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2024年5月3日发(作者:)
文献综述
生物科学
甲壳类Crustin抗菌肽研究进展
[摘要]近年来水产养殖业迅速发展,甲壳动物养殖在水产养殖业上占了极重要
的地位,但是由于细菌,病毒等引起的病害也日趋严重,对养殖业造成了很大
的经济损失。使用抗生素可以解决部分问题,但是大量使用将导致一些病原体
产生耐药性,而且会使部分甲壳动物体内药物残留或超标。因此,研究与抗生
素抗菌机理不同,且对动物体的危害小的新型抗菌物质是很迫切的。自Steiner
等在天蚕(Hyaophora cecropia) 中发现可诱导的抗菌肽后,不久从其他昆虫以
及两栖类动物、哺乳动物中,也发现很多具有抗菌作用的蛋白质和多肽
[1]
。Crustins最早由Relf等
[2]
在青蟹(Carcinus maenas)中分离鉴定,随后的研究
发现表明Crustins广泛存在于甲壳类(蟹、对虾、龙虾,螯虾等)中。Crustins
是由甲壳类血淋巴细胞合成,分子量7~14 kDa,等电点pI 7.0~8.7。甲壳类
Crustins以其C末端的WAP结构域为标志,与甲壳类中发现的其他富含半胱氨酸
的抗菌肽区分开来,如同样富含半胱氨酸但不含WAP结构域的甲壳类抗菌肽
defensins、penaeidins等。目前发现Crsutins有三个主要类型。近年来,甲壳动物
抗菌肽的研究取得了一些重要的成果。本文试图对甲壳动物Crustins抗菌肽的定
义、结构,功能,类型等方面的研究情况进行概要的综述,以期为甲壳动物病
害防治提供参考。
关键词 甲壳动物;抗菌肽;Crustins;WAP结构域
n的定义
根据文献得知,目前还没有一个关于Crustins公认的定义,但能确定的是
Crustins是分子量7~14 kDa的富含半胱氨酸的阳离子抗菌多肽,存在于血浆或
血细胞颗粒中,由血淋巴细胞合成,其等电点pI通常在7.0~8.7范围内,且在其
C末端存在乳清酸性蛋白域(WAP)。WAP结构域是由8个保守的半胱氨酸位点
1
形成四个二硫键,构成一个紧密结构,这种结构又被称作4DSC结构
[3]
。
含有WAP结构域的蛋白质广泛存在于其它生物类群中,如哺乳动物的
antileukoproteinases、elafins、trappins等。这些含
[1]
半胱氨酸位点形成四个二硫
键,构成一个紧密结构,这种结构又被称作4DSC结构
[2]
。
有WAP结构域蛋白一般都是具有蛋白酶抑制剂、个体生长调节、组织分化
调节等生理功能的小分子分泌蛋白。由Ranganathan等
[3]
研究的WAP结构域得出
8个保守的半胱氨酸排列的框架如下:
C1-(Xn)-C2-(Xn)-C3-(X5)-C4-(X5)-C5-C6-(X3,X5)-C7-(X3,X4)-C8。
X表示任何残基和Xn是延伸的n个残基。在中间的四个半胱氨酸形成的
4DSC用下划线标记。
甲壳类Crustins以其C末端的WAP结构域为特点,可以与在甲壳类中发现的
其他富含半胱氨酸的抗菌肽区分开来。
2.甲壳动物Crustins类抗菌肽的研究
2.1虾类的Crustins
Goss等
[4]
在南美白对虾和大西洋白对虾血细胞的cDNA文库中发现一种相
对比较普遍的cDNA片段,南美白对虾和大西洋白对虾的这个cDNA片段编码
的肽,与岸蟹的crustin同源性分别为85%和63%,因此Goss等认为这两个肽
可能是岸蟹crustin的同系物。Chen等
[5]
报道了斑节对虾的一种crustin的基因序
列。通过各种对虾的crustins之间的氨基酸序列比较,发现斑节对虾crustin与
大西洋白对虾和南美白对虾的crustins相似。斑节对虾的crustin带有一个有18
个氨基酸组成的信号肽,在C端结构域中含有一段WAP蛋白保守区,但斑节
对虾的crustin只含有11个半胱氨酸残基,与大西洋白对虾和南美白对虾的
crustin在半胱氨酸的数目和位置上存在着差异。Stoss等
[6]
在刺龙虾的上皮细胞
中也发现一种crustin相关肽(PET-15),试验表明该肽在先天性免疫中具有一
定的作用。Kanost
[8]
认为,crustins至少含有一个4DSC结构域,由大约50个氨
基酸残基组成,在保守序列区含有8个半胱氨酸残基,4对二硫键对维持肽的
构象起着重要的作用。Rattanachai等
[9]
在日本对虾血细胞的cDNA文库和PCR
扩增中观察到5种crustin-like肽的cDNA,以crustin21的含量最丰富,其
cDNA由678个核苷酸组成,ORF由573个碱基对组成,编码一个由191个氨
3
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