許廣平, 張志勇, 任忠宏, 張志偉

江蘇省海洋水產(chǎn)研究所, 江蘇省海水魚(yú)類(lèi)遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南通 226007

黑鯛(Acanthopagrusschlegelii)隸屬鱸形目(Perciformes)鯛科(Sparidae)，俗稱(chēng)海鮒、黑加吉、海鯽、黑立等，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、抗逆性強(qiáng)且不作長(zhǎng)距離洄游等特點(diǎn)，是我國(guó)沿海重要的海水養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)[1]，但其在長(zhǎng)江以北無(wú)法在室外自然越冬，每年進(jìn)行室內(nèi)越冬又耗時(shí)耗力[2]，亟需展開(kāi)耐低溫品系培育。

高不飽和脂肪酸(highly unsaturated fatty acids，HUFA)具有供應(yīng)能量、維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能和基因調(diào)控等功能，在生物體的生命活動(dòng)中起重要作用[3]，在一定范圍內(nèi)，魚(yú)體中HUFA含量與機(jī)體低溫耐受呈正相關(guān)，即機(jī)體HUFA含量越多，機(jī)體低溫耐受性越強(qiáng)[4]。脂肪酸延長(zhǎng)酶(fatty acid elongase，ELO)是影響HUFA合成的關(guān)鍵酶之一，參與脂肪酸代謝，與膜脂代謝密切相關(guān)[5-7]。目前，ELO基因在鯛科魚(yú)類(lèi)中研究報(bào)道較少，且該基因編碼的蛋白質(zhì)在理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能等方面分析尚不全面。通過(guò)對(duì)ELO基因編碼蛋白的結(jié)構(gòu)與功能分析，對(duì)其在黑鯛體內(nèi)開(kāi)展表達(dá)調(diào)控研究，有望培育黑鯛耐低溫品系。

脂肪酸延長(zhǎng)酶以長(zhǎng)鏈脂肪酸延長(zhǎng)酶(elongation of very long chain fatty acids，ELOVL)或ELO分別存在于生物體內(nèi)，兩者為垂直同源。一般ELO以基因家族(ELO1、ELO2和ELO3)存在于生物體內(nèi)，如酵母、擬南芥等[8-9]；但有時(shí)也以單獨(dú)基因存在，如鱖魚(yú)等[10]。ELOVL家族是在ELO家族的研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的，存在于哺乳動(dòng)物體內(nèi)的不同組織中，家族共有7個(gè)成員(ELOVL1～ELOVL7)[11]。目前，在魚(yú)類(lèi)研究中利用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR)和cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)(rapid amplification of cDNA ends，RACE)克隆了鱖魚(yú)等魚(yú)類(lèi)ELO基因cDNA全長(zhǎng)，鱖魚(yú)ELO基因編碼294個(gè)氨基酸[10]，鱖魚(yú)ELO基因克隆和功能解析為進(jìn)一步研究其HUFA合成能力、合成途徑、調(diào)控機(jī)理及在不同魚(yú)類(lèi)中的分子進(jìn)化機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。不同魚(yú)類(lèi) ELO之間有較好的蛋白同源性，均含有高度保守的氧化還原中心組氨酸簇、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)停留信號(hào)和跨膜區(qū)等特征結(jié)構(gòu)功能區(qū)[10-12]。本研究以黑鯛、金頭鯛、鱖魚(yú)、斜帶石斑魚(yú)、鯉魚(yú)等5種魚(yú)類(lèi)的ELO基因編碼蛋白的氨基酸序列作為研究對(duì)象，通過(guò)序列比對(duì)和同源性分析，探討5種魚(yú)的親源關(guān)系。再運(yùn)用多種生物信息學(xué)方法，對(duì)黑鯛ELO基因編碼蛋白的理化性質(zhì)與組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)；對(duì)該蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的定位、與蛋白質(zhì)功能調(diào)控和翻譯修飾相關(guān)的作用位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析；對(duì)蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè)及蛋白質(zhì)相互作用進(jìn)行分析；并進(jìn)行了同源建模及三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，旨在通過(guò)研究確定黑鯛中ELO基因及其編碼蛋白的主要功能與作用途徑，從而達(dá)到對(duì)該蛋白質(zhì)表達(dá)水平的調(diào)控，為提高黑鯛低溫耐受性的研究提供理論基礎(chǔ)。

1 數(shù)據(jù)與分析

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

所用黑鯛ELO基因編碼蛋白的氨基酸序列為本實(shí)驗(yàn)室和華大基因黑鯛全基因組測(cè)序并序列比對(duì)所得；金頭鯛(Sparusaurata，登錄號(hào)：ADD50001.1)、鱖魚(yú)(Sinipercachuatsi，登錄號(hào): ACH53603.1)、斜帶石斑魚(yú)(Epinepheluscoioides，登錄號(hào): ACJ26847.1)、鯉魚(yú)(Cyprinuscarpio，登錄號(hào): AER39746.1)4種魚(yú)類(lèi)ELO基因編碼的完整氨基酸序列均來(lái)源美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)GenBank 數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2 物種間ELO氨基酸序列同源性及進(jìn)化關(guān)系分析

運(yùn)用DNAman 8軟件對(duì)黑鯛、金頭鯛、鱖魚(yú)、斜帶石斑魚(yú)、鯉魚(yú)等5種魚(yú)類(lèi)的ELO蛋白進(jìn)行氨基酸序列比對(duì)，并開(kāi)展同源性和進(jìn)化關(guān)系分析。

1.3 ELO蛋白結(jié)構(gòu)與功能分析

參照王亞琪等[13-14]的方法，利用各種生物信息軟件對(duì)黑鯛ELO基因編碼蛋白進(jìn)行理化性質(zhì)(氨基酸組成、等電點(diǎn)、原子總數(shù)、正負(fù)電荷殘基數(shù)、不穩(wěn)定指數(shù)、摩爾消光系數(shù)、脂肪族氨基酸指數(shù)和總平均親水性等)、疏水性、亞細(xì)胞定位、跨膜區(qū)、信號(hào)肽、剪切位點(diǎn)、蛋白磷酸化、糖基化、二級(jí)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域及三維結(jié)構(gòu)等方面的預(yù)測(cè)與分析。相關(guān)生物信息軟件見(jiàn)表1。

表1 本研究預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能所應(yīng)用的軟件

2 結(jié)果與分析

2.1 物種間ELO氨基酸序列同源性及進(jìn)化關(guān)系分析

將黑鯛、金頭鯛、鱖魚(yú)、斜帶石斑魚(yú)、鯉魚(yú)的ELO氨基酸序列進(jìn)行比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)黑鯛與金頭鯛之間的序列同源性最高，在系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)中距離最近；與鯉魚(yú)同源性最低，在系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)中距離最遠(yuǎn)(圖1A)。進(jìn)化聚類(lèi)分析結(jié)果表明，與已知物種進(jìn)化關(guān)系相比較，ELO基因構(gòu)建的生物進(jìn)化關(guān)系圖譜基本與之相一致(圖1B)。

A：ELO氨基酸序列同源性；B：ELO氨基酸序列進(jìn)化樹(shù)

2.2 黑鯛ELO蛋白理化性質(zhì)分析

基于黑鯛的ELO氨基酸序列，用ProtParam和ProtScale 工具中的Kyte &Doolittle法對(duì)ELO蛋白的理化性質(zhì)(氨基酸組成、分子質(zhì)量和理論等電點(diǎn))進(jìn)行分析。結(jié)果表明，黑鯛ELO蛋白由294個(gè)氨基酸殘基組成，分子式為C1669H2403N403O410S18，原子總數(shù)為4 903個(gè)，相對(duì)分子質(zhì)量為35 249.97。黑鯛ELO蛋白的氨基酸組成(圖2)：亮氨酸含量最高(10.5%)，苯丙氨酸與酪氨酸次之(8.2%)，半胱氨酸與絲氨酸最低(1.4%)。生物體內(nèi)大部分苯丙氨酸氧化成酪氨酸，這2種氨基酸一起合成重要的神經(jīng)遞質(zhì)和激素，參與機(jī)體的糖和脂肪代謝；同時(shí)，亮氨酸和絲氨酸在促進(jìn)機(jī)體正常生長(zhǎng)發(fā)育方面也起到至關(guān)重要的作用[4]。

圖2 黑鯛ELO蛋白各種氨基酸含量

ELO蛋白的理論等電點(diǎn)與不穩(wěn)定系數(shù)分別為9.08和36.23，說(shuō)明ELO蛋白為堿性蛋白質(zhì)且性質(zhì)穩(wěn)定。在蛋白質(zhì)疏水性分析中：正值代表疏水性，負(fù)值代表親水性，分值(絕對(duì)值)代表其疏(親)水性大小。ELO的總平均疏水指數(shù)為-0.49，整條氨基酸鏈中疏水性氨基酸殘基少于親水性氨基酸殘基(圖3)，說(shuō)明ELO蛋白為親水性蛋白質(zhì)，由此推測(cè)其為水溶性蛋白質(zhì)。

圖3 黑鯛ELO蛋白疏水性分析結(jié)果

2.3 亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)

利用PSORT Ⅱ[15-17]工具中K-NN算法[18]對(duì)黑鯛ELO蛋白進(jìn)行亞細(xì)胞定位，預(yù)測(cè)結(jié)果表明：ELO位于細(xì)胞質(zhì)的概率最大，占整體的65.23%；其次是細(xì)胞核，概率為21.74%；位于線(xiàn)粒體內(nèi)的概率是13.03%。說(shuō)明ELO可能存在細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和線(xiàn)粒體中，但在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)發(fā)揮生物學(xué)作用的可能性最大。

2.4 信號(hào)肽和跨膜區(qū)預(yù)測(cè)

利用黑鯛的ELO氨基酸序列，采用SignalP 4.1 Server程序?qū)LO信號(hào)肽進(jìn)行分析預(yù)測(cè)。C值(C-score)和S值(S-score)分別指原始信號(hào)肽裂解位點(diǎn)記分和信號(hào)肽評(píng)分，分別表示出現(xiàn)裂解位點(diǎn)可能性及氨基酸位于信號(hào)肽區(qū)域概率；Y值(Y-score)是最有可能的信號(hào)肽裂解位點(diǎn)；D值(D-score)表示S均值和最大Y值加權(quán)平均值，可以區(qū)分信號(hào)肽和非信號(hào)肽[19]。ELO蛋白預(yù)測(cè)D值為0.132(小于0.450)，表明ELO蛋白不含信號(hào)肽，且不屬于分泌性蛋白(圖4)。

圖4 黑鯛ELO基因編碼蛋白的信號(hào)肽分析

使用TMHMM工具[20]在線(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)黑鯛ELO有7個(gè)跨膜區(qū)(跨膜螺旋)，非跨膜螺旋區(qū)(ExpAA)預(yù)測(cè)值為149.03164(大于18)，說(shuō)明預(yù)測(cè)蛋白為跨膜蛋白，蛋白N端位于膜內(nèi)一側(cè)的可能性是0.034 97%，總體來(lái)看該序列位于膜外，即ELO基因所編碼蛋白質(zhì)為跨膜蛋白。預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，黑鯛ELO可能在25～47、110～132、176～198、231～250氨基酸的位置形成4個(gè)膜外到膜內(nèi)的跨膜區(qū)域；在68～90、139～161、205～227氨基酸的位置形成3個(gè)膜內(nèi)到膜外的跨膜區(qū)域，表明黑鯛ELO蛋白可能行使細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用(圖5)。

圖5 黑鯛ELO蛋白質(zhì)跨膜區(qū)預(yù)測(cè)結(jié)果

2.5 蛋白質(zhì)翻譯后修飾分析

蛋白質(zhì)翻譯后修飾一般指蛋白質(zhì)磷酸化、糖基化及賴(lài)氨酸糖化作用等。蛋白質(zhì)磷酸化是控制蛋白質(zhì)是否發(fā)揮功能的開(kāi)關(guān)，是細(xì)胞里面對(duì)蛋白質(zhì)功能進(jìn)行調(diào)控的普遍機(jī)制。而糖基化是一種翻譯修飾，有些蛋白質(zhì)發(fā)揮作用需要糖分子、糖鏈等與別的分子相互作用，是細(xì)胞產(chǎn)生不同功能蛋白質(zhì)的一種形式。對(duì)這些修飾作用的研究，對(duì)了解蛋白質(zhì)的完整功能與功能發(fā)揮具有重要意義[21]。利用NetPhos 3.1 Server軟件[22]預(yù)測(cè)黑鯛ELO蛋白磷酸化作用位點(diǎn)，結(jié)果表明，該蛋白質(zhì)具有多個(gè)不同的磷酸化作用位點(diǎn)，其中包括4個(gè)酪氨酸(Tyr；y-52、y-201、y-233、y-250)、4個(gè)蘇氨酸(Thr；t-3、t-203、t-253、t-280)和11個(gè)絲氨酸(Ser；s-76、s-101、s-149、s-171、s-174、s-215、s-247、s-258、s-260、s-269、s-282)磷酸化作用位點(diǎn)(圖6)。其中，s-282的分?jǐn)?shù)為0.976，表示極有可能的磷酸化位點(diǎn)；而s-149(0.503)、s-171(0.503)、y-201(0.500)、t-203(0.508)、y-233(0.508)的分?jǐn)?shù)僅略高于閾值(0.500)，表明該5個(gè)位點(diǎn)為真正的磷酸化位點(diǎn)的可能性極低。

圖6 黑鯛ELO基因編碼蛋白磷酸化位點(diǎn)預(yù)測(cè)

利用NetNGlyc 1.0 Server與NetGlycate 1.0 Server在線(xiàn)分別預(yù)測(cè)ELO蛋白糖基化位點(diǎn)和賴(lài)氨酸糖化作用，并未發(fā)現(xiàn)糖基化位點(diǎn)，但有9個(gè)位點(diǎn)(Pos.7、Pos.54、Pos.108、Pos.120、Pos.134、Pos.199、Pos.200、Pos.263、Pos.290)可能存在賴(lài)氨酸糖化作用(圖7)。

圖7 黑鯛ELO蛋白賴(lài)氨酸糖化作用預(yù)測(cè)結(jié)果

2.6 ELO蛋白酶切位點(diǎn)預(yù)測(cè)

利用PeptideCutter工具預(yù)測(cè)ELO蛋白酶切位點(diǎn)，對(duì)該蛋白質(zhì)有剪切作用的酶和裂解作用的酸如下：精氨酸-C 蛋白水解酶(Arg-C proteinase)、Asp-N 內(nèi)切酶(Asp-N endopeptidase)、Asp-N內(nèi)切酶 + N端亮氨酸(Asp-N endopeptidase + N-terminal Glu)、BNPS糞臭素(BNPS-Skatole)、溴化氫(CNBr)、高特異性糜蛋白酶(chymotrypsin-high specificity)、低特異性糜蛋白酶(chymotrypsin-low specificity)、梭菌蛋白酶(clostripain)、甲酸(formic acid)、谷氨?；逆渻?nèi)切酶(glutamyl endopeptidase)、羥胺(hydroxylamine)、氧代苯甲酸(iodosobenzoic acid)、LysC、LysN、NTCB(2-nitro-5-thiocyanobenzoic acid)、胃蛋白酶(pepsin,pH 1.3)、胃蛋白酶(pepsin, pH>2)、脯氨酸肽鏈內(nèi)切酶(proline-endopeptidase)、蛋白水解酶K(proteinase K)、staphylococcal peptidase Ⅰ、嗜熱菌蛋白酶(thermolysin)、胰蛋白酶(trypsin)。

2.7 ELO二級(jí)結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)

利用SOPMA在線(xiàn)程序預(yù)測(cè)ELO蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)該蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)以α-螺旋為主，由137個(gè)氨基酸殘基組成，占整個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)的46.6%；無(wú)規(guī)則卷曲由92個(gè)氨基酸構(gòu)成，占整體的31.29%；延伸帶和β-轉(zhuǎn)角分別由55、10個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，在整體中所占比例分別為18.71%和3.4%(圖8)。

注：h: α-螺旋; e: 伸展鏈; c: 無(wú)規(guī)卷曲; t: β-轉(zhuǎn)角。

應(yīng)用 NCBI 中的 CDD 數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域。預(yù)測(cè)結(jié)果如圖9所示，結(jié)果表明: 黑鯛ELO基因編碼蛋白的第28～256個(gè)氨基酸區(qū)域?yàn)镋LO超家族(ELO superfamily)結(jié)構(gòu)域。

圖9 黑鯛ELO基因編碼蛋白結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)

2.8 功能預(yù)測(cè)及蛋白質(zhì)相互作用

利用Interpro預(yù)測(cè)ELO功能，發(fā)現(xiàn)該蛋白質(zhì)在GO數(shù)據(jù)庫(kù)中的注釋信息分3個(gè)部分：生物學(xué)進(jìn)程、分子功能和細(xì)胞定位(表2)。該蛋白質(zhì)主要功能為脂肪酸延伸和超長(zhǎng)鏈脂肪酸合成，而蛋白質(zhì)行使功能不僅與自身特性有關(guān)，同時(shí)還與相互作用的蛋白質(zhì)相關(guān)。利用STRING[22]分析其他蛋白質(zhì)與ELO蛋白相互作用信息，選擇比對(duì)生物為斑馬魚(yú)(Daniorerio)，發(fā)現(xiàn)黑鯛ELO蛋白與斑馬魚(yú)elovl 5相似度最高(bitscore和e-value分別為417.2和1.1e-116)，蛋白同源性74.83%。斑馬魚(yú)elovl 5蛋白與其他蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系如圖10所示，10個(gè)蛋白質(zhì)與其存在直接的相互作用關(guān)系，分別為srbd1、ptplb、sycp2l、elovl2、hsd17b12b、hsdd17b12a、scd、pcyt2、srebf1和fads2。斑馬魚(yú)elovl 5蛋白在GO數(shù)據(jù)庫(kù)中的注釋信息體現(xiàn)出：elovl 5蛋白影響脂肪酸和雌激素合成，且在分子功能上與多種酶活性有關(guān)(表3)。由此推測(cè)，ELO蛋白除了合成脂肪酸，可能還影響雌激素合成，與srbd1等10種蛋白質(zhì)相互作用。

表2 ELO蛋白質(zhì)在GO數(shù)據(jù)庫(kù)中的注釋信息

表3 Elovl 5蛋白質(zhì)在GO數(shù)據(jù)庫(kù)中的注釋信息

圖10 STRING數(shù)據(jù)庫(kù)斑馬魚(yú)Elovl 5蛋白相互作用關(guān)系

2.9 ELO蛋白同源建模及三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

一般預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)有3種方法: 同源建模法(homology modeling)、線(xiàn)串法(threading)和重頭預(yù)測(cè)法(abinitio)。其中同源建模是使用最廣泛的一種方法，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于：待測(cè)蛋白與模板序列的同源性越高，預(yù)測(cè)結(jié)果越準(zhǔn)，當(dāng)待測(cè)蛋白與模板序列同源性高于60%時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)得結(jié)果非常接近。

利用Phyre2在線(xiàn)工具中Normol模式對(duì)黑鯛ELO進(jìn)行同源建模和三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)出黑鯛ELO蛋白的三維結(jié)構(gòu)如圖11所示，該三維模型以c5xpdA為模板，覆蓋范圍(同源性)為31%，略高于30%，可信度為31.6%，一定程度上反映了黑鯛ELO蛋白結(jié)構(gòu)。

圖11 黑鯛ELO基因編碼蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)

3 討論

黑鯛ELO氨基酸序列與其他魚(yú)類(lèi)同源性均較高，推測(cè)不同物種中該基因編碼的蛋白質(zhì)活性相似。本研究表明，與金頭鯛、鱖魚(yú)、鯉魚(yú)、斜帶石斑魚(yú)4種不同生境的魚(yú)類(lèi)相比較，同源性聚類(lèi)分析及系統(tǒng)樹(shù)分析均顯示黑鯛與金頭鯛親緣關(guān)系最近，與鯉魚(yú)親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，這與已有研究結(jié)論一致[24]。金頭鯛與黑鯛同屬鯛科魚(yú)類(lèi)，在親緣關(guān)系上比其他3種魚(yú)類(lèi)更近，該結(jié)論與傳統(tǒng)分類(lèi)學(xué)相吻合，但有學(xué)者認(rèn)為魚(yú)類(lèi)的生活環(huán)境可能影響ELO的進(jìn)化[3]。不同物種間同種蛋白質(zhì)的同源性高，其在功能上也具有相似性[25]。這可能是由于不同物種間ELO蛋白結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性和序列的強(qiáng)保守性所致。本課題組在通過(guò)對(duì)黑鯛、真鯛及其雜交后代CDS序列的基因密碼子偏好性進(jìn)行聚類(lèi)時(shí)發(fā)現(xiàn)4種魚(yú)基因編碼區(qū)在密碼子使用上呈現(xiàn)高度一致性[26]。

黑鯛因其低溫耐受性較差，在長(zhǎng)江以北無(wú)法在室外自然越冬，每年開(kāi)展室內(nèi)越冬又耗時(shí)耗力[2]。有研究發(fā)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)耐低溫可能與ELO基因表達(dá)相關(guān)[27]。本文運(yùn)用生物信息學(xué)工具對(duì)黑鯛ELO蛋白理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、分子功能及蛋白質(zhì)相互作用等進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：黑鯛ELO基因編碼蛋白由294個(gè)氨基酸組成，亮氨酸含量最高，存在多種二級(jí)結(jié)構(gòu)，其中以α-螺旋為主，與斜帶石斑魚(yú)、擬南芥等分析結(jié)果一致[3,8]。ELO蛋白在擬南芥中亞細(xì)胞定位至細(xì)胞質(zhì)或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，其在黑鯛亞細(xì)胞定位至細(xì)胞質(zhì)的概率最高，且無(wú)信號(hào)肽，推測(cè)該蛋白質(zhì)為一種存在于細(xì)胞質(zhì)的非分泌蛋白?？傮w來(lái)說(shuō)，ELO蛋白為堿性、小分子、穩(wěn)定性蛋白質(zhì)，存在1個(gè)ELO超家族結(jié)構(gòu)域，與HUFA 合成的另1個(gè)關(guān)鍵酶脂肪酸去飽和酶(fatty acid desaturase，F(xiàn)AD)存在顯著差異[3]。分析表明，ELO蛋白分子中存在多個(gè)磷酸化作用位點(diǎn)，證明其具有合成高度不飽和氨基酸功能，可以促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)；該蛋白分子中也存在多個(gè)賴(lài)氨酸糖化位點(diǎn)，可用于ELO蛋白的翻譯后修飾，通過(guò)與別的分子相互作用，形成一種新的功能，賴(lài)氨酸糖化對(duì)于維持蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能都起到重要的作用。此外，本研究通過(guò)對(duì)黑鯛ELO結(jié)構(gòu)及功能預(yù)測(cè)分析，為探討該基因在黑鯛低溫耐受機(jī)制方面提供了相關(guān)理論基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系分析中，以斑馬魚(yú)中Elovl 5基因?yàn)槟０?，推測(cè)srbd1等10個(gè)蛋白質(zhì)與ELO可能存在直接的相互作用關(guān)系，有可能影響雌激素合成，并在分子功能上與多種酶活性有關(guān)[28]。

本研究通過(guò)生物信息學(xué)方法對(duì)不同魚(yú)類(lèi)ELO基因編碼蛋白序列進(jìn)行進(jìn)化聚類(lèi)分析，以及對(duì)黑鯛該蛋白理化性質(zhì)、亞細(xì)胞定位、跨膜區(qū)、信號(hào)肽、酶切位點(diǎn)、蛋白磷酸化、糖基化、二級(jí)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域及三維結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行預(yù)測(cè)與生物信息學(xué)分析，推測(cè)該蛋白質(zhì)功能與低溫耐受性相關(guān)。下一步將繼續(xù)開(kāi)展該基因在不同組織和不同發(fā)育時(shí)期差異表達(dá)分析，以確定其靶標(biāo)組織和關(guān)鍵的表達(dá)時(shí)期，了解黑鯛中脂肪酸合成的途徑和機(jī)制；進(jìn)一步開(kāi)展黑鯛抗寒性狀相關(guān)的基因表達(dá)調(diào)控研究，最終為黑鯛耐低溫新品種的培育工作提供理論依據(jù)。