塔里木马鹿KCNQ1基因生物信息学分析及其非同义突变对蛋白表达的影响

来源：中国畜牧兽医杂志2025年第10期北京时间：

作者：李功腾, 王天骄, 陈旭, 高鹤轩, 杨苏坤, 闫霄枫, 刘欣, 邢秀梅

单位：1. 东北林业大学野生动物与自然保护地学院, 哈尔滨 150006;2. 中国农业科学院特产研究所, 农业农村部特种经济动物遗传育种与繁殖重点实验室, 长春 130112

摘要：【目的】探究钾电压门控通道亚家族KQT成员1(KCNQ1)基因的生物学作用，以及非同义单核苷酸多态性(nsSNPs)对塔里木马鹿肾脏水分重吸收功能的影响。【方法】基于前期测序数据进行基因型频率比对，筛选获得塔里木马鹿KCNQ1基因序列，对其进行相似性比对及系进化树构建，并采用在线软件对该序列进行生物信息学分析。提取东北马鹿和塔里木马鹿全血DNA，克隆KCNQ1基因野生型和突变型并构建过表达载体，进行慢病毒转染后利用Western blotting检测KCNQ1蛋白表达水平。【结果】塔里木马鹿KCNQ1基因编码区存在1个与耐旱相关的非同义突变位点c.A835G(p.I279V)。相似性比对结果显示，塔里木马鹿KCNQ1基因与加拿大马鹿的相似性最高(99.41%)，且与白尾鹿和黇鹿的相似性超过97%。系统进化树显示，塔里木马鹿与加拿大马鹿亲缘关系最近，与牛和山羊的亲缘关系较远。塔里木马鹿KCNQ1蛋白由340个氨基酸组成，其分子式为C1624H2607N535O456S6，分子质量为37.15 ku，不稳定系数为52.12，理论等电点为11.5，平均亲水性为―0.708。KCNQ1蛋白主要定位于基底外侧膜，具有O-糖基化位点和磷酸化位点，但缺乏N-糖基化位点、信号肽和跨膜区域。PolyPhen-2软件预测显示，KCNQ1蛋白突变型位点发生了良性变化，且该突变位点位于转录因子HNF-1β上，促进了KCNQ1基因的转录效率。KCNQ1蛋白二级结构和三级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成，但在塔里木马鹿突变型位点上发生了改变，由α-螺旋变成无规则卷曲。Western blotting结果显示，塔里木马鹿野生型和突变型KCNQ1蛋白表达量极显著高于对照组(P＜0.01)，且突变型KCNQ1蛋白表达量极显著高于野生型(P＜0.01)。【结论】塔里木马鹿KCNQ1基因编码区存在1个非同义突变位点c.A835G(p.I279V)。塔里木马鹿KCNQ1蛋白编码340个氨基酸，具有O-糖基化位点和磷酸化位点，其突变型位点发生了良性变化，且位于转录因子HNF-1β上。试验成功克隆并构建KCNQ1基因野生型和突变型慢病毒过表达载体，且突变型蛋白表达量显著高于野生型。研究结果为塔里木马鹿肾脏水分重吸收机制提供了理论依据。

关键词：塔里木马鹿;KCNQ1基因')">KCNQ1基因;非同义突变;生物信息学;过表达载体

基金资助：特种动物种质资源库(TZDWZYK2024)