蛋白的氧化还原是普遍存在于生物体内的一种化学反应,可由物理、化学和生物因素诱导产生。生理水平的活性氧簇（Reactive oxygen species,ROS）对细胞增殖和生长有积极的调节作用,但如果超过某一阈值,将会严重损害DNA、蛋白质、脂质等生物大分子,造成细胞功能丧失甚至不可逆损伤。含硫氨基酸甲硫氨酸（Methionine,Met）是最易被氧化的氨基酸之一,氧化后的甲硫氨酸形成两种差向异构体,分别为S型甲硫氨酸亚砜（S-Methionine-Sulfoxide,S-Met-O）和R型甲硫氨酸亚砜（R-Methionine-Sulfoxide,R-Met-O）,前者能特异性的被甲硫氨酸亚砜还原酶A（Methionine sulfoxide reductase A,MsrA）修复。MsrA在所有真核生物、细菌及部分古细菌中均有表达,对维持蛋白稳态具有重要意义。前人研究发现,鲨鱼由于捕食习性及生理结构特征导致其体内ROS浓度高于一般物种,为保证蛋白不被过度氧化损害,推测其体内表达的MsrA具有更优越的还原活性。因此,我们选取白鳍鲨（Triaenodon obesus）（基因组未被测序）MsrA（TMsrA）作为研究对象,利用分子生物学、生物信息学、蛋白组学等方法获得c DNA序列,表达蛋白及探究其功能。实验通过反转录聚合酶链式反应（Reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR）、质谱肽段分析等方法获取TMsrA的c DNA序列全长。分析可知序列全长1207bp,其中开放阅读框（Open reading frame,ORF）684bp,包含227个氨基酸（含信号肽）,实验表达蛋白质量为24.57k Da（未表达信号肽）,预测其等电点为8.46;pH=7.5时,蛋白二级结构包含30%的α螺旋、16%的β折叠及54%的无规则卷曲;底物浓度为1m M,pH=7.5,37℃条件下T-MsrA的酶活为0.21μmol/min/mg,同时通过测定得知蛋白酶最适温度为17℃,最适pH为7.5。体内实验发现在大肠杆菌BL21-DE3中过表达TMsrA会引起蛋白组表达出现显著性差异变化,差异表达蛋白包括过氧化氢酶,谷胱甘肽-S-转移酶,尿囊素酶等,其中过氧化物酶表达下调,推论T-MsrA在菌体内具有还原活性同时抑制内源性过氧化物酶的表达,对差异蛋白作KEGG通路富集分析发现与多种通路有关,如乙醛酸二羧酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢等,推论T-MsrA过表达激活一条或多条富集通路的发生而直接或间接抑制菌体过氧化物酶表达下调;同时在肽段层面分析大肠杆菌蛋白组甲硫氨酸氧化强度后发现,转基因实验组相较于胁迫组其蛋白甲硫氨酸氧化强度显著降低,证明T-MsrA在细菌内具有还原活性。在体外,以α-晶状体蛋白A（α-crystallin A）、细胞色素c（Cytochrome c,Cyt c）及细胞蛋白为反应物,经紫外光照氧化后,与T-MsrA（溶液中含维生素C作酶蛋白的还原剂）在17℃环境下共同孵育2h,分析甲硫氨酸氧化肽段强度,结果表明,酶蛋白修复后的氧化强度明显降低,单独添加维生素C的氧化强度也下降,但不显著。进一步分析α-crystallin A和Cyt c的胰蛋白酶切的肽段修饰,推论T-MsrA对蛋白质色氨酸残基（Trp）的氧化具有一定的还原能力,因此我们合成包含Trp但没有Met的多肽进行验证,确认了酶蛋白孵育后的多肽氧化产物的Trp氧化强度明显低于氧化组,证实了我们的推论。此外,我们发现紫外光照除了能使蛋白甲硫氨酸发生氧化修饰外,还会使其它氨基酸发生多种修饰作用如Cys发生β消除形成脱氢苯胺酸（Dha）、Trp的犬尿酸化等。值得注意的是,T-MsrA体外氧化还原实验中,我们使用维生素C（Vitamin C,Vc）作为酶蛋白的还原剂代替传统MsrA还原剂二硫苏糖醇（Dithiothreitol,DTT）,并且得到了预期效果。对比前人研究结果,T-MsrA体外修复α-crystallin A的活性比人MsrA活性高,推测这种优势来源于T-MsrA序列中包含6个Cys;此外还讨论用不同统计算法处理组学数据,增加数据的可靠性;多肽实验中,我们也合成了含有Met的肽段序列,从肽段水平验证T-MsrA在体外具有还原活性。