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细鳞鱼(Brachymystax lenok),国家二级保护动物,隶属鲑科细鳞属,冷水性鱼类,栖息于山溪水温较低、水质清澈的流水中,我国只存在一种,主要分布于我国的东北和秦岭一带。根据细鳞鱼生活的独特环境和栖息条件,我们预测细鳞鱼体内含有某些特殊的宿主防御基因并能分泌相应的防御性多肽。Cathelicidins,作为宿主防御基因,是动物体内多功能的抗微生物肽家族,目前在几乎所有种类的脊椎动物体内均有发现,其不仅对普通革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌以及病毒具有非常强的抗性,而且对许多临床耐药菌株同样具有较明显的作用。除此之外,cathelicidins还具有趋化免疫细胞、促进伤口愈合、诱导血管发生、诱导变异细胞系细胞凋亡等活性。在本次研究中,我们利用分子生物学技术,提取了细鳞鱼多种重要组织的RNA,构建了相应组织的cDNA文库;并使用半巢式PCR的方法,从脾脏cDNA文库中克隆得到一种新型cathelicidins家族抗微生物肽:CATH_BRALE。 CATH_BRALE的前体包含199个氨基酸,理论等电点(pI)为12.43,理论分子量为5.2006kDa,含有15个碱性氨基酸残基(11个精氨酸和4个赖氨酸),静电荷为+13,是一种较强的碱性多肽。其成熟肽有53个氨基酸残基,序列为:RRSKARGGSRGSKMGRKDSKGGSRGRPGSGS RPGGGSSIAGASRGDRGGTRNA。与其他典型的鲑科cathelicidins比对结果表明,鲑科cathelicidins普遍都存在一个包含六个氨基酸(RPGGGS)的重复基元,这表明在遗传的不稳定性方面,其表现出和哺乳动物cathelicidins一定的相似性。CATH_BRALE在鳃中有最高的表达量,其次是脾脏、肝脏,同源建模显示出的a-helices和反相平行的β-sheets结构,可把CATH_BRALE归为阳离子的抗菌肽家族。进化分析表明,细鳞鱼CATH_BRALE与大西洋鲑的CATH-2有99%的Bootstrap值。化学合成的CATH_BRALE对检测的40余种菌株具有广谱的杀菌活性,而且对革兰氏阴性菌杀菌能力,CATH_BRALE表现出比人cathelicidin—LL-37更强的活性;CATH_BRALE对铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa)最为敏感,最小抑菌浓度仅为1.17μM,对鱼类的两种细菌性病原体杀鲑气单胞菌和嗜水气单胞菌,最小抑菌浓度(MIC)低至9.38μM。CATH BRALE对人的红细胞只有微小的溶血活性,溶血率仅为6.8%。