脊椎动物GSDM基因家族的生物信息学分析

多数脊椎动物的基因组中都存在gasdermin(GSDM)基因家族成员。该家族中的gasdermin D(GSDMD)和gasdermin E(GSDME)与高等动物体内的细胞焦亡紧密相关。然而,目前关于GSDM家族其它成员的研究还比较缺乏,对其系统演化的模式也知之甚少。本研究首先对人GSDM家族基因的基因结构、染色体定位、表达的组织特异性、编码蛋白的理化性质与二级结构进行了生物信息学分析。随后,对18个物种中的GSDM基因家族成员进行系统进化树的构建和选择压力分析。结果表明,人GSDM家族各成员的基因结构和表达的组织分布均存在较大差异。其编码蛋白多为酸性,亲水性高,二级结构则以α-螺旋与无规则卷曲为主。系统发育分析表明,Pejvakin(PJVK)和GSDME存在于脊椎动物的所有类群中,是GSDM基因家族中的原始成员。GSDMB、GSDMC和GSDMD存在于哺乳动物中,可能是由鸟类GSDMA演化而来。选择压力分析表明,GSDMB、GSDMC、GSDME和PJVK均受负选择作用,且以PJVK所受的负选择最强。GSDMD则受到明显的正选择作用。以上结果既可为理解GSDM基因家族的功能提供新线索,又可为进一步针对该家族开展实验研究提供新的参考依据。

山羊GSDM家族相关基因的克隆及细胞焦亡效应蛋白GSDMD-NT的原核表达

为了解GSDM家族蛋白在山羊疾病发生过程中的作用,采用RT-PCR方法克隆了海南黑山羊GSDM家族相关基因,并对其进行序列及编码蛋白结构分析;基于对GSDMD的氨基酸序列分析,寻找到了其Caspases切割位点,扩增了GSDMD-NT序列,并将其克隆至原核表达载体进行诱导表达。结果显示,海南黑山羊GSDM家族基因种间同源性低,都存在Gasdermin超家族结构域,是结构保守蛋白;His标签GSDMD-NT的原核表达质粒经诱导后表达出51.2 ku的融合蛋白,该蛋白可以与抗His标签的单克隆抗体发生特异性反应。本研究结果为GSDM家族蛋白功能的物种间比较研究提供了基础数据,也为进一步探究GSDMD-NT诱导细胞焦亡的机制奠定了基础。