草鱼恒定链基因的克隆、分子特征及其与MHC分子关系的研究

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恒定链(invariant chain,Ii)是一种非多态性II型跨膜糖蛋白,编码的白细胞分化抗原为CD74,存在于多种细胞表面上。Ii链是MHC II类分子的重要伴侣蛋白,在内质网中辅助MHC II类分子进行正确的折叠、组装并与MHC II类分子聚合成(αβIi)3九聚体以及靶向内体的转运,同时Ii链以其CLIP区(the class-IIassociated Ii chain peptide)占据MHC II类分子的抗原结合槽,从而阻止内源性抗原肽与MHC II类分子结合。 Ii链在MHC II类分子呈递外源性抗原给CD4+T淋巴细胞的过程中起着关键性作用,对于机体的免疫应答具有重要调节意义。目前基于Ii的核酸疫苗已得到相关应用。  前,对于Ii链结构与功能的研究主要集中在人等哺乳动物以及禽类,而对鱼类了解甚少。鱼类处于生物链的底端。为研究鱼类Ii链的结构与功能,本实验首次获得了草鱼Ii链的基因序列,并对其生物信息学分析和结构建模,同时对草鱼Ii与MHC在不同组织中的定量表达关系和细胞定位表达进行了研究,最后制备了草鱼恒定链的特异性抗体,为进一步研究鱼恒定链的结构功能、进化关系以及与主要组织相容性复合体的关系提供理论基础。  第一,本实验应用RT-PCR和RACE法成功克隆了草鱼鱼Ii基因,经测序和比对鉴定该草鱼Ii的全长大小为1116bp,编码区的大小是711bp,含有236个氨基酸。  第二,利用生物信息学方法将草鱼Ii链与其他物种的Ii链进行比对,发现草鱼Ii链也包括胞浆区、跨膜区、内质网腔区和甲状蛋白(Tg)4个结构域。根据推测的氨基酸序列,进行不同种间Ii链的同源性进化关系分析,发现草鱼与鲢鱼的亲缘关系最近。应用生物学相关软件,将草鱼Ii链与其他物种比较,构建3D结构模型,结果发现草鱼与人、小鼠、鸡、鹅和斑马鱼的Ii链在空间结构上十分相似,甚至在一些位点上的氨基酸都是相同的。  第三,以18sRNA基因为内参基因,运用相对荧光定量的方法检测Ii与MHC在草鱼十二种不同组织中的表达关系,结果表明草鱼Ii与MHC在组织中的表达呈正相关,同时还将Ii与MHC分别插入真核表达质粒Pmcherry-C1和pEGFP-N1,转染293T细胞,结果显示它们分别定位于内膜系统。  最后,原核表达草鱼Ii,以纯化的蛋白免疫小鼠制备了抗草鱼Ii的多克隆抗体,并通过Western Blot验证了抗体的特异性,为研究Ii与MHC的相互作用提供一定基础。  上述实验表明,作为重要免疫分子的Ii链,不仅在遗传背景上而且在空间的结构与功能方面都与其他脊椎动物具有很高的相似性。研究草鱼Ii链及与MHC分子在组织中的关系为研究Ii链与MHC分子的相互作用提供一定的基础。
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