砷污染胁迫对蚯蚓全蛋白表达的影响

【作者】 王亚利； 阿衣则克然木·依明； Michelle Thunders； 邱江平； 李银生；

【机构】 上海交通大学农业与生物学院； 河南工业大学化学化工与环境学院； Department of Pathology and Molecular Medicine,University of Otago；

【摘要】 砷(As)是一种普遍存在的元素,我国部分地区土壤砷污染形式严峻。蚯蚓是土壤中的大型动物,污染物进入蚯蚓体内后,主要集中在对该污染物较敏感的靶标位置,发挥其毒性作用。目前针对砷污染对蚯蚓全蛋白影响的研究较少。本研究采用蛋白质组学方法来研究砷胁迫下蚯蚓全蛋白的表达差异,鉴定蚯蚓体内响应砷胁迫的重要蛋白,为寻找砷污染对蚯蚓的主要毒性效应及探讨其毒性机理提供线索。土壤中人为添加不同浓度的砷(0、5、10、20、40和80mg·kg～(-1))老化28d,接种蚯蚓并培养60d,之后用双向电泳法对蚯蚓全蛋白质表达进行测定。结果表明,选取表达量差异达到2倍及以上作为显著差异蛋白点,在处理组和对照组中共有36个差异蛋白点,其中成功鉴定出的蛋白点有24个。鉴定出的蛋白根据其功能分为七大组,(1)代谢相关蛋白,如ATP结合蛋白、金属结合蛋白,蚓激酶和肌动蛋白,占总数的33%;(2)应激反应蛋白,如热休克蛋白(HSP)等,占总数的8%;(3)运输相关蛋白,如蛋白质的转运和脂质运输的转铁蛋白和血清白蛋白,占总数的13%;(4)信号转导类蛋白,如中间丝蛋白,占总数的6%;(5)调节类蛋白,如扣带素蛋白,占总数的13%;(6)预测和假设蛋白,占总数的8%;(7)其他类蛋白,如抗肌萎缩蛋白等,占总数的13%。这些差异蛋白与砷胁迫下蚯蚓行为变化有着密切的关系,肌动蛋白与蚯蚓的运动可能有直接关系,能与ATP结合的蚓激酶的表达下调,这说明蚯蚓在砷胁迫下ATP合成能力下降,有可能引起蚯蚓体重下降。抗肌萎缩蛋白的表达变化可能与蚯蚓在砷胁迫下蚯蚓的形态变化有关。以上结果说明,在土壤砷污染情况下,蚯蚓体内多种蛋白质的表达受到影响,这可能是砷胁迫下,蚯蚓形态变化、体重下降胁迫症状出现的原因。更多还原