摘要：抑制素A和抑制素B是由不同抑制素/激活素β亚基（βA、βB）和结构相似的α亚基组成的同源二聚体，即抑制素A （αβA）、抑制素B（αβB）。利用生物信息学技术对抑制素α亚基（INHα）进行三级结构建模，并利用ClustalW和SPDV软件比较INHα与其他转化生长因子β（TGF-β）超结构家族成员在结构和序列方面的异同。结果表明，激活素（ACT）、骨形成蛋白7（BMP7）、BMP9与type Ⅱ受体结合面的核心氨基酸在INH α 中不仅在多处发生了突变，而且在空间上也发生了很大位移，因此如果INH α同时与type Ⅱ受体在与激活素、BMP7、BMP9的相同位置结合，那么INH α会比激活素与激活素受体ActRⅡ、ActRⅡB的亲和力低。ACT A中几个参与活化素受体样激酶4（ALK4）相互作用的氨基酸在INH α中发生了突变，ACT A α螺旋中极性氨基酸在INH α 中被非极性氨基酸所替代，且α 螺旋在空间上发生了很大位移，INH α 不与ALK4结合。可见，抑制素信号传导机制为：抑制素与Betaglycan高亲和力结合并与ActR Ⅱ、ActR ⅡB、BMPR Ⅱ形成复合物，但不与ALK4结合，因此将它们与激活素和BMP隔离。
关键词：抑制素α亚基；3D结构模拟；TGF-β；结构特征
中图分类号： Q75文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）10-0032-05
收稿日期：2013-12-11
基金项目：甘肃省青年自然科学基金（编号：1308RJYA037）。
作者简介：岳耀敬（1980—），男，山东聊城人，博士研究生，助理研究员，研究方向为动物遗传育种与繁殖。Tel：（0931）2115173；E-mail：yueyaojing@caas.cn。抑制素（inhbin，INH）、激活素（activin，ACT）、骨形成蛋白（bone morphogenetic proteins，BMP）、转化生长因子-β1（transforming growth factor-beta 1，TGF-β1）、TGF-β2、TGF-β3 同属TGF-β超家族的生长和分化因子，这个多肽激素家族控制着许多发育和生物学进程，并且对正常的生长过程和不同组织的功能极其重要[1]。激活素是由抑制素/激活素的β亚基[激活素A（βAβA）、激活素AB （βAβB）、激活素 B（βBβB）]构成的二聚体蛋白，而抑制素是抑制素/激活素β亚基与结构相似的α亚基的同源二聚体[抑制素A（αβA）、抑制素B（αβB）][2]。抑制素和激活素合成大量前体蛋白，并通过细胞内对巯基连接的二聚体进行切割，释放出成熟的具有完整生物活性的羧基端蛋白。激活素和抑制素在控制生殖功能上的重要性已经被许多研究和临床观察所证实[1]。目前已经了解到，抑制素、激活素和卵泡抑制素通过对脑垂体和性腺轴的作用来控制生殖功能[1]。除了激活素和抑制素，其他TGF-β超家族成员包括TGF-β、BMPs的亚型、GDFs以及MIS也控制着性腺轴的发育及其功能[3]。
目前TGF-β超家族中一些成员的受体已经确定，发现几乎所有这些受体在细胞外、跨膜和细胞内区域均有相似结构，即丝氨酸/苏氨酸磷酸激酶结构域。TGF-β家族的配体通过与2类细胞表面受体（typeⅠ、Ⅱ ）相互作用而启始信号传导[2]。目前由TGF-β超家族成员Activin A（PDB ∶1nys）[4]、Activin A（PDB ∶2arv）[5]、BMP2 （PDB ∶1rew）[6]、BMP7（PDB ∶1lx5）[7]、BMP9/GDF2（PDB ∶1zkz）[8]与受体相互作用的蛋白质结构已经被鉴定，然而尚未见关于抑制素结构的报道，并且抑制素受体尚未确定，因此抑制素信号传导机制也尚未确定。
为了研究抑制素信号传导机制，本研究尝试应用生物信息学方法对抑制素α亚基（inhbinα，INHα）进行结构建模，并通过比较INHα与TGF-β超家族成员Activin A（PDB ∶1nys）、Activin A（PDB ∶2arv）、BMP2（PDB ∶1rew）、BMP7（PDB ∶1lx5）、BMP9/GDF2（PDB ∶1zkz）的结构差异，分析INHα结构与功能的关系。
1材料与方法
1.1氨基酸参考序列
INHα成熟肽序列有猪INHα：（Sus scrofa） P04087、人INHα：（Homo sapiens）NP_002182.1、绵羊INHα：（Ovis aries）ABS82446.1、牛INHα：（Bos taurus）NP_776519.2、马INHα：（Equus caballus） NP_001075379.1、狗INHα：（Canis familiaris） XP_5456601、小鼠INHα：（Mus musculus）NP_034694.3、鸡INHα：（Gallus gallus）NP_001026428.1。TGFβ 超结构家族氨基酸参考序列有Activin A（PDB ∶2arv）、BMP2（PDB ∶1rew）、BMP7 （PDB ∶1lx5）、BMP9/GDF2（PDB ∶1zkz）、TGFβ1（PDB ∶2tgi）、 Activin A、Activin B、Activin C、Activin E、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP10、TGFβ1、TGFβ2、GDF2、GDF3、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF9B、GDF10、GDF11、GDF15、Nodal、MIH/AMH，均引自人类基因组网站（.cn/qkpdf/jsxk/jsxk201410/jsxk20141009.pdf" style="color:red" target="_blank">原版全文