八肋游仆虫微管蛋白基因家族的鉴定及进化分析

王软林 肖 羽 李 佳 梁爱华

(山西大学生物技术研究所,化学生物学与分子工程教育部重点实验室, 太原 030006)

微管蛋白(Tubulin)是真核生物中含量最丰富的蛋白质, 是构成细胞骨架的主要成分, 在细胞分裂、胞内运输及纤毛和鞭毛运动等过程中发挥关键作用。真核生物的微管蛋白由多个高度保守的亚家族组成[1]。α、β和γ微管蛋白广泛存在于所有的真核生物中, 早期被认为是该蛋白家族中仅有的成员[2]。α微管蛋白和β微管蛋白以异二聚体形式头尾相连形成线性原丝, 是组成微管的基本模块。γ微管蛋白是微管组成中心(Microtubule organizing center, MTOC)的组成成分, 在微管组装的成核过程中发挥重要作用。在随后的研究中微管蛋白家族新成员不断被发现[3], 通过遗传突变的方法, 分别在衣滴虫(Chlamydomonas)和草履虫(Paramecium)中发现了δ和η微管蛋白[4,5], 这2种微管蛋白的突变,都会导致基体(Basal body)功能的缺陷。ε微管蛋白首次在哺乳动物中报道[6], 免疫荧光定位显示其定位于中心体区域。目前通常将真核生物微管蛋白家族分为α、β、γ、δ、ε和η六个亚家族[7,8]。

纤毛虫是一类单细胞真核生物, 细胞表面普遍存在纤毛或纤毛器, 而且单个细胞中含有多种形态和功能迥异的微管结构, 例如嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)细胞中有多达17种微管结构[9]。因此纤毛虫是研究微管组装及异质性(Heterogeneity)的模式生物[10]。目前关于纤毛虫微管蛋白的报道主要集中在四膜虫和草履虫中, 关于其他纤毛虫的研究较少。近年来, 多种纤毛虫的大核基因组测序已完成, 使得我们可以对处于不同进化地位的纤毛虫中微管蛋白基因家族进行系统分析。……