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生物矿化(biomineralization)是矿物晶体在生物分泌的有机大分子(蛋白质、糖蛋白或多糖)调控下，在生物体特定部位有序沉积的过程，其最重要的特征是无机相的结晶受到有机相的严格控制。珍珠质(nacre)是典型的生物矿化产物，其中含量小于5％的珍珠质基质蛋白(matrixprotein)对碳酸钙晶体的形态与取向起决定作用，使珍珠质具有高度有序的纳米级结构和优异的抗断裂能力。为进一步揭示珍珠质生物矿化机理，本研究以我国培育海水珍珠的最主要贝类合浦珠母贝(Pinctadafucata)为研究材料，在构建合浦珠母贝外套膜cDNA文库的基础上，对珍珠质基质蛋白基因及其它矿化相关功能基因进行了分离鉴定。
通过合成简并引物扩增目的基因片段并对文库进行筛选，先后分离鉴定了两个与合浦珠母贝珍珠质生物矿化相关的全长基因GRMP和PfFn(FerritinofPinctadafucata)，及一个肌动蛋白(actin)基因片段。其中GRMP编码的珍珠质基质蛋白GRMP(Glycine-richmatrixprotein)与Nature(1997)报道的珍珠质基质蛋白MSI31具有很高同源性。GRMP的特点是分子量较小，但含有MSI31中结合钙离子的关键区域。原位杂交(Insituhybridization)实验表明，GRMP基因在合浦珠母贝外套膜的上皮细胞中特异表达，从而进一步证明GRMP是外套膜上皮细胞分泌的珍珠质基质蛋白，通过对该基因进行体外表达和体外碳酸钙结晶试验，证明GRMP影响碳酸钙的结晶形态与结晶速度，从而推断GRMP可能在碳酸钙的生物矿化过程中起十分重要的作用。本研究还分离鉴定了编码合浦珠母贝铁蛋白的基因PfFn。半定量RT-PCR表明PfFn在外套膜中有大量表达，原位杂交试验证明PfFn在外套膜的外褶中表达量最高。由于铁是珍珠质中的另一种重要元素，而铁蛋白对铁离子的储存与代谢起关键作用，因此推测铁蛋白参与了珍珠质中Fe2+的生物矿化过程。此外，本研究根据大鼠胞质型肌动蛋白设计引物，通过RT-PCR方法分离鉴定了合浦珠母贝肌动蛋白同源基因片段。研究结果将有助于进一步研究珍珠质基质蛋白的外排机制。