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促分裂素原活化蛋白激酶MAPK家族参与细胞的许多重要活动,由其参与形成的信号途径对生物体有重要作用。MAPK家族在真核生物界的进化被认为是保守的,然而,有关脊椎动物MAPK家族详细的进化历史还知之甚少。本研究首先收集文献报道过的MAPK序列,然后根据已知的MAPK序列搜索多个脊椎动物或无脊椎动物的基因组得到其中MAPK家族成员的分布情况。结果发现脊椎动物中MAPK数目显著性地多于无脊椎动物,脊椎动物中的MAPK家族最早起源于3个祖先,说明在脊椎动物和无脊椎动物分化之后,MAPK家族经历了较大规模的基因重复事件。MAPK亚家族4,6,7和11-14中存在保守的基因共线性关系。基于基因共线性和系统发生关系可以断定,MAPK12应该来自于MAPK11的串联重复事件,随后MAPK11-MAPK12基因对发生片段性重复进一步演变出MAPK13-MAPK14基因对。适应性进化分析表明纯化选择主导了脊椎动物MAPK家族的进化历史,意味着MAPK各家族的功能在进化过程中可能受到了较强的约束。另外,在脊椎动物从硬骨鱼进化到两栖类,并进一步进化到哺乳动物的过程中,MAPK4和MAPK7基因发生了内含子丢失事件,而其它MAPK亚家族则不存在这一现象。因为内含子的丢失可能会加强基因的表达,由此推断MAPK4和MAPK7亚家族在两栖类或哺乳动物中可能表达更高,这一独特现象说明它们或许与脊椎动物从水生到陆生的适应性进化过程有关。
抗菌肽(AMPs)组成无脊椎动物抵御病毒入侵的第一道防线。防御素(Defensins)属于抗菌肽的一种。其结构含有由半胱氨酸稳定的α螺旋β折叠蛋白基序(CSαβ)。防御素被证实存在于一些无脊椎动物如软体动物和节肢动物中。本研究在三角河蚌中克隆到6个防御素基因,它们被分别命名为HcDef1,HcDef2,HcDef3,HcDef4,HcDef5和HcDef6,HcDef1和HcDef2分别编码61和60个氨基酸,HcDef3,HcDef4和HcDef6都编码65个氨基酸,其中HcDef5编码最长的蛋白序列,总共83个氨基酸。HcDef3和HcDef4有3对二硫键;HcDef1,HcDef5和HcDef6有4对二硫键:而HcDef2的二硫键不到3对。分子进化分析表明,纯化选择主导了防御素基因的进化。这6个三角河蚌的防御素基因在系统发育树上彼此相邻,显示出较近的亲缘关系。反转录PCR检测到三角河蚌的HcDef1-HcDef4在鳃和肝中都有表达,而HcDef5-HcDef6的表达仅在鳃中能检测到。此外,在体内有珍珠的三角河蚌中,HcDef2,HcDef3和HcDef5的表达水平相对没有珍珠的三角河蚌较高。在弧菌处理过三角河蚌后,实时定量PCR检测到HcDef1,HcDef2,HcDef3和HcDef5表达下调而HcDef4和HcDef6表达上调,表明这6个防御素基因在三角河蚌的先天免疫系统中可能有着不同的作用。