摘要：为研究生猪Mstn基因的结构与功能，试验利用生物信息学方法对猪Mstn基因核苷酸的相似性、氨基酸序列、蛋白理化性质、蛋白质结构和互作蛋白等进行分析。结果表明，猪Mstn基因含1个启动子和188个氨基酸残基，为碱性亲水蛋白，不稳定，在氨基酸组成中，亮氨酸最多，为10.6%，猪MSTN蛋白的分子式是C976H1573N255O285S10，分子质量为21 760.36 u，等电点为8.27；多肽链中以无规则卷曲为主，不具有跨膜结构域，通过分析发现，猪Mstn主要受SMAD/TGF-β信号通路的调控在肌肉的生长和肌纤维的形成中起作用。

　　关键词：猪；基因；生物信息学

　　0引言

　　肌肉生长抑制素（myostatin，Mstn）基因属于转化生长因子（transforming growth factor，TGF-β)超家族成员[1]，主要分布在骨骼肌中，对瘦素的产生[2]、肌肉纤维生长发育[3]有一定的影响，Mstn基因的多态性还与眼肌的面积[1]、生长[4]等关联，通过研究Mstn基因提供肌肉品质，对促进生猪产能提升有重要的意义。本研究通过生物学信息分析方法对猪Mstn基因结果和功能等进行分析，旨在为生猪品种选育等方面提供依据。

　　1材料与方法

　　1.1猪Mstn基因序列的获取

　　猪Mstn基因的氨基酸序列来源于GenBank数据库。登录号为HQ180174.1，其序列为MQKLQIYVYIYLFML IVAGPVDLNENSEQKENVEKEGLCACMWRQN TKSS　RLEAIKIQILSKLRLETAPNISKDAIRQLLPKAPPLRELI DQYDVQRDDSSDGSLEDDDYHATTETIITMPTESDLL MQVEGKPKCCFFKFSSKIQYNKVVK AQLWIYLRPVK TPTTVFVQILRLIKPMKDGTRIPF。

　　1.2猪Mstn基因的生物信息学分析

　　猪Mstn基因生物信息学分析软件或网址，见表1。

　　2结果与分析

　　2.1开放阅读框分析预测

　　由图1可知，猪Mstn基因开放阅读全长567 bp，起始密码子ATG，编码188个氨基酸。

　　2.2猪MSTN蛋白理化性质预测

　　猪MSTN蛋白的分子质量为21 760.36 u，等电点为8.27，带负电荷残基（ASP+Glu）和带正电荷残基（Arg+Lys）相差不大，分别为24个和26个，不稳定系数为41.89，属不稳定蛋白，亲水性总平均值为-0.323，亲水性高于疏水性，如表2；猪MSTN蛋白疏水性最强位点出现在第13位的亮氨酸，分值为2.899，猪MSTN蛋白亲水性最强位点出现在第27位天冬酰胺，分值为-3.244，见图2。

　　2.3猪MSTN蛋白亚细胞定位及跨膜结构域

　　使用WoLFPSORT预测猪MSTN蛋白的亚细胞定位，结果表明，猪MSTN不存在跨膜结构，结果表明猪MSTN不是跨膜蛋白，见图3。

　　2.4猪MSTN蛋白二、三级结构预测

　　通过在线软件对猪MSTN蛋白预测发现，猪MSTN蛋白无规则卷曲氨基酸残基含量最多含92个氨基酸，占比为48.94%，其次是α螺旋59个、延伸链37个，分别占31.38%和19.68%，猪MSTN蛋白以无规则卷曲为主，见图4、图5。

　　2.5猪MSTN蛋白网络互作图

　　通过在线工具STRING构建猪MSTN蛋白互作网络，结果表明，猪MSTN与FST、FSTL3、ACVR2A、ACVR1B、ACVR2B、SMAD2、MYOD1、MYF5、MYOG、TGFBR1 10个蛋白互相紧密联系，可能存在互作，见图6。

　　3讨论与结论

　　本研究通过生物信息学对猪Mstn基因的序列进行分析，表明猪Mstn基因有188个氨基酸残基，没有跨膜结构，带负电，结构不稳定，为碱性亲水蛋白。通过对猪MSTN蛋白的二、三级结构分析表明，猪MSTN蛋白以无规则卷曲为主，这可能与猪MSTN蛋白的功能有关。

　　通过对蛋白网络互作分析，猪MSTN与F ST、FSTL3、ACVR2A、ACVR1B、ACVR2B、SMAD2、MYOD1、MYF5、MYOG、TGFBR1 10个蛋白具有互作关系，在已有的研究中，在骨骼肌上的生肌调节因子（MRFs）称为Myod家族[5]，Myog基因控制启动成肌细胞融合和肌纤维形成，在肌肉分化过程中起重要作用[6]。猪激素受体2B（Activin A receptor 2B，ACVR2B）是单次跨膜蛋白受体，其主要配体转化生长因子-β（TGF-β)家族成员，ACVR2B可直接与TGF-β家族成员结合，形成的受体经过激素信号转导将信息传达至细胞中，在细胞增殖、刺激细胞外基质合成、刺激骨骼肌的形成等方面起作用[7]。SMAD信号则为TGF-β1的主要效应因子，调控TGF-β家族的信号传递，参与细胞生长、分化、凋亡以及免疫调节，Smad依赖性信号通路是通过TGF-β1的纤维化过程[8]。为此，Mstn基因作为TGF-β超家族成员，主要受SMAD/TGF-β信号通路的调控在肌肉的生长和肌纤维的形成中起作用。

参考文献

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　　[2]McPherron A C，Lee S．Suppression of body fat accumulation　in myostatin-deficient mice[J]．J Clin Invest，2002，109（5）：595-601.

　　[3]欧秀琼，李睿，张晓春，等．猪肌纤维性状形成和肌内脂肪沉积的遗传机制[J]．中国畜牧兽医，2021，48（3）：925-931.

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　　[7]陈梦媛．猪源ACVR2B-Fc融合蛋白在毕赤酵母中的表达及其活性分析[D]．南京：南京农业大学，2020.

　　[8]杨灡，孙妲男，李勇，等．解毒活血汤对慢性肾脏病大鼠肾脏Smad2、Smad3表达的影响[J]．陕西中医，2025，46（1）：19-24.