家蚕5-HT受体基因的克隆鉴定及5-HT1ABm受体功能的初步研究

【摘要】5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),又名血清素(Serotonin),是一种单胺类小分子物质,广泛分布于脊椎动物与无脊椎动物中。作为神经递质,5-HT与动物的发育、感觉、行为、认知、记忆等密切相关；作为调质,5-HT可以促进神经元发育成熟、调节某些激素释放、促进血管收缩等。5-HT发挥作用必需依靠5-HT受体来介导完成。在人类,5-HT受体与偏头痛、老年痴呆、抑郁、自杀等精神性疾病息息相关,目前医学上治疗精神性疾病的药物,80%都是以5-HT受体作为治疗靶点。在动物中已发现5-HT1A、5-HT1B、5-HT1D、5-HT1E、5-HT1F、5-HT2A、5-HT2B、5-HT2C、5-HT3、5-HT4、5-HT5A、5-HT5B、5-HT6、5-HT7等14种5-HT受体,其中13种为G蛋白偶联受体,1种为配体门控离子通道受体。家蚕作为一种重要的鳞翅目模式昆虫,研究其5-HT受体对探索农林上鳞翅日害虫防治具有重要意义,但迄今朱见有关家蚕5-HT受体的报道。本文克隆了家蚕5-HT受体,并对其表达以及功能进行了分析,结果如下1、在家蚕中存在5-HT1ABm、5-HT1BBm、5-HT2Bm、5-HT7Bm4种5-HT受体基因。以家蚕幼虫5龄3天头cDNA为模板,克隆的5-HT1ABmCDS为1441bp,其中ORF长1395bp。5-HT1ABm基因位于家蚕8号染色体,包含3个外显子2个内含子,预测编码464个氨基酸,预洲其分子昔为51.752KD,等电点为9.13,含有7次跨膜化学受体蛋白结构域；5-HT1ABm主要在5龄3天幼虫的头部、腹部神经、精巢、卵巢有高量表达,其它组织表达较低或者不表达5-HT1ABm在雌性成虫组织中的表达与雄性相似,都是在胸部、触角、足、生殖器有一定表达,其它组织表达量低或者不表达。以家蚕幼虫5龄3天卵巢cDNA为模板,克隆的5-HT1BBmCDS为1428bp,其中ORF长为1341bp。5-HT1BBm位于家蚕10号染色体,包含3个外显子2个内含子,预测编码446个氮基酸,预测其分子量为48.599KD,等电点为8.95,具有7次跨膜化学受体蛋白结构域；5-HT1BBm在5龄3天幼虫的各个组织中均有表达,在丝腺中表达量较低；成虫期5-HT1BBm在雌性的胸部、腹部、触角、翅、足、生殖器的扩增带比较暗,在雄性的头、腹部、触角和生殖器有低量表达。以家蚕幼虫5龄3天精巢cDNA为模板,克隆的5-HT2BmCDS为1881bp,其ORF长为1881bp。5-HT2Bm基因位于家蚕15号染色体,包含2个外显子1个内含子,预测编码626个氨基酸,预测其分子量为69.294KD,等电点为9.97,含有7次跨膜化学受体蚩白结构域;5-HT2Bm仅在5龄3天幼虫的头、腹部神经、精巢中有较低表达,而在成虫雌性和雄性各组织朱见明显扩增带。以家蚕幼虫5龄3天头cDNA为模板,克隆的5-HT7BmCDS为1510bp,其中ORF长为1497bp。5-HT7Bm基因位于家蚕26号染色体,包含2个外显子1个内含子,预测编码498个氨基酸,预测其分子量为56.132KD,等电点为9.03,含有7次跨膜化学受体蛋白结构域;5-HT7Bm在5龄3天幼虫的头部表达量最高,腹部神经、中肠、脂肪体、精巢、卵巢也有表达,其它组织未见有明显扩增条带；5-HT7Bm在雌蛾和雄蛾的胸部、腹部、触角、翅、足、生殖器有表达,尤其在雄蛾的生殖器中表达量最高。2、对5-HT受体蛋白序列的多序列比对和进化分析：家蚕5-HT1ABm5-HT1BBm、5-HT2Bm、5-HT7Bm4种受体间的氨基酸序列相似性为30.4%。5-HT1A、5-HT1B、5-HT2、5-HT7这4种受体在昆虫中的相似性分别为45.4%、61.4%、48.4%、54.1%,在人类、小鼠、原鸡、斑马鱼、果蝇和家蚕等脊椎动物和无脊椎动物间跨膜区的相似性分别为76.9%、77.7%、67.1%、56.8%,非跨膜区的相似性分别为25.1%、54.3%、31.0%、37.4%,4种受体总的相似度在跨膜区可达45.2%,在非跨膜区为12.1%。推测跨膜区的高保守性可能是5-HT受体结构稳定和信息传递的保障,非跨膜区的保守氨基酸序列可能是配体结合、G蚩白偶联不可或缺的。进化树结果表明,不同物种的相同受体首先聚为一类,而同一受体随着物种之间亲缘关系的远近而形成分支,其中家蚕5-HT受体的进化关系与烟草天蛾较为紧密。推测5-HT1、5-HT2、5-HT7等3类受体可能在脊椎动物与无脊椎动物分化前已经形成：5-HTl受体可能在昆虫形成时发生了一次重复,2个拷贝在进化中逐渐形成功能有异的5-HT1A受体和5-HT1B受体。3、对5-HT1ABm的功能研究发现5-HT1ABm与家蚕的活力有很显著的关系,无论对家蚕幼虫还是雄蛾注射5-HT1A受体抑制剂,能显著降低其活力。推测5-HT1ABm受体可能参与家蚕行为活动的控制。而5-HT1A受体激动剂对家蚕的影响并不明显,可能由于氨墓酸序列的差异,导致脊椎动物5-HT1A受体激动剂对家蚕5-HT1A受体结合能力的降低。综合以上结果可得：家蚕存在5-HT1ABm、5-HT1BBm、5-HT2Bm、5-HT7Bm4种5-HT受体基因,且他们的蛋白序列中存在一些非常保守的氨基酸,这可能是受体结构的稳定或功能的发挥不可或缺的。而对5-HT1ABm受体进行研究发现,该受体与家蚕的活力显著相关。
【作者】李海银；
【导师】陈萍；
【作者基本信息】西南大学，遗传学，2014，硕士
【关键词】家蚕；5-HT；5-HT受体；行为；

【参考文献】
[1]韩蕾.现代化教学手段对小学生获得科学认识的作用[D].首都师范大学,小学教育,2014,硕士.
[2]李震.地方环境保护执法难题与对策研究[D].天津大学,公共管理,2013,硕士.
[3]柳健.高速铁路多层次客流分配方法及系统设计[D].北京交通大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[4]钟麦英,汤兵勇,StevenXDing,黄小原.状态时滞系统故障诊断问题的LMI方法研究[J].控制与决策,2002,01:15-18+23.
[5]裴莉琳.镀碳化铬不锈钢双极板的表面改性研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2012,硕士.
[6]张娟利.旱地驱动叶轮牵引附着性能的试验研究[D].西北农林科技大学,2004.
[7]邓亮.我国慈善组织公信力缺失的法律问题研究[D].兰州商学院,经济法学,2013,硕士.
[8]张男男.AtRGS1蛋白介导的葡萄糖及脱落酸信号转导网络途径构建[D].扬州大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[9]黄俊华.李鸿章与晚清宗藩体制的瓦解[D].河南大学,中国近现代史,2004,硕士.
[10]丛丽君.宾馆宣传册的语言分析——韩礼德模式[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[11]杨小庆.聚晶金刚石超声加工技术及机理研究[D].北京交通大学,2014.
[12]李开炜.幼儿教师人格因素、职业倦怠和离职倾向的关系研究[D].湖南师范大学,应用心理学,2014,硕士.
[13]刘虹.附中阶段二胡教学理论的研究与实践[D].中国音乐学院,音乐学,2012,硕士.
[14]韩雯.省级道路运输管理机构绩效考核指标体系研究[D].长安大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[15]沈宗斌,沙永志.钢铁粉尘冷固结球团工艺研究[J].钢铁.2003(12)
[16]董宇.我国制造业结构变迁对全要素生产率动态变化的影响研究[D].吉林大学,数量经济学,2014,硕士.
[17]丁疆,李悦钦,张松林,曾涛.商业智能系统构建中的问题及解决方案[J].计算机应用研究,2005,06:96-97.
[18]王侯.海水资源利用的生态伦理问题与对策研究[D].渤海大学,科学技术哲学,2013,硕士.
[19]刘启方.断层附近强地面运动的初步研究[D].中国地震局工程力学研究所,固体力学,2001,硕士.
[20]周珵岑.节奏和旋律中的信息测量——音乐熵[J].中国科技信息,2014,07:275-277.
[21]杨朝辉.脊痛消Ⅱ号胶囊治疗腰椎间盘突出症的临床研究[D].黑龙江中医药大学,中西医结合临床,2004,硕士.
[22]杨汾艳,兑潇玮,唐景星,鲁宗相.计入电网损失及社会影响的500kV终端站综合风险评估[J].电力系统自动化,2013,22:111-117.
[23]张丽丽.金鸡纳碱衍生物手性催化剂的合成及其应用[D].天津大学,制药工程,2013,硕士.
[24]李菖春.南宋山水画构图形式研究[D].河北大学,美术学,2013,硕士.
[25]郑晴.黄海北部海区虾夷扇贝浮游幼虫时空分布预测[D].大连海洋大学,环境科学,2014,硕士.
[26]党瑞.入侵检测和蜜罐的联动技术研究[D].西北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[27]丁望.国外客户关系管理理论研究综述[J].经济纵横,2005,08:77-79.
[28]张永爱.Li_2O-ZnO-SiO_2系封接玻璃结构和性能的研究[D].武汉理工大学,材料学,2004,硕士.
[29]周剑涛.论财政支持与农民收入增长[D].苏州大学,农业经济管理,2003,硕士.
[30]郭朝晖,徐国栋,刘斌,陈立新,卢克斌,张振山,刘如九,柴天佑.宝钢连铸板坯动态轻压下模型的研究与开发思想(上)[J].冶金自动化,2007,03:1-4.
[31]莫桂波.高校扩招对我国短期经济增长的效应研究[D].江西财经大学,统计学,2004,硕士.
[32]吴秀明.线结构光绕线质量检测技术研究[D].长安大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[33]马艳英.机车故障检测数据管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[34]白青波1,李旭1,田亚护1.路基温度场长期模拟中的地表热边界条件研究[J].岩土工程学报.
[35]陈彦冰.中国学生英汉议论文写作中双向迁移现象研究：基于语篇衔接手段及语类结构分析[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[36]岳勇.嵌入式智能站牌控制系统研究与设计[D].西安科技大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[37]高鹏.“泥土”的媒介价值研究[D].中央美术学院,美术学,2013,硕士.
[38]徐寒婧.盈余持续性与应计项目可靠性研究[D].浙江财经学院,会计学,2013,硕士.
[39]赵性勤.浅议事业单位财务管理存在的问题及对策[J].现代营销(学苑版),2014,10:97.
[40]厉隽怿,席裕庚.串联时滞工业系统的预测控制设计[J].自动化学报,1995,02:129-136.
[41]陈瑛玉.技巧啦啦操训练对团队凝聚力影响的实验研究[D].河北师范大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[42]高媛.OCT对中医药治疗中心性渗出性脉络膜视网膜病变的疗效评价研究[D].浙江中医药大学,中医五官科学,2014,硕士.
[43]刘彦宇.基于计划行为理论对超速行车意向的研究[D].浙江理工大学,应用心理学,2013,硕士.
[44]薛婷.感觉统合训练对智力障碍儿童适应行为促进的实验研究[D].苏州大学,运动人体科学,2013,硕士.
[45]石紫月.模块组合多电平变换器（MMC）的均压策略研究[D].北京交通大学,2014.
[46]徐福生.IT监理不要画蛇添足[J].每周电脑报.2003(16)
[47]范建凤.图书馆信息服务集成平台建设研究[D].武汉大学,2004.
[48]毕大强,梁武星,柴建云,王祥珩,王维俭.变压器三角形绕组中环流的构造方法[J].电力系统自动化,2008,01:39-43.
[49]余彬盛.洛阳城乡居民消费差异问题研究[D].河南科技大学,农村与区域发展（专业学位）,2013,硕士.
[50]黄坤.基于积分型特征的AdaBoost算法快速目标检测[D].扬州大学,控制理论与控制工程,2011,硕士.