【摘 要】
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TRAF6蛋白是一个具有典型环指结构域的E3泛素连接酶,作为细胞信号转导通路上的关键接头蛋白,可通过激活因子蛋白-1、细胞核因子κB(nuclear factor-k B,NF-κB)、PI3K/Akt和JNK/p38以及干扰素调节因子等信号通路,影响细胞的增殖、分化和凋亡、炎症反应和氧化应激等生物学过程。TIFA蛋白是一种在白细胞介素1(interleukin 1,IL-1)信号通路上将TRAF
【基金项目】
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国家自然科学基金(地区科学基金)项目《新城疫病毒M蛋白与转录调节因子BRD2互作调控病毒复制的作用机制》(31960698),2020.1-2023.12; 贵州省科学技术基金项目《转录调节因子BRD2与M蛋白互作促进新城疫病毒复制的作用机制研究》(黔科合基础[2020]1Y134),2020.3-2023.3;
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TRAF6蛋白是一个具有典型环指结构域的E3泛素连接酶,作为细胞信号转导通路上的关键接头蛋白,可通过激活因子蛋白-1、细胞核因子κB(nuclear factor-k B,NF-κB)、PI3K/Akt和JNK/p38以及干扰素调节因子等信号通路,影响细胞的增殖、分化和凋亡、炎症反应和氧化应激等生物学过程。TIFA蛋白是一种在白细胞介素1(interleukin 1,IL-1)信号通路上将TRAF6蛋白连接IL-1受体相关激酶1的蛋白分子,通过调节TRAF6蛋白的泛素化和寡聚化激活NF-κB信号通路,促进细胞因子的产生。目前,对TRAF6和TIFA蛋白的研究多见于人和小鼠,其相互作用的报道仅在非洲爪蟾和人中可见,但是鸡与人和非洲爪蟾的TRAF6和TIFA蛋白同源性较低,对于鸡TRAF6和TIFA蛋白之间是否存在相互作用尚不清楚。另外,关于鸡TRAF6和TIFA基因的组织表达特征以及TRAF6基因非同义单核苷酸多态性(Non-synonymous single nucleotide polymorphism,nsSNPs)也未见相关报道。因此,本研究首先对鸡TRAF6和TIFA基因CDS区进行克隆和序列分析,并利用实时荧光定量PCR(Real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)检测TRAF6和TIFA基因在鸡发育不同阶段各组织和不同月龄鸡免疫器官中的表达特征;构建鸡TRAF6和TIFA基因重组真核表达载体并转染细胞,通过荧光共定位和免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation,Co-IP)验证鸡TRAF6和TIFA蛋白的相互作用;最后利用生物信息学在线软件对鸡TRAF6基因外显子区功能性SNP进行预测分析。主要研究结果如下:1.成功扩增并克隆鸡TRAF6和TIFA基因,其CDS全长分别为1638和564bp,编码545和187个氨基酸残基,其分子量大小约为62 kDa和22 kDa,理论等电点(p I)分别为6.14和5.18。蛋白质二级和三级结构分析结果表明,鸡TRAF6和TIFA蛋白主要以无规卷曲和α-螺旋为主。核酸同源性及遗传进化树分析发现,鸡TRAF6和TIFA基因与火鸡的核酸同源性最高,分别为96.4%和92.2%,亲缘关系最近;与石斑鱼和穴兔的同源性最低,分别为40.6%和31.4%。qRT-PCR结果显示:TRAF6和TIFA基因在鸡发育不同阶段(胚胎14d到出壳14 d)不同组织中均有表达,且均在肺脏中的表达量最高,其次是肝脏和肌胃。在1~6月龄的鸡免疫器官中,TRAF6和TIFA基因在脾脏、胸腺和法氏囊中均有表达,但均在脾脏中的表达量最高。2.成功构建鸡TRAF6和TIFA基因的重组真核表达载体pCMV-HA-TRAF6和pEGFP-C1-TIFA。氨基酸同源性分析结果发现,鸡与人和哺乳动物的TRAF6和TIFA蛋白的同源性分别在76.4%~80.3%和49.7%~53.3%,而与非洲爪蟾的同源性分别为69.4%和49.7%,并且鸡TRAF6蛋白的RING、zing-finger和MATH功能结构域以及TIFA蛋白的FHA功能结构域存在多个氨基酸位点变异。亚细胞定位预测结果表明,鸡TRAF6和TIFA蛋白主要定位在细胞核。进一步利用荧光共定位和免疫共沉淀试验证实,鸡TRAF6和TIFA蛋白在细胞核中具有共定位,并且存在相互作用。3.从dbSNP数据库中检索出鸡TRAF6基因外显子区存在8个nsSNPs,从nsSNPs位点中筛选出3个有害突变位点rs736890315(S17R)、rs734934585(C20G)和rs734774178(V472E),其中rs734774178(V472E)是多种软件筛选出的共同位点。蛋白质稳定性分析发现,所有位点突变都会使TRAF6蛋白稳定性降低。保守性分析显示,D16G、S17R和A307T为不保守位点,C20G、S40G、S40R、T42A和V472E为保守的功能性残基;Mut Pred2预测结果发现,V472E位点的突变导致蛋白质的稳定性改变,其它位点的突变均无显著影响;二级结构分析结果表明,鸡TRAF6蛋白主要以无规卷曲和α-螺旋为主,V472E、S40G和C20G这三个位点的突变都导致了无规卷曲百分比的提高和α螺旋百分比下降。然而,三级结构预测分析结果发现,V472E位点由缬氨酸变成谷氨酸没有导致鸡TRAF6蛋白局部构象的变化。以上研究结果阐明了鸡TRAF6和TIFA基因的组织表达特征,并证实了鸡TRAF6和TIFA蛋白存在相互作用,这为后续探究鸡TRAF6和TIFA基因在鸡组织发育以及在免疫调控中的作用机制研究奠定基础。
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