鲐鱼(Scomber japonicus)过氧化氢酶(CAT)的分子特征解析：免疫调节机制与抗氧化功能的多维研究

这篇研究系统揭示了鲐鱼过氧化氢酶(SjCAT)的分子特征与生物学功能，通过生物信息学分析发现其具有保守的活性位点(FDRERIPERVVHAKGAG)和血红素结合基序(RLFSYPDTH)，实验证实SjCAT能有效清除H2O2和NO自由基，在免疫刺激(poly I:C/LPS)和病原体(Vibrio harveyi/Streptococcus iniae)挑战下显著调节血/脾脏表达，并通过抑制细胞凋亡和减少金属阳离子诱导的ROS产生发挥细胞保护作用，为海洋鱼类应对氧化应激提供了重要理论依据。

　　

Highlight

本研究重点解析了鲐鱼(Scomber japonicus)过氧化氢酶(SjCAT)的抗氧化与免疫学功能，该酶在海洋环境应激下对鱼类生存具有关键作用。生物信息学分析显示，SjCAT基因结构包含近端活性位点特征基序、血红素配体结合基序、N-连接糖基化位点、血红素结合位点和NADPH结合位点，这些特征在硬骨鱼类和其他脊椎动物中高度保守。

Discussion

SjCAT在血液组织中呈现最高表达水平，这与其在循环系统中清除活性氧(ROS)的核心功能相符。免疫刺激实验表明，该酶能响应polyinosinic:polycytidylic acid(poly I:C)、脂多糖(LPS)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和海豚链球菌(Streptococcus iniae)的挑战，特别是在脾脏和血液中表现出显著表达调控。重组SjCAT蛋白在pH7.0和25°C时展现最佳催化活性，其H₂O₂自由基清除效率达78.3±2.1%。细胞实验证实，SjCAT通过三种保护机制发挥作用：提升H₂O₂应激下的细胞存活率(提高42%)、抑制caspase-3介导的凋亡通路、以及减少Fe²⁺/Cu²⁺诱导的ROS产生。

Conclusion

本研究全面阐述了鲐鱼过氧化氢酶(SjCAT)的分子特征、抗氧化活性和免疫调节功能。生物信息学分析揭示了CAT在硬骨鱼类和脊椎动物中保守的功能基序。组织特异性表达和免疫刺激响应模式表明，SjCAT在先天免疫防御中扮演重要角色。重组蛋白实验证实其卓越的H₂O₂清除能力和多重细胞保护机制，为理解海洋鱼类应对环境胁迫的分子机制提供了新见解。