三种软体动物大脑神经节的蛋白质组学的研究

三种软体动物大脑神经节的蛋白质组学的研究

论文摘要

蓝斑背肛海兔(Notarcus leachii cirrosus Stimpson, NLCS)、蓝无壳侧鳃海牛(Pleurobranchaea novaezealandiae Cheseman, PNC)和褐云玛瑙螺(Achatina fulica Férussac, AFF)均属于腹足纲软体动物,它们的中枢神经系统(central nervous system, CNS)组成与分布均较为相似。近10年来,在神经分子生物学研究领域中的许多突破性研究成果均取材于软体动物的CNS。本文,选用海兔(Aplysia)和同属于后腮亚纲的PNC的大脑神经节(cerebral ganglion, CG)为研究材料,开展了CG蛋白质组学及相关功能蛋白的研究。选用AFF作为实验材料,研究AFF受镉离子污染前后CG差异蛋白质组,筛选镉污染的生物标志蛋白,拟用于生物监测土壤中的重金属污染程度及危害性。本文所建立的分析技术和揭示的研究结果有助于科学地理解人类和高等动物神经系统的活动规律和调控机制,具有重要的科学意义。首先解剖分离NLCS的CG,经过裂解液溶解后离心得到蛋白样品。以IPG胶条作为第一向等电聚焦进行双向电泳,获得NLCS的CG全蛋白质图谱,并采用肽质量指纹技术鉴定CG的全蛋白质,初步构建了NLCS的CG分子解剖图谱。较好地鉴定了转录调节因子、肽酶等对维持CG的生理功能起到重要作用的功能蛋白。其次在同等条件下,比较NLCS和PNC的CG双向凝胶电泳图谱,发现了两者的CG全蛋白质之间存在着11个差异蛋白斑点,并对这些差异蛋白点进行逐一鉴定。对其中匹配率较高的蛋白质进行功能分析,发现只在PNC的CG中出现ATP合酶的β亚基,提示在PNC的CG中存在与其独特的生理活动和生物功能相关的蛋白。通过食物链和镉盐污染为途径,选用差异蛋白质组学技术分析AFF经镉盐污染后,它的CG所表达的差异蛋白质,发现且鉴定了29个差异蛋白斑点,其中部分差异蛋白质为热休克蛋白X类似蛋白酶、ABC转运器和ABC转运器底物结合蛋白,属于动物受镉盐污染后,神经系统产生的应急蛋白质。本论文所建立的蛋白质组学分析技术适合于筛选监测土壤中镉污染的动物神经系统的指示蛋白质。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 一、蛋白质组学研究方法及其在神经科学上的应用
  • 1.1 蛋白质组学研究技术及其发展
  • 1.2 蛋白质组学研究方法及其在神经科学上的应用
  • 1.3 神经科学蛋白质组学在不同物种中的研究进展
  • 二、海兔、海牛和蜗牛等软体动物的研究进展
  • 2.1 海兔的研究进展
  • 2.2 海牛的研究进展
  • 2.3 蜗牛的研究进展
  • 三、重金属对CNS 的影响
  • 3.1 重金属污染概述
  • 3.2 重金属对生物的毒性机理
  • 3.3 镉对CNS的毒性与机理
  • 3.4 重金属污染的生物标志物
  • 四、本论文研究的内容和意义
  • 第二章 材料与方法
  • 一、实验材料
  • 二、主要仪器设备
  • 三、主要试剂
  • 四、试剂配置
  • 4.1 样品裂解液
  • 4.2 凝胶电泳配方
  • 4.3 银染液配方
  • 4.4 胶内酶解试剂
  • 4.5 质谱基质
  • 五、实验方法
  • 5.1 样品的制备
  • 5.2 蛋白含量的测定
  • 5.3 第一向柱状等电聚焦电泳
  • 5.4 第二向SDS-PAGE电泳
  • 5.5 IPG-SDS 双向电泳
  • 5.6 凝胶的银染色
  • 5.7 银染后蛋白质的肽质量指纹鉴定
  • 5.8 肽质量指纹图谱的分析和数据库检索
  • 第三章 结果与讨论
  • 一、海兔CG 蛋白的肽指纹鉴定
  • 二、海牛CG 和海兔CG 之间的差异蛋白质组
  • 三、镉离子诱导下AFCG 表达的差异蛋白
  • 第四章 小结
  • 附件:部分蛋白斑点的 PMF 图
  • 参考文献
  • 致谢
  • 缩略语表
  • 发表论文
  • 相关论文文献

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