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α1-抗胰蛋白酶是血浆中最丰富的丝氨酸蛋白酶抑制剂,也是维持机体内环境稳定的重要调控因子。在高等脊椎动物中,相关其基因结构、作用机理、活性调节、表达纯化等一些方面的研究已取的了一定进展,但在鱼类中的研究较少。本研究以Genbank中草鱼α1-抗胰蛋白酶基因EST序列(CK232919)和斑马鱼α1-抗胰蛋白酶基因的cDNA全长序列(AAI24742.1)为基础设计特异性引物,采用RACE克隆技术获得Alpha1-抗胰蛋白酶基因cDNA全长序列。α1-抗胰蛋白酶基因cDNA全长为1469 bp开放阅读框为1329 bp,可编码442个氨基酸。5′非编码区长19 bp,3′非编码区长121 bp。预测分析表明,草鱼α1-抗胰蛋白酶氨基酸序列存在一些潜在的位点,如:5个蛋白激酶C位点,3个可能的N端糖基化位点,7个酪氨酸激酶Ⅱ位点,7个N端酰基化位点及1个丝氨酸蛋白酶超家族序列标签:可能存在1个由21个氨基酸残基组成的信号肽,裂解位点在20～21的两个丙氨酸之间及2个跨膜区,分别位于1～21和101～119氨基酸区。用SOPMA和Swiss-model软件对鱼α1-抗胰蛋白酶二级、三级结构进行预测,发现该蛋白的二级结构由四种形式组成,即α-螺旋、β-转角、无规则卷曲结构及延伸链组成,其中α-螺旋占最多:三级结构外形上与其它物种仅α-抗胰蛋白酶有很大相似性。为了揭示草鱼与其他动物弹性蛋白酶之间的同源性及系统进化关系,本研究将不同物种来源的弹性蛋白酶氨基酸序列通过Clustal W同源序列比对,并构建了系统进化树,分析发现:草鱼α1-抗胰蛋白酶氨基酸序列与斑马鱼的同源性最好,其次是虹鳟。在进化上,草鱼与在斑马鱼、虹鳟共聚为一个大支。用半定量RT-PCR分析正常及细菌诱导下草鱼α1-抗胰蛋白酶基因在不同组织中的表达分布。结果显示:正常情况下,草鱼α1-抗胰蛋白酶在肝脏表达最丰富,在脾脏、前肾、前肠、中肠、后肠和也有少量表达:细菌诱导下,肝脏中表达最强,前肾、脾脏、肠道中表达均明显提高,心脏和后肾中也出现较高表达。提示α1-抗胰蛋白酶可能参与了机体对嗜水气单胞菌感染的免疫应答。