小鼠肌肉生长抑制素Y309和C310位点缺失突变对蛋白结构的影响

肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)又名生长分化因子8(growth-differentiation factor 8,GDF-8),是转化生长因子-β-(transforming growth factor-β,TGF-β)家族成员之一,广泛参与机体生长调控过程.作为肌肉生长的负调控因子,MSTN基因突变会造成肌细胞过度增殖、肌纤维数量增加和肌纤维肥大.本研究通过测序技术及生物信息学方法,对小鼠(Mus musculus) MSTN基因Y309和C310位点缺失突变前后编码蛋白的多级结构及其功能进行预测分析.结果 表明,MSTN基因突变小鼠第3外显子nt 175～180发生缺失突变,肌肉组织中MSTN基因mRNA表达量减少,MSTN蛋白表达量也减少,MSTN蛋白受体激活素Ⅱ型受体基因(activin typeⅡreceptor,ActR2b)表达量减少,与肌肉发育相关的成肌决定因子基因(myogenin determination,MyoD),生肌决定因子5基因(myogenic factor 5,Myf5)以及肌细胞生成素基因(myogenin,Myog)的表达量发生显著上调,表现出肌肉肥大的表型.分析突变后的MSTN蛋白结构发现,缺失Y(309)和C(310)位点两个氨基酸破坏了MSTN成熟肽的二硫键,β延伸链延长,蛋白结构改变.蛋白功能预测表明,在MSTN突变蛋白内缺失了一个蛋白结合位点,从而影响了其与受体的结合.本研究表明,小鼠MSTN第3外显子nt 175～180是影响MSTN蛋白功能的核心序列,缺失突变后会产生肌肉肥大的表型,为研究MSTN基因功能提供了良好的小鼠模型.