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谷氨酰胺酰肽环转移酶(Glutaminyl-peptide cyclotransferase,QPCT)是一种参与翻译后修饰的酶,通过将蛋白质的N末端谷氨酸转换成焦谷氨酸,使其对蛋白酶降解、疏水性和神经毒性都具有抵抗作用。谷氨酰胺酰肽环转移酶在人类骨质疏松症和精神分裂症中所起的作用及作用机理被普遍研究,但还没有在虾蟹类等甲壳动物中研究谷氨酰胺酰肽环转移酶的作用及作用机理。本研究中,我们旨在研究拟穴青蟹(Scylla paramamosain)在感染白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)或溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)时,谷氨酰胺酰肽环转移酶(QPCT)基因所发挥的免疫功能。通过c DNA末端快速扩增技术(Rapid Amplification of c DNA Ends,RACE),从拟穴青蟹体内克隆到一条全长为2445bp的c DNA序列,软件推测分析显示该基因的开放阅读框大小为1113 bp,编码一个含有370个氨基酸残基的蛋白,氨基酸序列比对和进化树分析显示拟穴青蟹QPCT基因与旋毛虫(Trichinella spiralis)亲缘关系较近。通过实时荧光定量PCR检测基因表达的组织特异性发现QPCT基因在拟穴青蟹的消化腺中表达量最高,在鳃、血淋巴、性腺中的表达量次之,而在肌肉、心脏组织中表达量最低。通过double-strand RNA(ds RNA)干扰技术,体外构建ds RNA表达载体,将纯化后的ds RNA注射到青蟹体内,成功地抑制了QPCT基因的表达。对已知重要的免疫相关基因的表达检测结果显示,在QPCT被沉默后,青蟹先天性免疫系统中多个免疫相关基因的表达受到影响,其中prophenoloxidase(pro PO)和crustin antimicrobial peptide基因的表达显著下调,而myosin-Ⅱ-essential-light-chainlike-protein基因的表达显著上调。青蟹的免疫活性指标检测试验显示,在抑制QPCT基因的表达后,拟穴青蟹血细胞总数显著增加,酚氧化酶(PO)活性显著增强。进一步研究发现,在感染溶藻弧菌后,QPCT基因的表达显著上调。统计死亡率发现,在沉默QPCT基因的表达后,拟穴青蟹感染弧菌后累计死亡率显著增加,结果说明拟穴青蟹QPCT可能有明显的抗弧菌的作用。血细胞吞噬试验结果显示,拟穴青蟹QPCT基因被沉默后,拟穴青蟹血细胞对溶藻弧菌的吞噬率显著升高,血淋巴细胞凋亡率显著升高,结果说明溶藻弧菌在感染拟穴青蟹时QPCT起抑制凋亡作用。在感染WSSV后,QPCT基因的表达显著降低。WSSV拷贝数检测和死亡率试验结果显示QPCT基因被沉默后,WSSV拷贝数显著降低,拟穴青蟹的最终死亡率显著升高。抑制QPCT基因的表达后,拟穴青蟹血细胞对WSSV的吞噬率显著增加,拟穴青蟹血细胞的凋亡率显著降低。以上结果说明拟穴青蟹QPCT可以诱导细胞凋亡,而WSSV有可能抑制QPCT表达来刺激细胞凋亡。本文首次揭示了QPCT在拟穴青蟹病毒感染中有着重要作用,为研究青蟹的先天性免疫和WSSV感染宿主的机制提供了重要的理论依据。