猪精子差异蛋白质组学在动物繁殖生物工程中的应用

李常红

（白城师范学院 吉林 白城 137000）

蛋白质组是指由一个细胞或一个基因组、组织表达的所有蛋白质。蛋白质组随着环境的改变而发生变化。蛋白质组学为蛋白质组上定量和定性的比较去鉴定影响生物学进程的细胞内机制[1]。

传统上的蛋白质组学分析是采用定量分析眼研究蛋白表达。随着后基因组时代的到来，蛋白功能分析被涵盖进了蛋白质组学已经被考虑包括研究。功能蛋白质组学是系统蛋白分析一个新出现的领域，包含蛋白-蛋白交互作用以及生物学功能的详尽信息[2]。在本文综述中，阐述国内外在猪精子蛋白质组学上开展的研究，尤其是涉及到精子的基本生理学功能，以及展望蛋白质组学在动物繁殖生物工程中广泛的应用前景。虽然已有一部分分精子蛋白被进行了初步的研究和鉴定，但是仍有大量数目的精子蛋白未被发现，其生理功能尚未被完全阐明。

经典的2-D凝胶电泳，是采取等电聚焦和十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）结合的方法，已经被列为分析高分辨率的蛋白质组的唯一方法[3]。这个方法可以分离表达在专有的细胞或者组织中的成千个蛋白。在猪生殖道第一次研究蛋白质组采用的就是2-D凝胶电泳[4]。

公猪精子对于活性氧(ROS)格外敏感是因为在质膜上存在高度富集的多不饱和脂肪酸类以及精子中段的细胞质内的不完全的酶抗氧化系统。浆膜上低水平的超氧化物岐化酶（SOD）以及缺乏谷胱甘肽过氧化酶（GPx）和过氧化氢酶表明了公猪精子难以适应去抵抗诱导的ROS的毒性作用。然而，这也可以通过硫磺的关键作用来代偿，它包括抗氧化剂（L-谷胱甘肽和L-麦角硫因）、左旋维他命C以及精液的高抗过氧化活性的蛋白。

蛋白的功能促使研究者去寻找其作为生物化学标记，可以作为能育性潜力的一个诊断指标。采用2D电泳，Flowers的研究结果表明存在猪精液内的两个蛋白(26 kDa,pI 6.2;55 kDa,pI 4.8)的生物学重要性，在精液中二者的高浓度（相对单位大于10）与高产子率（大于86%）和仔猪出生成活数（大于11）对应。Killian et al表明在牛精液内的糖蛋白在高到低的不返情率下不同 （两种蛋白：26 kDa 6.2 pI；55 kDa 4.5 pI在高能育性的牛占优势而另两种蛋白：16 kDa 4.1 pI；16 kDa 6.7 pI在低于平均水平的繁殖力的牛中更加普遍）[5]。Peddinti等比较低繁殖力与高繁殖力牛的精子蛋白，发现了125个差异蛋白，并通过信号通路推测了与高繁殖力表型相关的分子标志。

功能蛋白质组学对于我们理解繁殖过程中精子蛋白功能具有极其重要的理论和现实意义，它能保证雄性繁殖力的评估以及检测不同动物物种生殖道内蛋白表达的改变。

［1］Carbonaro M.Proteomics：present and future in food quality evaluation[J].Trends in Food Science and Technology.2004,15：209-216.

［2］Yanagida M.Functional proteomics;current achievements[J].Journal of Chromatography B.2002,771：89-106.

［3］Görg A.Advances in 2D gel techniques[J].Proteomics：A Trends Guide.2000,7：3-7.

［4］Russell LD,Peterson RN,Hunt W,Strack LE.Posttesticular surface modifications and contributions of reproductive tract fluids to the surface polypeptide composition of boar spermatozoa[J].Biology of Reproduction.1984,30：959-978.

［5］Kilian GJ,Chapman DA,Rogowski LA.Fertility associated proteins in Holstein bull seminal plasma[J].Biology of Reproduction,1993,49：1202-1207.