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犬松弛素(CHW)蛋白分子特征、功能关联、研究方法与检测技术

2025-07-09     来源:本站     点击次数:101

犬松弛素(Canine Relaxin,CHW)是由犬类卵巢、胎盘等组织分泌的一种多肽激素,属于胰岛素样生长因子家族。其名称 “松弛素” 源于其在妊娠期间促进子宫颈和骨盆韧带松弛的生理功能,以帮助分娩过程。
分子结构特征
组成:由 A 链和 B 链通过二硫键连接形成异二聚体,与胰岛素结构相似,但氨基酸序列和功能差异显著。
基因定位:犬松弛素基因(RLN2)位于染色体上,其表达受妊娠周期调控,孕期母犬血液中松弛素水平显著升高。

一、蛋白基础参数
参数类别    具体信息
正式名称    犬松弛素(Canine Relaxin,CHW)
别名    松弛素 2(RLN2,因基因编码命名)
分子量    约 6-7 kDa(不同文献报道略有差异,主要因翻译后修饰导致)
氨基酸残基数    前体蛋白约 140 个氨基酸,成熟蛋白由 A 链(24-29 个氨基酸)和 B 链(53-58 个氨基酸)组成
等电点(pI)    约 5.0-6.0(酸性蛋白,受翻译后修饰影响)

二、蛋白结构解析
1. 一级结构(氨基酸序列)
前体蛋白结构:
由信号肽(约 20 个氨基酸)、B 链、连接肽(C 肽)和 A 链组成,经蛋白酶切割后形成成熟异二聚体。
成熟蛋白组成:
B 链:含胰岛素样结构域,是受体结合的关键区域,保守性较高。
A 链:含 α- 螺旋结构,通过二硫键与 B 链连接,参与维持蛋白构象。
2. 二级与三级结构
二级结构:以 α- 螺旋为主(尤其是 B 链),辅以少量 β- 折叠,形成类似胰岛素的 “球状” 结构。
三级结构:通过 3 对二硫键(B 链 - A 链间 2 对,A 链内部 1 对)稳定空间构象,其中 B 链的 C 端区域暴露于表面,是生物活性的关键位点。
3. 四级结构
成熟松弛素以异二聚体(A 链 + B 链)形式存在,无多聚体组装需求,其活性依赖于二硫键维持的三维结构。

三、分子特征与功能关联
二硫键的关键作用:
3 对二硫键(如 B 链 Cys26-A 链 Cys4、B 链 Cys31-A 链 Cys11 等)若断裂,会导致蛋白失活,无法与受体(如 LGR7/LGR8)结合。
翻译后修饰:
前体蛋白需经内质网和高尔基体加工,包括信号肽切除、C 肽剪切及二硫键形成,最终分泌为成熟蛋白。
受体结合位点:
B 链的 N 端和 C 端区域构成受体结合域,与 LGR7(松弛素 / 胰岛素样肽受体 1)特异性结合,启动下游信号通路(如 cAMP/PKA 通路)。

四、与其他物种松弛素的差异
物种    分子量差异    结构特征    功能差异
犬(CHW)    6-7 kDa    A 链含独特的氨基酸插入序列(如 Pro 残基),可能影响受体结合亲和力。    妊娠期间峰值浓度更高,维持时间更长。
人(hRLN)    约 6 kDa    A 链较短,B 链 C 端结构更紧凑,与犬松弛素氨基酸同源性约 50%-60%。    主要参与早期妊娠和心血管调节。
猪    约 7 kDa    B 链含额外糖基化位点,分子量波动较大。    分娩时作用更显著,促进子宫收缩。

五、研究方法与检测技术
蛋白表达与纯化:
重组 CHW 蛋白通常通过大肠杆菌(E. coli)或酵母系统表达,需体外折叠形成二硫键以获得活性。
检测手段:
ELISA 试剂盒:利用抗 CHW 抗体检测血液或尿液中的松弛素水平,用于妊娠诊断(灵敏度达 pg/mL 级)。
Western blot:验证蛋白表达或分析翻译后修饰。
晶体衍射:通过 X 射线晶体学解析三维结构(如 PDB 编号:2R6G,为人松弛素结构,犬同源结构可通过同源建模预测)。

六、临床与科研意义
妊娠监测:犬松弛素水平在配种后 20 天左右开始升高,分娩前 24-48 小时骤降,是判断预产期的可靠指标。
疾病模型:CHW 基因敲除犬模型可用于研究松弛素缺乏导致的难产、子宫复旧障碍等繁殖疾病。
药物开发:基于 CHW 结构设计的小分子激动剂 / 拮抗剂,可能用于调节犬类繁殖周期或治疗相关疾病。

七、数据来源与参考
氨基酸序列参考:NCBI 基因 ID 475778(RLN2),蛋白登录号 XP_547486.1。
结构建模:可通过 Swiss-Model 以人松弛素(PDB 1REL)为模板进行同源建模。
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