人精子特异性乳酸脱氢酶结构和功能的计算生物学分析

精子特异性乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）,又称乳酸脱氢酶C4（lactate dehydrogenase C4,LDH-C4）,特异性地存在于哺乳动物发育成熟的睾丸组织中,与精子的生成、代谢、获能等有密切关系. 根据GenBank数据库中人LDH-C4氨基酸序列（P07864）,利用PROSITE数据库预测人LDH-C4的功能基序|利用Clustalw2、TreeView1.6.6进行LDH-C4进化树的构建|利用I-TASSER软件预测人LDH-C4的二、三、四级结构以及功能位点. 结果表明：在190~196位有1个LDH活性位点,该位点为脊椎动物各亚型乳酸脱氢酶共有的催化位点,为进化中的1个保守序列|从进化树来看,LDHC和LDHB的亲缘关系比较近|人LDH-C4与小鼠LDH-C4的二级、三级结构具有很高的相似性|LDH-4属乳酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶（LDH-MDH）超家族中的LDH-(cd05293）家族的成员,属于NAD依赖性酶,拥有LDH-1家族具备的基本结构特点. 以上结果为研究LDH-C4基因突变对其功能的影响打下基础.     

不明原因男性不育人群中睾丸特异性乳酸脱氢酶基因突变的发现及其意义

为了研究睾丸特异性乳酸脱氢酶,即乳酸脱氢酶C4(LDH-C4)基因突变在男性不育发病中的作用,利用LDH-C4特异性底物对100名不明原因男性不育症患者的精子LDH-C4进行活性显色,用变性高效液相色谱(DHPLC)技术对LDH-C4活性低下的患者进行LDHC基因PCR产物的突变筛查,对DHPLC峰形异常的PCR产物进行序列测定.筛选到一组精子LDH-C4活性明显下降的患者,其中1名患者的LDHC基因PCR产物在DHPLC中呈异常洗脱峰.对这一PCR产物进行序列测定,发现患者LDHC基因第5外显子的115位碱基发生了T→A的杂合改变(GenBank登录号GU479375),该突变使LDHC基因的178位密码子由原来的TTG(编码亮氨酸)变为TAG(终止密码子),形成截短的C亚基.T克隆-测序进一步证实了该无义突变的杂合状态.这是在人类LDHC基因上发现的第一个突变,提示LDHC基因突变可能是男性不育发病的原因之一.     

截短的人精子特异性乳酸脱氢酶L178X突变体丧失催化活性

精子特异性乳酸脱氢酶(乳酸脱氢酶C4,LDH-C4)是精子能量代谢的关键酶类之一.为了研究前期发现的1个LDH-C4基因突变(L178X)对LDH-C4功能的影响,在已构建的LDH-C4原核表达载体pET-28a(+)-hLDHC的基础上,利用PCR定点诱变技术,制备了L178X突变体的原核表达载体pET-28a(+)-hLDHC/L178X,将其转化大肠杆菌BL21(DE3)plysS,诱导其表达.对该载体进行限制性酶切表明,插入的LDHC基因cDNA约1000bp;序列分析表明,该插入片段读框正确,带L178X突变.SDS-PAGE及免疫印迹显示,携带该载体的菌体可表达分子量约25kD的蛋白质,后者可被兔抗LDH-C4血清特异识别.乳酸脱氢酶(LDH)活性测定及活性染色表明,所表达的产物没有LDH活性.本研究成功进行了LDH-C4的1个突变体的原核表达,为研究LDHC基因突变对LDH-C4功能以及男性生育的影响奠定了基础.