关中奶山羊CSN1S1基因克隆、生物信息学及组织表达谱分析

[目的]通过分析关中奶山羊αs1-酪蛋白(alpha-s1 casein,CSN1S1)基因组织表达谱及其生物信息学功能,初步探究CSN1S1基因在奶山羊乳成分合成中发挥的作用.[方法]以关中奶山羊为研究对象,利用PCR扩增并克隆CSNIS1-1和CSN1S1-22个突变形态,并利用ProtParam、NetPhos、SingalP 4.1 Server、NPS和Phyre2等多种生物信息软件和在线工具对CSN1S1基因及其突变形态的蛋白质结构、理化性质、磷酸化位点等进行分析,通过实时荧光定量PCR检测CSNIS1-1和CSN1S1-2在关中奶山羊肝脏、脾脏、乳腺、肾脏、子宫、输卵管6个组织中的相对表达量.[结果]关中奶山羊乳腺上皮细胞中存在CSN1S1-1和CSN1S1-22种突变形态.对测序结果比对显示,CSN1S1-1存在3个碱基的突变,CSN1S1-2不仅存在3个碱基的突变,还存在6个碱基的缺失.CSN1S1-1与CSN1S1蛋白相似性为99.07％,CSN1S1-2与CSN1S1蛋白相似性为97.20％.蛋白理化性质分析显示,CSN1S1-1中碱基的突变导致第31位亮氨酸变成脯氨酸、第92位谷氨酰胺变成谷氨酸;CSN1S1-2除上述改变之外,第83位由丝氨酸变成半胱氨酸、第84位由谷氨酸变成谷氨酰胺,还存在第81和82位2个丝氨酸的缺失.实时荧光定量PCR结果显示,CSN1S1-1和CSN1S1-2在关中奶山羊各组织中相对表达趋势基本相同,其中在乳腺、子宫、输卵管中相对表达量较高,在肝脏、脾脏和肾脏中基本不表达,在子宫中CSN1S1-2的表达量显著高于CSN1S1-1 (P＜0.05).[结论]关中奶山羊乳腺上皮细胞中存在CSN1S1-1和CSN1S1-22种突变形态,且2种突变形态与CSN1S1的蛋白相似性均达到97％以上.CSN1S1-1在蛋白结构上与CSN1S1已有明显区别,而CSN1S1-2中6个碱基的缺失是导致氨基酸改变、磷酸化位点缺失与移位的直接原因.CSN1S1-2在子宫中表达显著高于CSN1S1-1,其可能在子宫中发挥潜在功能,还有待进一步探索.