凡纳滨对虾类胰岛素肽基因的结构及表达分析

类胰岛素肽(ILP)是胰岛素超家族的成员，具有进化保守性，是影响动物生命活动的重要因子之一。本研究克隆了凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) ILP1 (LvILP1)全长基因，mRNA长度为812 bp，其中开放阅读框长543 bp，编码180个氨基酸。序列分析显示，LvILP1蛋白预计分子量为20.81 kDa，理论等电点为9.45，不稳定系数为96.20，具有一个信号肽，没有跨膜结构，推导其为碱性、不稳定的分泌蛋白。结构预测显示，该蛋白具有胰岛素超家族保守的IlGF结构域，由N端信号肽、B链、C肽和A链组成，同时具有6个保守的半胱氨酸位点和2个断裂位点。系统进化分析显示，LvILP1与斑节对虾(Penaeus monodon) ILP7亲缘关系最近，与甲壳动物ILP1聚为一支，然后分别与无脊椎动物ILP7、脊椎动物松弛素(Relaxin)、胰岛素(Insulin)、胰岛素样生长因子(IGF)聚在一起。无脊椎动物ILP7类与外群海葵(Actinia tenebrosa) ILP的进化关系最近，表明这类ILP可能与胰岛素超家族的祖先较为相似。转录因子预测显示，LvILP1可能的转录因子为叉头框蛋白O3 (FoxO3)、糖皮质激素受体(GR)、CAAT区/增强子结合蛋白(C/EBP)、信号传导及转录激活蛋白(STAT)等；蛋白互作分析显示，LvILP1与细胞膜上的胰岛素受体(IR)、神经信号分子(VGLUT1、SYT 1_3)、糖蛋白激素(GPHB5)、鞣化激素(Bursicon)等相互作用；对这些转录因子和互作蛋白的生物功能进行分析，进而推测LvILP1可能具有调节生长发育、激素刺激反应、神经系统稳态、碳水化合物稳态、蜕皮后组织重建以及生殖发育等作用。分析发现，LvILP1在凡纳滨对虾早期发育阶段有较高表达，在成体各个组织中均有表达，但在眼柄中表达量最高。本研究结果为深入了解凡纳滨对虾ILP的基因结构、进化、功能及表达提供了重要信息，同时为凡纳滨对虾的分子育种和健康养殖提供线索。