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乳酸脱氢酶C4(lactate dehydrogenases C4,LDH-C4)是上世纪60年代由Goldberg和Blanco等人发现的乳酸脱氢酶同工酶之一,特异地表达于成熟雄性哺乳动物和鸟类的生殖系统中,又称睾丸或者精子特异性乳酸脱氢酶[1,2]。LDH-C4由4个C亚基组成,催化丙酮酸和乳酸之间的可逆性反应,是精子能量代谢的关键酶,参与精子的生成、代谢及获能等过程[3,7]。前期,本课题组在精子LDH-C4活性低下的不明原因不育的男性患者中行LDHC基因检测,发现一名患者LDHC基因第5外显子的第40位碱基由正常的T变成G,所转录mRNA第153位密码子由编码亮氨酸的密码子TTA变成终止密码子TGA,并将此突变命名为L153X突变[8]。前期研究表明,该突变所转录的终止密码子提前(premature termination codons,PTC)的mRNA逃脱了真核细胞中无义密码介导的 mRNA 降解(nonsense-meditated mRNA decay,NMD)的监控机制,并被翻译成了截短多肽[9]。为了研究L153X截短突变引起男性不育的分子机制,本研究采用分子克隆技术,构建了 L153X突变体原核表达载体pET-28a(+)-153X,与野生型原核表达载体pET-28a(+)-LDHC进行体外诱导表达产物酶活性比较,由此验证了课题组前期关于L153X截短突变导致LDH-C4酶活性降低或丧失的预测;为了研究杂合突变个体精子成熟前胞浆内的野生型C亚基和L153X突变型C亚基之间可能存在的相互作用,本研究构建了真核表达载体pVAX1-LDHC及pVAX1-L153X,并利用基于兔网织红细胞裂解产物的TNTT7快速偶联的体外转录/翻译系统,模拟含野生型LDHC基因纯合个体及含L153X突变体纯合或杂合个体体内不同亚基的组成情况,通过比较体外表达产物的酶活性差别,结合课题组前期的分子生物学预测结果分析野生型C亚基和突变型C亚基之间的可能的相互作用。本研究为LDHC基因突变导致男性不孕提供了分子遗传角度的病因学解释,为全面了解该基因突变对LDH-C4功能的影响奠定了一定基础。