牡蛎等双壳贝类PLP_Dec基因家族鉴定

双壳类动物，如牡蛎和扇贝，富含牛磺酸，在海洋生态系统和水产养殖中扮演着关键角色。然而，调控双壳类动物牛磺酸生物合成的机制仍知之甚少。半胱亚磺酸脱羧酶（CSAD）和谷氨酸脱羧酶样蛋白1（GADL1）作为磷酸吡哆醛依赖性脱羧酶（PLP_deC）家族的成员，催化牛磺酸合成中的脱羧步骤。为了研究它们在双壳类动物中的进化和功能，我们对五个双壳类物种的这些基因进行了全基因组鉴定。共鉴定出 61 个 PLP_deC 基因，其中 23 个被预测参与牛磺酸合成。系统发育分析显示，这些基因聚集为两个不同的类群：CSAD/GADL1-like 和 GAD-like。值得注意的是，与脊椎动物通常含有两个Gad基因不同，双壳类动物仅含有一Gad基因；而它们却含有三到五个Csad/Gadl1基因，相比之下脊椎动物只有两个。三个双壳类Csad基因在大多数发育阶段和成体组织中表现出高表达水平，表明它们在发育和维持正常生理活动中具有重要作用。分子对接分析显示，牡蛎 CSAD 对半胱亚磺酸表现出更高的底物结合特异性，而 GAD 对谷氨酸表现出更高的特异性。异源过表达实验证明，牡蛎 CSAD 和 GAD 能显著提高细胞牛磺酸水平。本研究首次提供了双壳类基因组中Csad基因扩张及其参与牛磺酸合成的证据，为理解双壳类高牛磺酸含量的分子机制提供了新的见解。