鈣蛋白酶1與動物雄性生殖

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學科動態(tài)

鈣蛋白酶1與動物雄性生殖

崔曉慧1，2，王秀革2，李虹1,2，楊春紅2，仲躋峰2，侯明海2，尹苗1*，王長法2*

(1.山東師范大學 生命科學學院，山東 濟南250014；2.山東省農業(yè)科學院奶牛研究中心，山東 濟南 250100)

[摘要]鈣蛋白酶1(calpain1,CAPN1)在動物各組織中普遍表達，廣泛參與機體的信號傳導、細胞凋亡和細胞周期調控等生理過程。鈣蛋白酶1存在于精子的頭部，參與精子發(fā)生和頂體反應等生理過程，對精子發(fā)揮正常功能具有重要的作用。本文主要闡述了鈣蛋白酶1的結構、功能以及與雄性生殖相關性研究進展，為人們進一步研究該基因奠定基礎。

[關鍵詞]鈣蛋白酶1；精子發(fā)生；遺傳變異；分子調控

鈣蛋白酶是在動物各組織中普遍表達的一類依賴于鈣激活的半胱氨酸巰基內肽酶，廣泛參與機體細胞水平的信號傳導、細胞凋亡和細胞周期調控等生理過程[1]。自從Guroff等[2]在大鼠腦組織中首次發(fā)現這種可溶的鈣離子依賴的中性蛋白酶以來，關于其研究久盛不衰。Ohnos等[3]第1次克隆了該酶的cDNA。1991年，該酶被正式命名為“鈣蛋白酶”。在大多數哺乳類組織和細胞中，根據對Ca2+的敏感度不同，將兩種鈣蛋白酶分別命名為CAPN1和CAPN2，相對應需要較低和較高的Ca2+濃度。鈣蛋白酶小亞基單位(calpainsmallsubmit1,CAPNS1)是CAPN1和CAPN2的共同調節(jié)亞單位[4]。Sivakumar等[5]研究表明，蛋白酶家族成員可直接參與半胱氨酸蛋白酶caspase家族成員的剪切，誘導細胞凋亡。為了確保配子的質量，精子發(fā)生過程中的細胞凋亡更加重要。鈣蛋白酶是睪丸生殖細胞凋亡的主要感受器，當CAPN1 RNA表達水平增加、活力更高時，類caspase-3活力明顯減弱，并且鈣蛋白酶抑制劑E64d減少MTp53睪丸的原位末端標記(TUNEL)[6]。……