奶牛MCT4组织特异性表达及其与BHBA的分子互作

摘要

探究荷斯坦奶牛单羧酸转运蛋白4(MCT4)的组织表达特性及其与酮病关键代谢物β-羟基丁酸（BHBA）的分子互作机制，为阐明MCT4在奶牛酮病发生与发展中的作用提供理论依据。采用多组学联用策略，首先，通过文献挖掘整合分析MCT4在奶牛各组织中的表达谱；然后，利用生物信息学工具对牛源MCT4蛋白进行序列比对、进化分析、结构域及理化性质预测；最后，通过同源建模和分子对接技术模拟MCT4与BHBA的结合模式。组织表达谱分析表明，MCT4在瘤胃、空肠、骨骼肌和乳腺等乳酸生成旺盛或能量需求高的组织中高表达。生物信息学分析显示，牛源MCT4蛋白由472个氨基酸组成，无信号肽，具有12个跨膜结构域，存在28个潜在磷酸化位点，其在进化上高度保守。分子对接结果表明，MCT4与活性形式（R）-BHBA可自发结合，结合自由能为-3.79 kcal/mol，其中Lys51残基与BHBA的羧基形成关键氢键（键长1.80?）。MCT4在奶牛代谢活跃组织中特异性高表达，其蛋白结构具备识别和结合BHBA的潜力。本研究从表达谱、蛋白结构及分子互作层面揭示了MCT4在酮体代谢中可能扮演的新角色，为以MCT4为靶点调控酮体转运、防治奶牛酮病提供了新的分子视角。

关键词

单羧酸转运蛋白4(MCT4) / 奶牛 / 酮病 / β-羟基丁酸 / 组织表达 / 分子对接

基金资助

内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目（BR230132）; 内蒙古自治区自然科学博士基金项目（2019BS03004）; 内蒙古农业大学高层次人才科研启动项目（NDYB2018-22）;内蒙古农业大学生命科学学院青年基金项目（QN202101）; 国家乳业技术创新中心开放课题项目（2024-KFKT-032）; 内蒙古自治区高等学校创新团队项目（NMGIRT2219）