犬松弛素(CHW)蛋白分子特征、功能關(guān)聯(lián)、研究方法與檢測(cè)技術(shù)
瀏覽次數(shù):110 發(fā)布日期:2025-7-9
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犬松弛素(Canine Relaxin,CHW)是由犬類(lèi)卵巢、胎盤(pán)等組織分泌的一種多肽激素,屬于胰島素樣生長(zhǎng)因子家族。其名稱(chēng) “松弛素” 源于其在妊娠期間促進(jìn)子宮頸和骨盆韌帶松弛的生理功能,以幫助分娩過(guò)程。
分子結(jié)構(gòu)特征
組成:由 A 鏈和 B 鏈通過(guò)二硫鍵連接形成異二聚體,與胰島素結(jié)構(gòu)相似,但氨基酸序列和功能差異顯著。
基因定位:犬松弛素基因(RLN2)位于染色體上,其表達(dá)受妊娠周期調(diào)控,孕期母犬血液中松弛素水平顯著升高。
一、蛋白基礎(chǔ)參數(shù)
參數(shù)類(lèi)別 具體信息
正式名稱(chēng) 犬松弛素(Canine Relaxin,CHW)
別名 松弛素 2(RLN2,因基因編碼命名)
分子量 約 6-7 kDa(不同文獻(xiàn)報(bào)道略有差異,主要因翻譯后修飾導(dǎo)致)
氨基酸殘基數(shù) 前體蛋白約 140 個(gè)氨基酸,成熟蛋白由 A 鏈(24-29 個(gè)氨基酸)和 B 鏈(53-58 個(gè)氨基酸)組成
等電點(diǎn)(pI) 約 5.0-6.0(酸性蛋白,受翻譯后修飾影響)
二、蛋白結(jié)構(gòu)解析
1. 一級(jí)結(jié)構(gòu)(氨基酸序列)
前體蛋白結(jié)構(gòu):
由信號(hào)肽(約 20 個(gè)氨基酸)、B 鏈、連接肽(C 肽)和 A 鏈組成,經(jīng)蛋白酶切割后形成成熟異二聚體。
成熟蛋白組成:
B 鏈:含胰島素樣結(jié)構(gòu)域,是受體結(jié)合的關(guān)鍵區(qū)域,保守性較高。
A 鏈:含 α- 螺旋結(jié)構(gòu),通過(guò)二硫鍵與 B 鏈連接,參與維持蛋白構(gòu)象。
2. 二級(jí)與三級(jí)結(jié)構(gòu)
二級(jí)結(jié)構(gòu):以 α- 螺旋為主(尤其是 B 鏈),輔以少量 β- 折疊,形成類(lèi)似胰島素的 “球狀” 結(jié)構(gòu)。
三級(jí)結(jié)構(gòu):通過(guò) 3 對(duì)二硫鍵(B 鏈 - A 鏈間 2 對(duì),A 鏈內(nèi)部 1 對(duì))穩(wěn)定空間構(gòu)象,其中 B 鏈的 C 端區(qū)域暴露于表面,是生物活性的關(guān)鍵位點(diǎn)。
3. 四級(jí)結(jié)構(gòu)
成熟松弛素以異二聚體(A 鏈 + B 鏈)形式存在,無(wú)多聚體組裝需求,其活性依賴(lài)于二硫鍵維持的三維結(jié)構(gòu)。
三、分子特征與功能關(guān)聯(lián)
二硫鍵的關(guān)鍵作用:
3 對(duì)二硫鍵(如 B 鏈 Cys26-A 鏈 Cys4、B 鏈 Cys31-A 鏈 Cys11 等)若斷裂,會(huì)導(dǎo)致蛋白失活,無(wú)法與受體(如 LGR7/LGR8)結(jié)合。
翻譯后修飾:
前體蛋白需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工,包括信號(hào)肽切除、C 肽剪切及二硫鍵形成,最終分泌為成熟蛋白。
受體結(jié)合位點(diǎn):
B 鏈的 N 端和 C 端區(qū)域構(gòu)成受體結(jié)合域,與 LGR7(松弛素 / 胰島素樣肽受體 1)特異性結(jié)合,啟動(dòng)下游信號(hào)通路(如 cAMP/PKA 通路)。
四、與其他物種松弛素的差異
物種 分子量差異 結(jié)構(gòu)特征 功能差異
犬(CHW) 6-7 kDa A 鏈含獨(dú)特的氨基酸插入序列(如 Pro 殘基),可能影響受體結(jié)合親和力。 妊娠期間峰值濃度更高,維持時(shí)間更長(zhǎng)。
人(hRLN) 約 6 kDa A 鏈較短,B 鏈 C 端結(jié)構(gòu)更緊湊,與犬松弛素氨基酸同源性約 50%-60%。 主要參與早期妊娠和心血管調(diào)節(jié)。
豬 約 7 kDa B 鏈含額外糖基化位點(diǎn),分子量波動(dòng)較大。 分娩時(shí)作用更顯著,促進(jìn)子宮收縮。
五、研究方法與檢測(cè)技術(shù)
蛋白表達(dá)與純化:
重組 CHW 蛋白通常通過(guò)大腸桿菌(E. coli)或酵母系統(tǒng)表達(dá),需體外折疊形成二硫鍵以獲得活性。
檢測(cè)手段:
ELISA 試劑盒:利用抗 CHW 抗體檢測(cè)血液或尿液中的松弛素水平,用于妊娠診斷(靈敏度達(dá) pg/mL 級(jí))。
Western blot:驗(yàn)證蛋白表達(dá)或分析翻譯后修飾。
晶體衍射:通過(guò) X 射線晶體學(xué)解析三維結(jié)構(gòu)(如 PDB 編號(hào):2R6G,為人松弛素結(jié)構(gòu),犬同源結(jié)構(gòu)可通過(guò)同源建模預(yù)測(cè))。
六、臨床與科研意義
妊娠監(jiān)測(cè):犬松弛素水平在配種后 20 天左右開(kāi)始升高,分娩前 24-48 小時(shí)驟降,是判斷預(yù)產(chǎn)期的可靠指標(biāo)。
疾病模型:CHW 基因敲除犬模型可用于研究松弛素缺乏導(dǎo)致的難產(chǎn)、子宮復(fù)舊障礙等繁殖疾病。
藥物開(kāi)發(fā):基于 CHW 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的小分子激動(dòng)劑 / 拮抗劑,可能用于調(diào)節(jié)犬類(lèi)繁殖周期或治療相關(guān)疾病。
七、數(shù)據(jù)來(lái)源與參考
氨基酸序列參考:NCBI 基因 ID 475778(RLN2),蛋白登錄號(hào) XP_547486.1。
結(jié)構(gòu)建模:可通過(guò) Swiss-Model 以人松弛素(PDB 1REL)為模板進(jìn)行同源建模。