海洋中蕴藏着丰富的生物资源,地球上约80%的物种栖息在海洋中,海洋生物是生物功能蛋白和活性多肽等分子资源的重要来源。目前,海洋生物已经成为各种功能蛋白和活性多肽的资源宝库,大量从海洋生物中提取的功能蛋白(如鱼精蛋白、贻贝足丝蛋白、胶原蛋白和营养蛋白等)和药用多肽(如抗菌肽、毒素肽、抑癌肽和水解肽等)已经或正在成为蛋白质及多肽工程研究的先导分子。其中,贻贝足丝蛋白(Mussel foot protein,Mfp)具有极强的黏附能力,且不受水环境的影响,因而在医药、化工等多个行业具有广泛的应用前景,被认为是能替代现有化学胶黏剂的新型生物黏合剂。有研究表明多巴对于足丝蛋白的黏附以及分子内的交联具有重要作用,但多巴在贻贝足丝黏附过程涉及的氧化还原体系及其分子机制尚不明确。为进一步探索贻贝足丝中其他抗氧化蛋白的结构与功能,针对厚壳贻贝足丝中新鉴定到的一种富含甘氨酸和半胱氨酸的足丝蛋白(CG-protein)开展了重组表达以及相关功能研究;此外,鱼类皮肤粘液对于鱼类的生存具有极为重要的生理学意义。大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)是一种特殊的可以营两栖生活的硬骨鱼类。其皮肤粘液对大弹涂鱼的免疫防御、渗透压维持、呼吸等生理过程至关重要,但目前尚无大弹涂鱼皮肤粘液的分子组成的相关报道。为深入了解大弹涂鱼皮肤及其粘液在大弹涂鱼特殊生活习性中的生物学意义,开展了大弹涂鱼皮肤的微观结构观察以及其皮肤黏液的抑菌活性和蛋白质组学研究。结果表明,新型足丝抗氧化蛋白CG-protein具有明显的抗氧化活性,且在足丝和足腺中具有特定的分布和复杂的相互作用蛋白体系。推测这种蛋白在贻贝足丝的黏附过程中起到了防止足丝蛋白被提前氧化的保护作用。上述研究进一步明确了贻贝足丝中存在多种抗氧化活性蛋白,这对深入了解贻贝足丝的黏附分子机理具有重要意义。针对大弹涂鱼皮肤及其粘液的研究表明,大弹涂鱼皮肤组织具有特殊的真皮囊泡结构,且囊泡内具有唾液酸化和磺酸化的粘性多糖存在,进一步的分析表明:大弹涂鱼皮肤粘液具有明显的广谱抑菌活性;采用转录组和蛋白质组结合策略,从大弹涂鱼皮肤粘液中鉴定到超过500种蛋白质分子存在,主要包括各种代谢有关的酶类和免疫相关蛋白,表明大弹涂鱼皮肤粘液具有复杂的分子组成和生理功能。上述研究一方面为深入了解足丝抗氧化蛋白的分子结构与功能以及开发基于贻贝足丝的新型抗氧化蛋白奠定了基础;另一方面,从大弹涂鱼的皮肤结构、皮肤组织转录组、皮肤粘液的抑菌活性以及分子组成方面获得系统的研究数据,为了解鱼类皮肤及其粘液的生物学功能获得了系统的研究数据,并为后续从中筛选和开发具有特殊活性的蛋白及分子标记物奠定了基础。