甲壳动物酚氧化酶活性影响的研究现状与历史【文献综述】.docVIP

毕业论文文献综述 海洋生物资源与环境 甲壳动物酚氧化酶活性影响的研究现状与历史 摘要：随甲壳动物没有特异性免疫反应系统，只拥有非特异性免疫系统。在非特异性免疫系统中酚氧化酶原系统起着特别重要的作用。酚氧化酶原系统由蛋白酶抑制剂、模式识别蛋白、蛋白酶、PO有机构成。有研究资料显示，酚氧化酶在甲壳动物中是以酚氧化酶原的形式存在的，在某些因素的作用下可以被激活，而有一些物质则可抑制酚氧化酶的活性。已有研究表明胰蛋白酶与十二烷基硫酸钠(SDS)等物质对甲壳动物的酚氧化酶原系统有调节作用。 关键词：甲壳动物；酚氧化酶；胰蛋白酶；十二烷基硫酸钠(SDS) 1.前言 在无脊椎动物中酪氨酸酶又称为酚氧化酶(phenol oxidase，PO) [1-2]，虽然血蓝蛋白与酚氧化酶在体内的功能不同，但除了具有相同的双核Cu2+活性位点外，还具有相似的基因序列以及晶体结构[3-5]，通过相似的方法使血蓝蛋白的C端或N端裂解，都能激活其酶性质，如节肢动物和软体动物的血蓝蛋白在SDS、尿素、胰蛋白酶以及低pH的刺激下都表现出酚氧化酶活性[6-10]。当前普遍认为血蓝蛋白本身不表现出酚氧化酶活性或者表现出微弱的酚氧化酶活性主要是因为底物不能与蛋白活性中心结合，而在外界诱导因素的刺激下，蛋白结构变异，活性中心暴露进而能与底物结合而表现出酚氧化酶活性。相比节肢动物，软体动物血蓝蛋白的酚氧化酶活性研究比较少[11]。 2 研究历史和现状 甲壳动物酚氧化酶原激活系统是由多种因子组成的复杂的酶级联系统，只有特异性分子才能使之激活引起胞吐，可通过多种方式参与宿主防御反应，包括提供调理素，促进血细胞的吞噬作用，产生杀菌物质等[12-13]。鲎是一种古老节肢动物，其血淋巴中含丰富的血蓝蛋白，但没有酚氧化酶，据Decker等[14]报道鲎的血蓝蛋白在SDS的诱导下可表现出 双酚氧化物酶活性；已有研究表明甲壳动物的血蓝蛋白不仅在物理化学性质、蛋白质结构、基因序列等方面与酚氧化酶非常相似，且表现出一定的酚氧化酶活性[15]。许多学者研究显示窄指河鳌虾(Astacus leptodactyl)、黄道蟹(Cancerpagurus)、三叶真蟹(Carcinus maenus)、欧龙虾(Palinu-s elelkas)、加州刺龙虾(Panulirus interruptus)、阿拉斯加帝王蟹(Paralithodes camtschaticae)的血蓝蛋白既可在胰蛋白酶又可在SDS诱导下表现出酚氧化物酶活性[16]；Adachi等研究证实日本囊对虾血蓝蛋白可以被其血细胞成分激活，表现出类酚氧化物酶活性[17-18]。 血蓝蛋白表现出酚氧化酶的活性一直是科研的热点，在这方面也有一定的成果积淀，但是其原理并不是非常清楚，本实验在这方面将进行一些基础性的研究，为将来深入研究做好铺垫。 酚氧化酶又称为酪氨酸酶,它是一种含铜的酶，能够催化单酚羟化成二酚（如多巴），并把二酚氧化成醌；醌在非酶促条件下形成最终的反应产物黑色素[19]。PO和酪氨酸酶两者催化的生化反应十分相似，但它们的DNA序列序列并不完全相同。PO缺乏酪氨酸酶的信号肽和跨膜域的氨基酸序列，广泛存在于无脊椎动物和脊椎动物中,人们已从多种动物中纯化并鉴定了PO。依据种类的不同，其分子量、最适PH、最适温度、激活剂和抑制剂也不相同。 在所有已研究过的无脊椎动物中，PO一般都以无活性的酚氧化酶原形式存在于血淋巴中，可被内源性的激活系统和外源性的激活剂如蛋白酶、去污剂或有机溶剂等激活。另外，研究结果发现[20]：对proPO有激活作用的微生物细胞壁成分包括β-1，3-葡聚糖、LPS、肽聚糖和酵母聚糖；对proPO 有激活作用的蛋白酶包括胰蛋白酶、胰凝乳酶、组织蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶等；去污剂有十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate，SDS)和十六烷基氯化吡啶(cetylpyridinium chloride，CPC)。除此之外，加热或Ca2+等也对proPO的激活起促进作用[21]。在两栖类中，有报道说光线也可以激活酪氨酸酶原。夜蛾血浆中的proPO可被甲醇激活。不同的激活剂对proPO的激活机理不同。昆虫的proPO通过两种不同的机理激活，一种是酶原的蛋白裂解，另一种是去污剂激活[22]。Hall等发现昆虫Manduca sexta血淋巴中纯化的proPO通过这两种模式都可以激活。甲醇对昆虫血淋巴中的PO不但具有激活作用 ，并且其激活作用是可逆的，因此，有人推测这种激活是通过一种可诱导的结构变化产生的[23]。在蟑螂中，内源性的凝集素能诱导proPO的激活[24]。在马蹄蟹中，磷脂诱导粗制品中酚氧化酶的激活。至于微生物多肽对proPO的激活作用，有人推测它可能与特异性的血浆蛋白结合，以一种尚未知晓的方式，诱导酚氧