家蚕铁蛋白Ferritin家族基因的鉴定及序列特征与表达谱分析
摘要 机体内的铁蛋白Ferritin能存储和释放铁离子,在调节细胞的铁离子平衡中发挥重要作用。采用生物信息学方法分析家蚕基因组中Ferritin基因家族成员BmFer1、BmFer2、BmFer3和BmFer4的序列特征,并通过转录组芯片数据和实时定量PCR分析其时空表达谱,为研究蚕体内的铁元素代谢机制提供基础数据。BmFer1、BmFer2、BmFer3具有Ferritin蛋白家族典型的5个α螺旋结构,但铁离子结合位点的种类和数量相对较少。BmFer1和BmFer3为线粒体铁蛋白,具有O糖基化位点;BmFer2和BmFer4为细胞质铁蛋白,具有N糖基化位点。BmFer1、BmFer4为重链型铁蛋白,具有典型的亚铁氧化酶活性中心,在系统进化上与代表物种的重链型铁蛋白聚为一支;而BmFer2为轻链型铁蛋白,无亚铁氧化酶活性中心,聚类于轻链型分支。转录组芯片数据表明,家蚕5龄幼虫中肠中BmFer1、BmFer2的表达量明显高于其他各组织,而且在头部、脂肪体、血细胞、马氏管中的表达量是BmFer1的平均值高于BmFer2。在家蚕幼虫5龄4 d至蛾期的发育过程中,BmFer1和BmFer2的表达量均明显上调,尤以上蔟后期发育至蛾期的上调最为明显。实时定量PCR分析显示,BmFer1和BmFer2在家蚕5龄幼虫丝腺组织的表达量明显高于其他组织。Western blotting分析发现BmFer2在家蚕胚胎细胞中有表达,并在催青后的蚕卵中上调表达,推测BmFer2基因在家蚕早期胚胎发育中已开始转录、表达行使其功能。
关键词 家蚕; 铁蛋白; 序列特征; 原核表达; 基因表达谱