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AMAC:我院郑冬教授和王云飞副教授合作推进东北雨蛙防御机制的研究

发布日期:2021-07-13    作者:尹传玲、柴龙会     来源:     点击:

两栖动物的皮肤中含有结构丰富、功能复杂的生物活性物质,这些活性物质是两栖类抵御生境中有害因子侵袭的重要物质基础(Xu et al. Chem Rev, 2015)。有别于其他两栖动物,大多数雨蛙的生活史高度依赖植物,属于营树栖生活,即栖息于水边的植物丛及林木上。在这样的生存环境使其可能遭受更多生物及非生物因素的伤害,譬如陆生天敌的捕食、虫类的叮咬、微生物的感染、紫外线辐射及皮肤创伤。皮肤作为两栖类环境适应的第一道防线,其皮肤中的一些化学组分对它们的生存也起着至关重要的作用,在其生存中发挥着极为重要的功能(Wu et al. J Proteome Res, 2011; You et al. J Biol Chem, 2009)。东北雨蛙是一类东北地区分布的两栖类物种,一直缺少相关研究。同时,随着研究手段的日新月异,使得我们可以在分子和近原子水平上再次思考东北雨蛙皮肤天然活性物质的功能成分和及其在生存适应过程中的功能分子机制。

最近,我院郑冬教授团队与杨仕隆教授团队开展合作研究,部分揭示了东北雨蛙防御策略的物质基础及其分子机制,进一步深化了对东北雨蛙防御机制的认识。

在本研究中,研究人员通过生物信息学的方法对东北雨蛙皮肤进行了转录组分析,从雨蛙皮肤转录组中分析鉴定到来源于抗菌肽、酶抑制剂、神经多肽毒素等活性多肽家族的125种不同多肽成分。首次揭示了东北雨蛙皮肤丰富的防御性多肽物质成分。同时,以皮肤中表达量丰富的神经多肽毒素Anntoxin-HJ作为切入点进行了进一步的结构和功能研究。东北雨蛙在在进化压力下形成了特殊的Anntoxin-HJ编码基因单拷贝模式,并通过关键二硫键的演化形成新的活性功能(图1)。因此,该研究通过对Anntoxin-HJ的基因形成和蛋白功能演化研究,揭示了雨蛙适应树栖生活中的部分分子机制。

图1 Anntoxin-HJ的结构演化

2021年7月10日,该研究以“Toward an understanding of tree frog (Hyla japonica) for predator deterrence”为题发表在领域经典期刊《Amino acids》上(5-year IF=3.6)。我院柴龙会工程师、硕士研究生尹传玲和昆明动物研究所博士研究生Peter Muiruri Kamau为该论文共同第一作者,我院郑冬教授和王云飞副教授为共同通讯作者。

论文链接:https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00726-021-03037-0.pdf


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