塔里木马鹿KCNQ1基因生物信息学分析及其非同义突变对蛋白表达的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 李功腾

作者： 李功腾;王天骄;陈旭;高鹤轩;杨苏坤;闫霄枫;刘欣;邢秀梅

作者机构：

关键词： 塔里木马鹿;KCNQ1基因;非同义突变;生物信息学;过表达载体

期刊名称： 中国畜牧兽医

ISSN： 1671-7236

年卷期： 2025 年 52 卷 010 期

页码： 4549-4562

收录情况： 北大核心

摘要： [目的]探究钾电压门控通道亚家族KQT成员1(KCNQ1)基因的生物学作用,以及非同义单核苷酸多态性(nsSNPs)对塔里木马鹿肾脏水分重吸收功能的影响.[方法]基于前期测序数据进行基因型频率比对,筛选获得塔里木马鹿KCNQ1基因序列,对其进行相似性比对及系进化树构建,并采用在线软件对该序列进行生物信息学分析.提取东北马鹿和塔里木马鹿全血DNA,克隆KCNQ1基因野生型和突变型并构建过表达载体,进行慢病毒转染后利用Western blotting检测KCNQ1蛋白表达水平.[结果]塔里木马鹿KCNQ1基因编码区存在1个与耐旱相关的非同义突变位点c.A835G(p.I279V).相似性比对结果显示,塔里木马鹿KCNQ1基因与加拿大马鹿的相似性最高(99.41%),且与白尾鹿和黇鹿的相似性超过97%.系统进化树显示,塔里木马鹿与加拿大马鹿亲缘关系最近,与牛和山羊的亲缘关系较远.塔里木马鹿KCNQ1蛋白由340个氨基酸组成,其分子式为C1624H2607N535O456S6,分子质量为37.15 ku,不稳定系数为52.12,理论等电点为11.5,平均亲水性为-0.708.KCNQ1蛋白主要定位于基底外侧膜,具有O-糖基化位点和磷酸化位点,但缺乏N-糖基化位点、信号肽和跨膜区域.PolyPhen-2软件预测显示,KCNQ1蛋白突变型位点发生了良性变化,且该突变位点位于转录因子HNF-1β上,促进了 KCNQ1基因的转录效率.KCNQ1蛋白二级结构和三级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,但在塔里木马鹿突变型位点上发生了改变,由α-螺旋变成无规则卷曲.Western blotting结果显示,塔里木马鹿野生型和突变型KCNQ1蛋白表达量极显著高于对照组(P<0.01),且突变型KCNQ1蛋白表达量极显著高于野生型(P<0.01).[结论]塔里木马鹿KCNQ1基因编码区存在1个非同义突变位点c.A835G(p.I279V).塔里木马鹿KCNQ1蛋白编码340个氨基酸,具有O-糖基化位点和磷酸化位点,其突变型位点发生了良性变化,且位于转录因子HNF-1β上.试验成功克隆并构建KCNQ1基因野生型和突变型慢病毒过表达载体,且突变型蛋白表达量显著高于野生型.研究结果为塔里木马鹿肾脏水分重吸收机制提供了理论依据.

分类号： S813.3

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