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2008年5月;25(5):831-41.
doi:10.1093/molbev/msn012。 Epub 2008年2月14日。

新型哺乳动物半胱天冬酶的鉴定揭示了基因缺失在形成人类半胱天冬酶库中的重要作用

附属公司

新型哺乳动物半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶的鉴定揭示了基因丢失在形成人类半胱氨酸蛋白酶库中的重要作用

利奥波德·埃克哈特等。 分子生物学进化 2008年5月

摘要

caspase家族的蛋白酶在细胞凋亡和炎症中起着核心作用。最近,我们描述了一种新的编码caspase-15的基因,该基因在不同哺乳动物谱系中被独立灭活。为了确定整个caspase基因家族中基因复制和丢失的动力学,我们对哺乳动物的caspase进行了全面的进化分析。通过比较基因组学和逆转录聚合酶链式反应分析,我们鉴定了3个新的哺乳动物半胱天冬酶基因,初步命名为半胱天冬酶-16至-18。Caspase-16在序列上与Caspase-14最为相似,在有袋动物和胎盘哺乳动物(包括人类)中保存。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-17与半胱氨酸蛋白酶-3最为相似,在鱼类、青蛙、鸡、蜥蜴和鸭嘴兽中保守,但在有袋类和胎盘哺乳动物中不存在。Caspase-18与Caspase-8最相似,在鸡、鸭嘴兽和负鼠中保守,但在胎盘哺乳动物中不存在。这些基因分布模式表明,在通向人类的进化谱系中,caspase-17在原兽和兽类哺乳动物分裂后丢失,caspase 18在有袋类和胎盘哺乳动物分裂后缺失。在犬的基因组中,由于相邻基因caspases-1和-4的融合,caspases的数量减少了,从而形成了一个单一的编码区。鼠啮齿动物的caspase-10和人、兔和牛的caspase-12进一步发现了谱系特异性基因失活。在负鼠和灵长类动物中发现了caspase-1、-3和-12的基因重复。其他半胱天冬酶在所有被调查的哺乳动物物种中普遍保守。利用内含子的位置作为脊椎动物进化过程中的稳定特征,我们定义了caspase基因的3个系统发育分支:caspases-1/-2/-4/-5/-9/-12/-14/-15/-16(分支I)、caspases-3/-6/-7/-17(分支II)和caspases-8/-10/-18/CFLAR(分支III)。我们的结论是,基因失活发生在3个半胱天冬酶分支中的每一个分支中,基因丢失与基因复制在人类半胱氨酸酶库的进化中同样重要。

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