基因组学和蛋白质组学数据挖掘杂志

抽象的

脊椎动物胰腺脂肪酶及相关蛋白质和基因的生物信息学和进化

罗杰·S·霍姆斯和劳拉·A·考克斯

背景：胰脂肪酶 (PTL) 在胰腺分泌后，在小肠中与辅脂肪酶一起水解乳化脂肪。胰脂肪酶相关蛋白 1 (PLR1) 也存在于胰腺分泌物中，可能在脂肪分解中发挥调节作用；PLR2 催化胰腺甘油三酯和半乳糖脂酶反应，而 PLR3 可能发挥相关但未知的脂肪酶功能。使用来自多个脊椎动物基因组项目的数据，比较了 PTL、PLR1、PLR2 和 PLR3 的氨基酸序列和结构以及基因位置和序列。

方法：研究序列比对和保守的预测二级和三级结构，并根据之前关于人类和猪 PTL 的报告确定关键氨基酸残基和结构域。使用加州大学圣克鲁斯分校基因组浏览器对脊椎动物 PTL 样基因进行比较分析。系统发育研究调查了这些脊椎动物 PTL 样基因的进化。

数据：人类和小鼠 PTL 序列与人类和小鼠 PLR1 和 PLR2 序列有 78% 的同一性，但只有 64-68% 的同一性。使用生物信息学预测了几种脊椎动物 PTL 和 PTL 样蛋白结构域，包括 N 信号肽；N 糖基化位点；含有催化三联体的 α/β 水解酶折叠区；活性位点的“盖子”区域；分隔脂肪酶和 PLAT 区域的“铰链”；以及 C 端 PLAT 区域。真兽类哺乳动物 PLR1 序列保留了导致三酰甘油脂肪酶活性丧失的残基 (196Val/198Ala)，而低等脊椎动物 PLR1 序列保留了“活性”脂肪酶残基。相反，哺乳动物 PTL、PLR2 和 PLR3 序列表现出脂肪酶“活性”残基 (196Ala/198Pro)；鸡和青蛙 PLR1 序列保留了脂肪酶“活性”残基；而负鼠和鸭嘴兽 PLR1 序列则表现出 196Ala/Ser198 和 196Ser/198Pro 残基。系统发育树分析为四种不同的脊椎动物 PTL 样基因家族提供了证据。

结论：胰腺脂肪酶 (PTL) 和相关基因及蛋白质 (PLR1 和 PLR2) 存在于所有被检测的脊椎动物基因组中，而 PLR3 仅存在于灵长类动物基因组中。脊椎动物 PLR1 的“非活性”形式仅限于真兽类哺乳动物。脊椎动物 PTL 样基因显然起源于脊椎动物祖先，在祖先 PTL 样祖先基因发生基因复制事件之后。在低等脊椎动物中提出了两种不同的 PTL 样基因进化路线 (PTL/PLR1 和 PLR2)，灵长类动物基因组中还有进一步的基因复制事件 (PLR2/PLR3)。