1.6NK-lysin基因的二级结构预测https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_gor4.html运用网站二级结构预测的工具进行草鱼NK-lysin基因的二级结构预测。1.7NK-lysin基因的磷酸化位点/N-糖基化位点分析利用网站http://www.cbs.dtu.dk/services/NetPhos/预测NK-lysin基因的磷酸化位点,利用网站http://www.cbs.dtu.dk/services/NetNGlyc/预测NK-lysin基因的N-糖基化位点。2结果与分析2.1草鱼NK-lysin蛋白质开放阅读(ORF)预测(见图1)ORF的识别是证明一个新的DNA序列为特定的蛋白质编码基因的部分或全部的先决条件[8]。由图1可知,NK-lysin基因开放阅读框全长213 bp,起始密码子为ATG,编码121个氨基酸。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2021.02.006.F001图1NK-lysin基因ORF分析结果Fig.1Analysis results of NK-lysin gene ORF2.2草鱼NK-lysin基因的氨基酸组成(见表1)草鱼NK-lysin的分子式为C591H951N155O170S14,氨基酸数量121个。由表1可知,草鱼NK-lysin共有20种基本氨基酸。NK-lysin的分子质量为13 396.83 u,等电点为5.53,带负电残基总数(Asp+Glu)14个,正电荷残基总数(Arg+Lys)11个。在体外,NK-lysin基因半衰期为在哺乳动物网织红细胞内为30 h。在酵母中半衰期大于20 h,在大肠杆菌内半衰期大于10 h。不稳定指数计算为44.09,这将NK-lysin基因归类为不稳蛋白。疏水性总平均值(GRAVY)为0.361,说明草鱼NK-lysin为疏水蛋白。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2021.02.006.T001表1草鱼NK-lysin基因的氨基酸组成Tab.1Amino acid composition of NK-lysin gene in grass carp项目数目/个含量/%项目数目/个含量/%丙氨酸97.4亮氨酸1411.6精氨酸54.1赖氨酸65.0天冬酰胺21.7蛋氨酸65.0天冬氨酸65.0苯丙氨酸54.1半胱氨酸86.6脯氨酸43.3谷氨酰胺32.5丝氨酸75.8谷氨酸86.6苏氨酸75.8甘氨酸86.6色氨酸21.7组氨酸32.5酪氨酸10.8异亮氨酸97.4缬氨酸86.62.3草鱼NK-lysin亲水性/疏水性预测与分析(见图2)由图2可知,草鱼NK-lysin亲水性最强位点出现在第27位苯丙氨酸,分值为-2.222,草鱼NK-lysin疏水性最强的位点出现在第8位丙氨酸。草鱼NK-lysin蛋白平均疏水性为0.361,疏水肽链分布在整个氨基酸序列中,且明显多于亲水性肽链,预测结果表明草鱼NK-lysin是一种疏水蛋白质。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2021.02.006.F002图2草鱼NK-lysin亲水性/疏水性预测与分析Fig2Prediction and analysis of hydrophilicity / hydrophobicity of grass carp NK-lysin2.4草鱼NK-lysin跨膜区分析使用在线蛋白质跨膜区分析工具TMHMM软件对草鱼NK-lysin进行跨膜区分析。结果显示,草鱼NK-lysin不含跨膜区,说明草鱼NK-lysin不是跨膜蛋白质。2.5草鱼NK-lysin蛋白质二级结构预测(见图3)由图3可知,α螺旋有25个氨基酸残基参与占20.66%,延伸连有38个氨基酸残基参加占31.40%,无规则卷曲有58个氨基酸残基参与占47.93%。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2021.02.006.F003图3草鱼NK-lysin蛋白质二级结构预测Fig.3Prediction of the secondary structure of grass carp NK-lysin protein2.6草鱼NK-lysin蛋白质的磷酸化位点/N-糖基化位点分析(见图4、图5)由图4、图5可知,草鱼NL-lysin蛋白质有6个Ser(Ser13、Ser36、Ser64、Ser70、Ser77、Ser106)位点和6个Thr(Thr9、Thr28、Thr66、Thr68、Thr107、Thr108)位点,总计12个潜在的磷酸化位点,但是仅有1个N-糖基化位点Asn26。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2021.02.006.F004图4草鱼NK-lysin蛋白质的磷酸化位点Fig.4Phosphorylation site of grass carp NK-lysin proteinXX.XXXX/j.issn.1672-9692.2021.02.006.F005图5草鱼NK-lysin蛋白质的N-糖基化位点分析Fig.5Analysis of N-glycosylation site of grass carp NK-lysin protein3讨论NK-lysin基因是Andresson等[9]在猪的脾脏和骨髓中首次发现的一种新的抗菌肽。王改玲等[5]研究表明,NK-lysin基因在脾脏的表达量中极高,在头肾、腮、心脏等部位也保持着较高的表达量,而这些部位恰恰是免疫器官,同样说明NK-lysin基因发挥着重要的免疫作用。通过生物软件分析草鱼NK-lysin的生物信息学信息,有利于对该基因进行深入研究并进一步探究其作用机制[10]。本研究从生物信息学角度解析草鱼NK-lysin基因的序列特征。研究发现,草鱼NK-lysin基因全长121个氨基酸,通过理化性质的分析和亲疏水性的预测和分析可以确定草鱼NK-lysin是一种疏水蛋白,其二级结构以无规则卷曲结构为主。蛋白质磷酸化在细胞信号转导的过程中起重要作用,是调节和控制蛋白质活力和功能的最基本、最普遍、最重要的机制,可使细胞产生应激反应或新陈代谢发生改变,从而起到调节蛋白质在信号转导中的作用,改变基因表达、细胞生长和分化[11]。草鱼NK-lysin蛋白有12个潜在的磷酸化位点,这些位点可能影响到某些细胞的代谢过程和信号转导。4结论草鱼NK-lysin基因由121个氨基酸残基组成,属于疏水性蛋白,无跨膜区,具有潜在的磷酸化位点和糖基化位点,研究结果可为草鱼免疫相关基因调控的深入研究提供参考。

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