长牡蛎中I84蛋白酶抑制因子家族的扩张和功能分化

蛋白酶抑制因子是极其多样的蛋白质或多肽,能抑制蛋白酶的水解活性。研究发现蛋白酶抑制因子能通过抑制病原蛋白酶活性,从而抑制病原的入侵。I84蛋白酶抑制因子家族是MEROPS数据库中新增的一个家族,其部分成员在免疫防御过程中的作用得到了一定的揭示。为探究I84蛋白酶抑制因子家族在长牡蛎中的分布和功能状况,实验鉴定了长牡蛎中23个潜在的I84家族基因,根据系统进化树分析,挑选了5个同源基因进行时空表达和功能分析。首先,利用克隆技术验证了长牡蛎中5个I84家族同源基因CgSi3、CgSi5、CgSi6、CgSi16和CgSi19可表达性。结果显示,5个基因在外套膜、闭壳肌、性腺、血淋巴细胞、肝胰腺和鳃等6个组织中均表达,但肝胰腺中表达量显著高于其他组织。同时,5个基因在长牡蛎幼体不同发育阶段表达模式不同,其中各基因在受精卵时期均不表达,CgSi3表达量则在眼点幼虫期显著上升后下降,而CgSi6在壳顶幼虫期开始表达后,表达量随长牡蛎发育而持续增加。另外,对牡蛎进行病原相关模式分子(PAMPs)注射后,5个基因也表现出不同的表达模式,其中LPS和PGN注射后CgSi6表达量变化明显,而poly(I:C)和GLU注射后CgSi3表达量变化明显,且CgSi3和CgSi6在不同刺激下表达模式也存在差异。研究表明,I84蛋白酶抑制因子家族在长牡蛎中发生了明显的家族扩张,而且扩张形成的同源基因在功能上产生分化。本研究为全面认识I84家族蛋白酶抑制因子生物学功能及相关机理提供了依据。