豬精子差異蛋白質(zhì)組學(xué)在動(dòng)物繁殖生物工程中的應(yīng)用

李常紅

（白城師范學(xué)院 吉林 白城 137000）

蛋白質(zhì)組是指由一個(gè)細(xì)胞或一個(gè)基因組、組織表達(dá)的所有蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化。蛋白質(zhì)組學(xué)為蛋白質(zhì)組上定量和定性的比較去鑒定影響生物學(xué)進(jìn)程的細(xì)胞內(nèi)機(jī)制[1]。

傳統(tǒng)上的蛋白質(zhì)組學(xué)分析是采用定量分析眼研究蛋白表達(dá)。隨著后基因組時(shí)代的到來，蛋白功能分析被涵蓋進(jìn)了蛋白質(zhì)組學(xué)已經(jīng)被考慮包括研究。功能蛋白質(zhì)組學(xué)是系統(tǒng)蛋白分析一個(gè)新出現(xiàn)的領(lǐng)域，包含蛋白-蛋白交互作用以及生物學(xué)功能的詳盡信息[2]。在本文綜述中，闡述國內(nèi)外在豬精子蛋白質(zhì)組學(xué)上開展的研究，尤其是涉及到精子的基本生理學(xué)功能，以及展望蛋白質(zhì)組學(xué)在動(dòng)物繁殖生物工程中廣泛的應(yīng)用前景。雖然已有一部分分精子蛋白被進(jìn)行了初步的研究和鑒定，但是仍有大量數(shù)目的精子蛋白未被發(fā)現(xiàn)，其生理功能尚未被完全闡明。

經(jīng)典的2-D凝膠電泳，是采取等電聚焦和十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）結(jié)合的方法，已經(jīng)被列為分析高分辨率的蛋白質(zhì)組的唯一方法[3]。這個(gè)方法可以分離表達(dá)在專有的細(xì)胞或者組織中的成千個(gè)蛋白。在豬生殖道第一次研究蛋白質(zhì)組采用的就是2-D凝膠電泳[4]。

公豬精子對(duì)于活性氧(ROS)格外敏感是因?yàn)樵谫|(zhì)膜上存在高度富集的多不飽和脂肪酸類以及精子中段的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的不完全的酶抗氧化系統(tǒng)。漿膜上低水平的超氧化物岐化酶（SOD）以及缺乏谷胱甘肽過氧化酶（GPx）和過氧化氫酶表明了公豬精子難以適應(yīng)去抵抗誘導(dǎo)的ROS的毒性作用。然而，這也可以通過硫磺的關(guān)鍵作用來代償，它包括抗氧化劑（L-谷胱甘肽和L-麥角硫因）、左旋維他命C以及精液的高抗過氧化活性的蛋白。

蛋白的功能促使研究者去尋找其作為生物化學(xué)標(biāo)記，可以作為能育性潛力的一個(gè)診斷指標(biāo)。采用2D電泳，F(xiàn)lowers的研究結(jié)果表明存在豬精液內(nèi)的兩個(gè)蛋白(26 kDa,pI 6.2;55 kDa,pI 4.8)的生物學(xué)重要性，在精液中二者的高濃度（相對(duì)單位大于10）與高產(chǎn)子率（大于86%）和仔豬出生成活數(shù)（大于11）對(duì)應(yīng)。Killian et al表明在牛精液內(nèi)的糖蛋白在高到低的不返情率下不同 （兩種蛋白：26 kDa 6.2 pI；55 kDa 4.5 pI在高能育性的牛占優(yōu)勢(shì)而另兩種蛋白：16 kDa 4.1 pI；16 kDa 6.7 pI在低于平均水平的繁殖力的牛中更加普遍）[5]。Peddinti等比較低繁殖力與高繁殖力牛的精子蛋白，發(fā)現(xiàn)了125個(gè)差異蛋白，并通過信號(hào)通路推測(cè)了與高繁殖力表型相關(guān)的分子標(biāo)志。

功能蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)于我們理解繁殖過程中精子蛋白功能具有極其重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，它能保證雄性繁殖力的評(píng)估以及檢測(cè)不同動(dòng)物物種生殖道內(nèi)蛋白表達(dá)的改變。

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