1、毕业论文文献综述食品科学与工程蜕皮抑制激素（MIH）的研究进展摘要蜕皮现象一直伴随着甲壳动物的整个周期，经研究表明在甲壳动物的蜕皮周期中,MIH基因起着重要的作用。三疣梭子蟹在国内研究涉及的比较少，因此我们计划特别针对MIH基因在三疣梭子蟹蜕皮周期中的表达做详细的了解，以明确其表达的机制。关键词三疣梭子蟹；蜕皮抑制激素；MIH；表达；甲壳动物三疣梭子蟹PORTUNUSTRITUBERCULATUS（MIERS）隶属于软甲纲、十足目、梭子蟹科、梭子蟹属，是一种大型海产经济蟹类，主要分布于中国、朝鲜、日本等海域，沿海人工养殖的一种重要经济动物。由于近些年捕捞过度，梭子蟹自然资源也正日益减少，为满足
2、市场需求和适当保护资源，近年来沿海很多地方已开展人工养殖，人工养殖的三疣梭子蟹与其它的甲壳类动物一样，存在性早熟和的问题。国内外研究者对三疣梭子蟹内分泌系统研究已趋于热点，但是还不能有效的解决三疣梭子蟹养殖中普遍出现的性早熟和蜕皮未遂等难题（刘昌杰，1996，1999）。这些问题的发生可能与甲壳类动物蜕皮机制有关（姚俊杰等，2006）。甲壳动物的蜕皮是由位于眼柄的X器窦腺复合体分泌的蜕皮抑制激素（MOLTINHIBITINGHORMONE，MIH）通过调节Y器官蜕皮激素的合成间接控制蜕皮的发生（SPAZIANI等，1989；CHANG等，1990），三疣梭子蟹的蜕皮与MIH存在着重要的联系，因
3、此对三疣梭子蟹蜕皮周期中MIH基因表达的研究将有助于了解在三疣梭子蟹养殖过程中出现的性早熟和蜕皮未遂的现象。1三疣梭子蟹蜕周期具体情况甲壳动物个体发育过程中，存在蜕皮现象，即蜕去旧的外骨骼并长出新的外骨骼的过程。蜕皮是甲壳动物生长和发育的标志特征，它贯穿甲壳动物个体发育的始终，它受神经系统和内分泌系统共同调节。蜕皮周期可分为蜕皮MOLT或ECDYSIS、蜕皮后POSTMOLT或METECDYSIS、蜕皮间期INTERMOLT或ANECDYSIS和蜕皮前期PREMOLT或PROECDYSIS对于甲壳动物,根据DRACH和TCHERNIGOVTZEFF（1967）的标准可把蜕皮周期进一步划分为蜕壳
4、前期PROEEDYSISSTAGE，即D期，D0D4、蜕壳期MOLTSTAGE，即E期、软壳期SOFTSHELLEDSTAGE，即A期、薄壳期PAPERSHELLSTAGE，即B期、硬壳期HARDSTAGE，即C期，C1C45个时相。2蜕皮周期机理研究甲壳动物的个体发育伴随有周期性的蜕皮过程，该过程受Y器官分泌的蜕皮激素和蜕皮抑制激素MOLTINHIBITINGHORMONE，MIH的正负调控。经生化鉴定，MIH属于甲壳动物高血糖激素CRUSTACEANHYPERGLYCEMICHORMONE，CHH家族神经肽。CHH家族成员除了CHH、MIH外，还包括性腺抑制激素GONADINHIBITIN
5、GHORMONE，GIH和大颚器官抑制激素MANDIBULARORGANINHIBITINGHORMONE，MOIH。MIH在眼柄X器官的表达量最高，其次在脑，而在其他组织中几乎没有表达。蜕皮抑制激素基因在甲壳动物的生长、发育和繁殖调控中起着重要作用，其重组蛋白的表达有助于详细研究蜕皮抑制激素基因在甲壳动物中的调节机制。近年来一些研究结果表明，蜕皮周期是由一个非常复杂的系统来调控的。NAKATSUIIANDSONOBE2003，2004在对美洲螯虾PROCAMBARUSCLARKII的MIH研究中发现，蜕皮周期中MIH的水平与蜕皮激素的水平并非呈现绝对的负相关。在整个蜕皮周期中，MIH水平只在
6、蜕皮前期减少。另外，蜕皮周期不仅与MIH的水平有关，还与Y器官对MIH的应答性的大小有密切联系。3MIH基因研究31MIH基因特征MIH属于甲壳动物所特有的甲壳动物高血糖激素（CRUSTACEANHYPERGLYCEMICHORMONE，CHH）家族神经肽，除MIH，CHH家族还包括CHH，性腺抑制激素（GONADINHIBITINGHORMONE，GIH和大颚器官抑制激素（MANDIBULARORGANINHIBITINGHORMONE,MOIH）KELLER,1992。MIH组前体是由信号肽和成熟肽组成（WEIDEMANN，1989）。从已得到的甲壳类动物MIH序列分析可知，这些MIH的成
7、熟肽由7478个氨基酸残基组成并且具有6个位置保守的半胱氨酸（CYS）残基（WEBSTER,1991；CHUNG等,1996；MARCO等，2000；CHEN等，2007，朱冬发等，2008）。MIH是在甲壳动物的眼柄中的X器官中合成，并在神经血器官即窦腺（SINUSGLAND，SG）中贮存和释放（SKINNER等，1985；LACHAISE等，1993），顾志敏（1991）从对MIH的研究发现，在切除甲壳类动物眼柄后就能有效的促进蜕壳和性腺的早期发育，而对切除眼柄的动物重新注入眼柄分泌物或合成的MIH后，蜕皮激素浓度就会降低，同时蜕皮也会推迟，所以都普遍认为甲壳动物的蜕皮的发生和调控与MIH
8、分泌量有关，只有当MIH的分泌量减少或停止时蜕皮才会发生（BRUCE等，1984；NAKATSUJI等，2004）。但是NAKATSUJI和SONNOBE（2004）在研究克氏螯虾（PROCAMBARUSCLARKII）却发现了不同的情况，MIH的表达量在蜕皮前期的中期和后期都增加了，而蜕皮激素的表达量却同样增加。目前据报道已得到三疣梭子蟹MIH基因的克隆，其CDNA序列包含210BP的5端非编码区、342BP的编码区和1020BP的3端非编码区。编码区用SIGNAL30SERVER预测，得到了由35个氨基酸残基组成的信号肽序列。3端非编码区包含一个保守的加尾信号AATAAA，距离下游的POL
9、YA12BP。编码区序列编码113个氨基酸，包括35个氨基酸组成的信号肽和78个氨基酸组成的成熟肽。成熟肽含有6个位置保守的CYS残基和1个GLU残基，这与CHH家族的组特征相符。MIH氨基酸组成具有种间多态性，已知的短尾类蟹类由78个氨基酸残基组成，而对虾类和螯虾类的数目种间差异较大。日本对虾和刀额新对虾的MIH由77个氨基酸组成，南美白对虾的MIH仅为72个，克氏原螯虾的则为75个氨基酸。序列分析表明，MRNA种间多态性是由于缺失了近C端的几个酸残基所致，C末端的氨基酸序列的保守性较差，推测MIH在体内有多种不同的构型。32MIH基因有关研究和最新概况目前，国内外对甲壳类动物MIH研究主要
10、集中在对MIH基因的获取及表达，已经得到了美洲黄道蟹CANCERMAGISTER（UMPHREY等，1998）、可口美青蟹CALLINECTESSAPIDUSLEE等，1995、三叶真蟹CARCINUSMAENAS（KLEIN等，1993）、斑纹蟳CHARYBDISFERIATUS（CHAN等，1998）、日本对虾（MARSUPENAEUSJAPONICUS）（OHIRA等，1997）、刀额新对虾（METAPENAEUSENSIS（GU等，1998）、中国对虾（FENNROPENAEUSCHINENS）（王在照等，2003）和锯缘青蟹（SCYLLASERRATA）（邱高峰等，2003）三疣梭子
11、蟹等（PORTUNUSTRITUBERCULATUS）（朱冬发等，2008）MIH基因的CDNA全长序列。但是很少研究甲壳动物蜕皮周期中MIH表达量变化关系。顾志敏等（1991）发现切除眼柄可以缩短蜕皮周期，促进蜕皮发身。OKUMURA等2005）对日本囊对虾的研究表明，通过在蜕皮间期注射具有生物活性的重组MIH蛋白之后，日本囊对虾的蜕皮间期由（9004）D延长到（9505）D，并且血淋巴中蜕皮激素的含量从（194109）NG下降至（128039）NG。这一结果表明，MIH可以延长日本囊对虾的蜕皮间期，从而对日本囊对虾的蜕皮调控产生抑制作用。LEE（2007）对红陆蟹（GECARCINUSLA
12、TERALIS）的研究同样表明，经原核表达的MIH蛋白能对蜕皮过程产生抑制作用，从而对其蜕皮调控产生影响。KARAJLEE等（1998）用NORTHENBLOT方法对可口美青蟹蜕皮周期中MIHMRNA水平变化进行了测定分析，发现在蜕皮前期MIH的MRNA水平逐渐降低，蜕皮以后MIH的水平突然升高，在蜕皮期间持续升高，这在MRNA水平证实了MIH的生理功能。另外对与三疣梭子蟹蜕皮周期中的MIH表达水平与蜕皮周期各个时期关系从未报道。参考文献1顾志敏，何林岗切除单侧眼柄对中华绒螯蟹蜕壳、生长、成熟的影响J淡水渔业，1991，510132刘昌杰，侯艳丽，王纬等虾池养殖三疣梭子蟹当年性早熟初报J齐鲁渔
13、业，1996，16（6）19203邱高峰,张爱萍,楼允东等锯缘青蟹蜕皮抑制激素CDNA的分子克隆及其表达分析J水产学报，2003，27（3）2072124姚俊杰，赵云龙甲壳动物蜕皮的调节机制研究进展J水利渔业，2006，26（6）8105朱冬发，沈建明，杨济芬等三疣梭子蟹蜕皮抑制激素CDNA的克隆与序列分析J动物学报，2008，54（6）111211186元一舟,朱冬发,杨济芬等甲壳动物蜕皮抑制激素调控机制的研究进展动物学杂志J,2010,4521651707郭豫杰，周开亚，马长艳中华绒熬蟹蜕皮抑制激素1（ERSM1H1）GST融合白在大肠杆菌中的表达J中国水产科学，2004，01（21）12
14、31278朱小明，李少菁甲壳动物幼体蜕皮的调控J水产学报，2001，25（4）56599赵红霞甲壳动物蜕皮调控研究及蜕壳素的使用J广东饲料，2006，15（1）15415910SPAZIANIE,WATSONRD,MATTSONMP,ETALECDYSTERIODBIOSYNTHESISINTHECRUSTACEANYORGANANDCONTROLBYANEYESTALKNEUROPEPTIDEJEXPZOOL,1989,252327128211CHANGES,PRESTWICHGD,BRUCEMJAMINACIDSEQUENCEOFAPEPTIDEWITHBOTHMOLTINHIBITING
15、ANDHYPERGLYCEMICACTIVITIESINTHELOBSTERHOMARUSAMERICANUSJBIOCHEMBIOPHYSRESCOMM,1990,171281882612DRACHP,TCHERNIGCSURLAMETHODEDEDETERMINATIONDESSTADESDINTERMUEEOSINAPPLICATIONGENERALEAUXCRUSTACESJVIEETMILIEU,SERIEA,BIOLOGIEMARINE,1967,1859561013KELLERR,CRUSTACEANNEUROPEPTIDESSTRUCTURES,FUNCTIONSANDCOMP
16、ARATIVEASPECTSJEXPERIENTIAL,1992,4243944814KUMURAT,HIRAT,KATAYAMAH,ETALINVIVOEFFECTSOFARECOMBINANTMOLTINHIBITINGHORMONEONMOLTINTERVALANDHEMOLYMPHECDYSTEROIDLEVELINTHEKURUMAPRAWN,MARSUPENAEUSJAPONICUSZOOLOGICALSCIENCEJ,2005,2231732015LEEKJ,KIMHWMOLTINHIBITINGHORMONEFROMTHETROPICALLANDCRAB,GECARCINUSL
17、ATERALIS,CLONING,TISSUEEXPRESSION,ANDEXPRESSIONOFBIOLOGICALLYACTIVERECOMBINANTPEPTIDEINYEASTJGENCOMPENDOCRINOL,2007,150350551316NAKATSUJI,T,SONOBE,HMEASUREMENTOFMOLTINHIBITINGHORMONETITERINHEMOLYMPHOFTHEAMERICANCRAYFISH,PROCAMBARUSCLARKII,BYTIMERESOLVEDFLUOROIMMUNASSAYJZOOLSCI,2003,20999100117HIRAT,
18、KATAYAMAH,TOMINAGASCLONINGANDCHARACTERIZATIONOFAMOLTINHIBITINGHORMONELIKEPEPTIDEFROMTHEPRAWNMARSUPENAEUSJAPONICUSJPEPTIDES,2005,2625926818HIRAT,NISHIMURAT,SONOBEH,ETALEXPRESSIONOFRECOMBINANTMOLTINHIBITINGHORMONEOFTHEKURUMAPRAWNPENAEUSJAPONICUSINESCHERICHIACOLIJBIOSCIBIOTECHNOLBIOCHEM1999,63157615811
19、9HIRAT,WATANABET,NAGASAWAH,ETALMOLECULARCLONINGOFAMOLTINHIBITINGHORMONEFROMTHEKURUMAPRAWNPENAEUSJAPONICUSJBIOLOGICALSCIENCE,1997,1478578920SKINNER,DMMOLTINGANDREGENERATIONINBLISS,DOE,MANTEL,LHEDSJ,THEBIOLOGYOFCRUSTACEAACADEMICPRESS,NEWYORK,1985PP4314621SPAZIANIE,WATSONRD,MATTSONMP,ETALECDYSTERIODBIO
20、SYNTHESISINTHECRUSTACEANYORGANANDCONTROLBYANEYESTALKNEUROPEPTIDEJEXPZOOL,1989,252327128222UMPHREY,HR,LEE,KJ,WATSON,RD,ETALMOLECULARCLONINGOFACDNAENCODINGMOLTINHIBITINGHORMONEOFTHECRAB,CANCERMAGISTERJMOLECELLENDCRINOLO,1998,13614514923WEBSTER,SG,AMINACIDSEQUENCEOFPUTATIVEMOLTINHIBITINGHORMONEFROMTHEC
21、RABCARCINUSMAENASJPROCBIOLSCI,1991,24424725224WEIDEMANNW,GROMOLLJ,KELLERRCLONINGANDSEQUENCEANALYSISOFCDNAFORPRECURSOROFACRUSTACEANHYPERGLYCEMICHORMONEJFEBSLETT,1989,25701313425YANGWJ,AIDAK,NAGASAWAH,AMINACIDSEQUENCESOFAHYPERGLYCEMICHORMONEANDITSRELATEDPEPTIDESFROMTHEKURUMAPRAWN,PENAEUSJAPONICUSJAQUACULTURE,1995,13520521226YANGWJ,AIDAK,TERAUCHIA,ETALAMINACIDSEQUENCEOFAPEPTIDEWITHMOLTINIHIBITINGACTIVITYFROMTHEKURUMAPRAWNPENAEUSJAPONICUSJPEPTIDES,1996,17197202
