基本介紹
- 中文名：卵黃磷蛋白
- 外文名：vitellin
- 前體：卵黃蛋白原
- 縮寫：Vn
- 含量：占卵黃體的90%
- 組織：卵巢組織
卵黃磷蛋白的概述,卵黃磷蛋白的生化特性,卵黃磷蛋白的合成部位及其調節因子,卵黃磷蛋白的前體,卵黃磷蛋白結合位點,
卵黃磷蛋白的概述
甲殼動物的卵巢發育主要是通過卵黃髮生過程合成卵黃蛋白原(vitellogenin，Vg)，進而在卵母細胞中積累卵黃體和脂滴。卵黃體主要由卵黃磷蛋白(vitellin，Vn)組成，其含量占卵黃體的90%左右，Vn主要由卵黃蛋白原、脂類、碳水化合物和色素等物質加工而成。Vn的主要合成和積累部位為卵巢組織，而Vg的合成位點具有一定的種間特異性，主要包括卵巢、肝胰腺和脂肪體等組織。由於甲殼動物的卵黃髮生的調控過程相當複雜，通常受到內分泌系統、營養條件、環境因子等影響，目前尚不清楚其內在的調控機制，因此這方面的研究已成為甲殼動物繁殖生物學和生理學的研究熱點和難點之一。此外，甲殼動物的卵黃積累的多少直接影響到其後生殖過程和幼體質量，因此深入研究卵黃髮生的調控機制對於經濟甲殼動物的人工繁殖和養殖具有重要的現實意義。
卵黃磷蛋白的生化特性
Han、Shimizu、Lubzens等對甲殼動物的研究表明,卵黃磷蛋白屬於僅存在於雌性個體的一種高密度脂蛋白,分布於卵巢中的卵母細胞、輸卵管、雌性血淋巴、肝臟及胚胎中。其英文名稱除Vitellin之外,還有Vitellogenin,前者存在於卵巢及胚胎,後者存在於肝臟與血淋巴,雖然二者存在部位不同,但具有相同的免疫原性,由2～8個亞基組成,其分子量在240KD～800KD之間。如布紋藤壺糊斑亞種(Balamusamphitrits)、對蝦屬一種Penaeus monodon中僅有一種卵黃磷蛋白,分子量分別為255KD、492KD;中國對蝦(P.chinensis)中存在兩種卵黃磷蛋白,分子量分別是380KD、500KD;羅氏沼蝦(Macrobrachium rosenbergii)中含三種免疫等同的卵黃磷蛋白,分子量分別為255KD、350KD、492KD。
電泳後用PAS、蘇丹黑B等特異染色結果表明,該蛋白質為糖-脂-磷複合蛋白,有的種類還含有類胡蘿蔔素。Komatsu研究結果表明:類胡蘿蔔素的存在可以影響該蛋白的顏色,除絨螯蟹屬(Ericheir)蛋白複合體呈紫色(在波長600-650nm處有吸收值)外,其它甲殼動物複合體均呈橙色。Chang和Lubzens的研究結果表明卵黃磷蛋白亞基內及亞基之間不存在二硫鍵,但不同組織來源的脂類組成及其含量有差異,如肝臟合成的卵黃磷蛋白甘油三酯含量較卵巢合成的豐富,並攜帶有微量的甘油二酯。Qiu等發現甲殼動物卵黃磷蛋白隨卵母細胞發育成熟而增加,而淋巴中含量較穩定,種屬間胺基酸組成相似,且含有較高水平的酸性胺基酸,等電點約為5.0。
Komatsu等從筆緣扇蝦(Ibacus ciliatus)卵細胞中分離到一種分子量在8KD～15KD之間,具有蛋白酶活性的LDL蛋白,卵黃磷蛋白經LDL作用可以促進自身的水解。變性聚丙烯醯胺凝膠電泳分析表明,消化後的卵黃磷蛋白釋放出一100KD的具有蛋白酶活性的亞基,但天然狀態下不具有酶活性。即天然卵黃磷蛋白具有潛在的蛋白酶活性,其活性在LDL蛋白消化後表現出來,兩者可能協同參與肝胰腺中同種蛋白進入卵黃顆粒的加工過程。
Khayat等建立了短溝對蝦(P.semisulcatus)卵黃髮生期卵巢、肝胰腺抽提物的cDNA文庫,兩文庫均含有一1.1Kb的電泳主帶,推斷這兩種來源的蛋白複合物極有可能為同一基因的表達產物。
卵黃磷蛋白的合成部位及其調節因子
Lepore等通過對蔓足亞綱兩種藤壺卵黃髮生期卵母細胞超微結構的觀察,將卵黃髮生分為初級與次級兩個階段。初級卵黃髮生階段僅存在胞內來源的卵黃顆粒,卵黃磷蛋白靠卵母細胞內大量的粗面內質網合成,這一階段細胞質中存在大量的游離核糖體、粗面內質網及線粒體等,為卵黃磷蛋白的合成提供了必要的條件;次級卵黃髮生階段卵黃磷蛋白存在胞內與胞外兩種來源,胞外來源由肝胰腺合成後經血淋巴轉運至卵巢中,經卵膜透明帶微胞飲作用攝入細胞內;胞外來源途徑已由Mohamed在印度對蝦(P.indicus)卵黃髮生晚期觀察到脂類等成份進入細胞內以及卵膜透明帶上微胞飲泡的形成得到了證實,王蘭對長江華溪蟹卵母細胞卵黃髮生的超微結構研究結果也表明卵黃磷蛋白的合成有胞內與胞外兩種途徑,各種細胞器都積極參與了卵黃磷蛋白的合成。
Chang等對對蝦屬一種P.mondon的研究表明,胞外合成的卵黃磷蛋白經微胞飲作用進入卵母細胞,而後解離成兩個亞基,其中分子量較大的亞基部分降解後與較小亞基結合而轉變為卵巢中成熟的卵黃磷蛋白。此外王玉鳳等對羅氏沼蝦卵黃髮生過程中細胞器活動的觀察結果表明,細胞核是卵黃蛋白合成的基礎,核糖體是其合成的主要場所,溶酶體、內質網、線粒體、微絲均參與了卵黃蛋白的合成,且線粒體可直接演變成卵黃粒。總之,甲殼動物卵黃磷蛋白最初均由卵母細胞自身合成,到了卵黃髮生晚期才具有兩種來源,而且不同種屬個體兩種來源存在差異,如短溝對蝦主要靠卵母細胞自身合成,其卵巢中合成速度比肝胰腺中高23倍。
卵黃磷蛋白的前體
甲殼動物Vg的結構，理化性質卵黃蛋白原(Vitellogenin，Vg)是一種普遍存在於卵生非哺乳動物血液中的雌性特異性蛋白，是幾乎所有卵生動物中卵黃蛋白(Yolk protein)的前體。在十足類中主要是作為載體蛋白進入卵母細胞為胚胎和早期幼體提供必須的營養物質。甲殼動物卵黃蛋白原的分子量在280kDa左右，有2～4個亞基組成，通過SDS-PAGE分析確定Vg中亞基的數量和大小是隨著種類不同而變化的。其分子內N-端是由1100個殘基組成脂磷蛋白I部分，中間是由富含磷酸化的絲氨酸的高磷蛋白部位，C-段是脂磷蛋白、卵黃磷蛋白和卵黃糖蛋白部位。卵黃中的脂類物質主要是磷酯（腦磷脂和卵磷脂）和中性脂（甘油三脂和膽固醇），卵黃中的糖類物質主要是中性粘多糖。
卵黃磷蛋白結合位點
甲殼動物Vg/Vn合成位點一直以來，甲殼動物卵黃蛋白員的合成部位都是人們研究的熱點。一些十足類甲殼動物的研究結果顯示，Vg的合成是內源的或外源的或同時存在的。內源性卵黃是指卵黃蛋白在卵母細胞中合成的，外源性卵黃是指卵黃蛋白在卵母細胞以外的地方合成，釋放到血淋巴中，然後被卵母細胞吸收。迄今未止，在甲殼動物內推測可能的卵黃蛋白原合成部位的有：血細胞、皮下脂肪體、肝胰腺和卵巢，其中肝胰腺和卵巢是公認的主要的合成部位。研究表明，在一些種類中，Vg是在卵巢中合成的，Browdy等認為卵巢是短溝對蝦唯一的卵黃蛋白原合成部位。Fainzilber等研究短溝對蝦的卵黃蛋白原的合成時，也認為卵巢是其主要的卵黃蛋白原合成部位。Yano和Chinzei在做組織和免疫化學觀察時發現，早期的濾泡細胞有直徑增大和卵黃磷蛋白的出現，這些都說明卵巢中的濾泡細胞應該是卵黃的合成部位。而肝胰腺中合成的蛋白與抗卵黃磷蛋白血清沒有沉澱反應，所以他們認為肝胰腺不是卵黃合成的場所。一些甲殼動物種類中，Vg在肝胰腺中合成。如鋸緣青蟹、普通濱蟹、地溪蟹、短溝對蝦、日本對蝦以及小龍蝦的肝胰腺和卵巢中都有Vg的合成。這些研究結果存在很大的爭議，不僅不同種甲殼動物的研究結果不盡相同，就是同一種甲殼動物由不同學者得出的結論也不完全相同。
