牛FABP基因家族鉴定与生物信息学分析.pdf

绿洲农业科学与工程Oasis Agriculture Science and Engineering第9卷第1期2023年6月Vol.9 No.1Jun.2023收稿日期：2022-05-16基金项目：新疆生产建设兵团重点领域科技攻关项目（2021AB013），新疆兵团科技创新人才计划项目（2021CB050）；新疆兵团第九师科技计划项目（2020JS003）；新疆兵团第九师科技计划项目（2021JS002）。作者简介：杨杨(1989-），女，助理研究员，研究方向为动物分子遗传与育种；E-mail：通讯作者：代蓉(1977-），女，研究员，研究方向为动物分子遗传与育种方面；E-mail：牛FABP基因家族鉴定与生物信息学分析杨杨1，高攀2，余乾1，马顺平1，杨华1，赵卓1，3，杨庆勇1，4，代蓉1*（1新疆农垦科学院/省部共建绵羊遗传改良与健康养殖国家重点实验室，新疆石河子832000；2新疆生产建设兵团第九师农（畜）科学研究所，新疆额敏834601；3石河子大学动物科技学院，新疆石河子832003；4华中农业大学信息学院，湖北武汉430070）摘要：本研究系统分析牛FABP基因家族序列信息，为阐明FABP在脂肪合成与代谢中的作用奠定基础。运用生物信息学方法通过保守结构域搜索鉴定了牛的FABP基因，分析FABP基因理化性质、基因结构、系统进化关系和表达情况等。鉴定到11个FABP基因家族成员，分布在牛的第2、6、7、9、11和14号染色体上，由2或4个外显子组成，编码由127175个氨基酸残基组成的蛋白质。FABPs不存在信号肽和跨膜结构域，属于亲水性蛋白。进化分析表明家族中同一成员的基因结构和结构域相对保守，氨基酸序列同源性高。蛋白互作分析显示FABPs与PPAR家族、LIPE和NCMAP等与脂肪酸及其衍生物代谢相关的蛋白质联系紧密。FABP家族中各成员的组织表达模式差异较大，其中FABP2、FABP9和FABP12基因表达具有组织特异性。牛FABP基因具有保守的基因结构和蛋白结构，它们可能在脂肪（酸）合成代谢中起着重要作用。关键词：牛；FABP 基因；基因家族；生物信息学；基因功能Analysis and Identification of FABP Gene Family by Bioinformaticsin CattleYANG Yang1，GAO Pan2，YU Qian1，MA Shun-ping1，YANG Hua1，ZHAO Zhuo1，3，YANG Qing-yong1，4，DAI Rong1*（1Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science/State Key Laboratory of Sheep Genetic Improvementand Healthy Production，Shihezi 832000，Xinjiang；2Institute of Agricultural Sciences（institute of Animal Science），9 th Diision of niang Production and Construction Corps，Emin 834600，Xinjiang；3Shihezi university college of animal and technology，Shihezi 832000，Xinjiang；4School of Information，Huazhong Agricultural University，Wuhan430070，Hubei）Abstract：Systematic analysis of cattle FABPs family gene sequence information，to provide a reference for elucidating the function of FABPs in fatty acid metabolism.Based on cattle genome data，the FABPs gene family were identified by bio-informatics tools，analysised of its physicochemical properties，gene structure，phylogenetic evolution and so on.Cattle FABPs gene family has 11 members，which were distributed on 6 chromosomes（chr.2，chr.6，chr.7，chr.9，chr.11 and chr.14）.FABPs gene consisited with 2 or 4exons which coded 127-175 amino acid residues.All FABPs proteins contained no signal peptide and transmembrane domain，all ofwhich were soluble proteins.The phylogenetic tree shows that the amino acid sequences of members of the same family are highly similar，which the gene structure and domains are relatively conserved.The protein interaction analysis showed that FABPs were closely related to the PPAR gene family，LIPE and NCMAP，which are related to the metabolism of fatty acids and their derivatives.Transcriptome data showed that FABP genes were expressed differences among of different tissues，we found that FABP2，FABP9 and FABP12showed tissue specific expression patterns.The FABPs gene family in cattle has conserved genetic and protein structure，which mayplay an important role in fat（acid）anabolism.Keywords：Cattle；FABPgene；Gene Family；Bioinformatics；gene function绿洲农业科学与工程9卷脂肪酸结合蛋白（Fatty Acid Binding Proteins，FABP）是一种可以调节脂质通量、运输、信号传导和代谢的多功能蛋白1。1972年Ockner2在研究大鼠小肠脂肪酸吸收调节时，首次在肠粘膜上发现了L-FABP，该蛋白可影响肠道对脂肪的吸收。随后在不同物种中共鉴定出12个FABP家族成员3-6。研究发现 FABPs 表 达 有 物 种 间 特 异 性7，FABP10 和FABP11只在硬骨鱼5等非哺乳类脊椎动物中表达，FABP12仅存在于哺乳动物中6。哺乳动物中已发现 11 个 FABP 基因表达有明显地组织特异性3，FABP1（L-FABP，肝）、FABP2（I-FABP，肠）、FABP3（H-FABP，肌肉和心脏）、FABP4（A-FABP，脂肪细胞）、FABP5（E-FABP，表皮）、FABP6（I-FABP，回肠）、FABP7（B-FABP，脑）、FABP8（M-FABP，髓）、FABP9（T-FABP，睾丸）。FABP12是新发现的一种类型，在人类视网膜母细胞瘤细胞系以及啮齿类动物的视网膜和睾丸组织中检测到表达6。FABP基因家族基因变异与动物体的脂肪合成和代谢紧密相关。有研究表明FABP3基因的遗传变异影响牛的大理石纹评分和牛肉质量等级8。尹宝珍等9发现FABP4基因参与调控延边黄牛肌内脂肪沉积，可以作为延边黄牛肉质性状的候选基因。Sung-Chul Shin等10鉴定出FABP4基因第3691个碱基G突变成A（g.3691GA），该突变的杂合基因型与牛的背膘厚和大理石花纹性状显著相关，提出该位点可以作为韩牛肉质性状的候选基因。目前，对FABP3和FABP4与脂肪代谢和肉质性状研究较多，但对牛FABP基因家族的基因序列特征、蛋白质结构与功能等缺乏系统全面的认识。因此，本研究采用生物信息学方法，在全基因组水平鉴定牛FABP基因家族成员，分析理化性质、基因结构、染色体定位、系统进化、蛋白互作和组织表达特点，为开展牛FABP家族基因的功能研究奠定基础。1研究方法1.1数据来源在 Ensembl（http：/asia.ensembl.org/index.html）数据库下载牛（登录号：NC_037328.1）的基因组文件和已公布的FABP基因序列，同时下载人、鼠、猪和羊的FABP蛋白序列。从Expression Atlas（https：/www.ebi.ac.uk/gxa/home）数据库获取牛9个组织（脑、结肠、心脏、肾脏、肝脏、肺、骨骼肌组织、脾、睾丸）的 RNA-seq（https：/www.ebi.ac.uk/gxa/experiments/E-MTAB-2798/Downloads）数据信息。利用 GeneCard（https：/www.genecards.org）数据库检索基因和功能富集信息。1.2牛FABP基因家族筛选鉴定利用 NCBI搜索已公布的牛 FABP 蛋白序列并与Pfam数据库比对，获得FABP基因家族的Pfam ID（或 PF14651）。利用 TBtools 软件 BLAST 在牛基因组（ARS-UCD1.2）中搜索FABP基因家族的同源蛋白。基于保守结构域 Lipocalin（PF00061）或 Lipocalin_7（PF14651）11，在 NCBI-CDD 网 站（https：/www.ncbi.nlm.nih.gov/cdd）进一步验证，剔除冗余蛋白质序列，得到FABP基因家族的序列。1.3理化特性分析采用在线工具 ExPASy（https：/web.expasy.org/protparam）分析氨基酸数目、分子量、等电点和亲疏水性均值等信息。利用 WoLF PSORT（https：/wolfpsort.hgc.jp）预测牛FABP编码蛋白亚细胞定位。通过 SignalP（https：/services.healthtech.dtu.dk/service.php?SignalP-4.1）和TMHMM sever 2.0（https：/services.healthtech.dtu.dk/service.php?TMHMM-2.0）进行蛋白质的跨膜结构域预测。1.4系统进化树的构建从数据库Ensembl和NCBI中获取哺乳动物人、鼠、猪和羊的FABP氨基酸序列。采用MEGA7.0软件的ClustalW程序进行氨基酸序列比对，并应用邻接法Neighbor-joining构建系统聚类树，选用泊松模型，校验参数bootstrap设置为1000次重复。最后使用iTOL（https：/itol.embl.de）修饰。1.5蛋白互作预测和染色体定位分析采用SOPMA（https：/npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_sopma.html）预测牛FABPs 的蛋白二级结构。使用 STRING（https：/string-db.org/cgi/input?sessionId）构建蛋白质互作网络，蛋白质来源设置为牛（Bos taurus），其他参数默认，分析牛 FABP 与其他蛋白质及家族成员间的相互作用，并查询牛FABP基因家族成员的GO和KEGG富集分析的结果。从牛基因组的数据中获得FABP基因在染色体上的位置信息，利用 MapGene2Chrom（http：/mg2c.iask.in/mg2c_v2.1/）工具构建染色体定561期杨杨等：牛FABP基因家族鉴定与生物信息学分析位图。1.6基因结构和保守基序分析使用 MEME 网站（http：/meme-suite.org/tools/meme）在线预测蛋白保守基序，搜索基序（Motif）值设定为 10。再通过 NCBI 网站 Batch CD-Search 功能，预测蛋白保守结构域，利用TBtools软件将保守基序、基因结构与牛 FABP 的进化树进行可视化处理。1.7牛FABP家族基因表达模式分析在 Expression Atlas 数据库中下载 RNA-seq 数据信息。从TPM文档中提取牛FABP基因家族表达数据12（GEO/GSE41637），利用 TBtools 软件中的Heatmap插件对其进行可视化，绘制FABP在不同组织器官中的表达量热图。2结果与分析2.1牛FABP基因家族的鉴定与理化性质分析根据蛋白质保守结构域和系统进化关系共鉴定 到 11 个 FABP 基 因 家 族 成 员 FABP1、FABP2、FABP3a、FABP3b、FABP4、FABP5、FABP6、FABP7、FABP8、FABP9和FABP12。其中FABP3a、FABP3b、FABP4、FABP7和FABP9的氨基酸序列同时具有脂质结合蛋白超家族的两个保守结构域 Lipocalin 和Lipocalin_7，而 FABP1、FABP2、FABP5、FABP6 和FABP8只具有一种保守结构域（见图1）。牛FABP蛋白由127个（FABP1）175个（FABP6）氨基酸残基组成，分子量大小在 14227.34（FABP1）19404.87（FABP6）之 间，等 电 点 在 5.36（FABP3b）9.67（FABP8）之 间。FABP3a 是 中 性 蛋 白，FABP3b、FABP4、FABP7和FABP12是酸性蛋白，其余为碱性蛋白。各成员的脂肪指数介于 63.94（FABP6）95.15（FABP9），不稳定系数在 9.99（FABP1）32.74（FABP6）范围内。亲疏水性指数结果显示，11个成员均为亲水性蛋白。除FABP5外，其他成员均在细胞质中。经过在线网站SignalP和TMHMM sever 2.0预测，未发现信号肽跨膜结构域。FABP9FABP8FABP4FABP3aFABP7FABP12FABP3bFABP5FABP2FABP6FABP1030609012015018053Pfam:Lipocalin_7Pfam:Lipocalin图1牛FABP基因家族保守结构域分析Figure 1 Conserved domains of FABPs gene family incattle2.2牛FABP基因家族的染色体定位分析染色体定位可视化结果显示，11个牛FABP基因家族成员分布在 6 条染色体上（图 2），其中FABP4、FABP5、FABP8、FABP9 和 FABP12 位于 14表1牛FABP基因家族的理化性质Table 1Physicochemical properties of FABPs gene family基因名称Gene nameFABP1FABP2FABP3aFABP3bFABP4FABP5FABP6FABP7FABP8FABP9FABP12基因IDGene ID327700515768281758100299715281759281760514650777787506062515385100300024氨基酸数量/aaAmino acidnumber127131133133132135175132132132140相对分子质量/DaRelative molecularweight14227.3414928.1214778.9115049.1714645.8315074.3319404.8714955.9214950.3914757.1315897.15等电点PI7.789.076.735.365.527.587.935.389.677.795.53总平均亲水性GRAVY-0.402-0.46-0.247-0.216-0.181-0.391-0.582-0.387-0.482-0.167-0.462脂肪指数Aliphaticindex69.6981.0783.3887.0784.7774.2263.9473.7181.1495.1581.29不稳定指数Instabilityindex9.9919.1710.5621.4514.7820.5432.7426.2731.1518.1230.5557绿洲农业科学与工程9卷号染色体一个较为集中的区域，FABP2和 FABP3b位于6号染色体，其余的家族成员分别分布在不同的染色体上。图2FABP在染色体上的分布Figure 2 The chromosomes distribution of the FABPsgene family in cattle2.3牛FABP基因家族系统进化分析注：黄色圆形：人的FABP基因；蓝色圆形：猪FABP基因；紫色圆形：鼠FABP基因；红色圆形：羊FABP基因；金色五角星：牛FABP基因。Note：Yellow circle：human FABPs gene；Blue circle：pig FABPs gene；Purple circle：mouse FABPs gene；Red circle：sheep FABPs gene；Golden five-pointed star：bovine FABPs gene图3人、鼠、猪、羊和牛FABP基因家族发育树Figure 3 The phylogenetic tree of FABPs gene family inHomo sapiens（Hos）、Sus scrofa（Sus）、Mus musculus（Mus）、Ovis aries（Ova）、and Bovidae（Bov）为了更好地理解牛FABP家族的进化关系，利用MEGA 7.0比对分析了人（10个）、鼠（9个）、猪（8个）、羊（9个）和牛（11个）FABP蛋白氨基酸序列，并构建系统进化树。结果表明（图3），以氨基酸序列为基础，FABPs家族可分为4组，其中group4包含7个牛FABP家族成员，其余三组只有1个牛FABP家族成员。进化树结果显示，FABP基因家族内各成员在进化上发生分离，不同物种同一成员氨基酸序列同源性高。牛、绵羊、人和小鼠FABP2基因序列的相似性分别是 93.18%、82.58%、78.79%、75%，牛和小鼠FABP1的同源性为76.38%，而牛FABP家族成员之间的序列同源性平均是41.73%。2.4基因结构分析基于牛FABP基因家族氨基酸序列及注释信息文件，利用 MEGA7.0、MEME在线软件和 TBtools构建牛FABP基因家族进化树、保守基序结构与基因结构图（图 4）。系统发育关系分析结果（图 4a）显示，11个FABP家族成员分成4组，其中FABP2单独聚为一组，FABP1 和 FABP6 聚为一组，第 3 组包括FABP3a、FABP3b和 FABP7，其余家族成员 FABP4、FABP5、FABP8、FABP9和FABP12组成第四组。利用MEME分析了牛FABP的氨基酸序列，共获得10个保守的基序（motif），每个基因包含47个基序，同组内家族成员具有相似或相同的基序类型和排列顺序（图4b）。其中基序1、2和5包含该家族基因典型的 Lipocalin 或 Lipocalin_7 结构域。基序 8 仅在FABP1与FABP6中出现，基序3（对应序列：LTMGNVVCTRVYEKV）分布在所有成员中。基因结构结果显示，除FABP3b有两个外显子组成，其他FABP家族成员蛋白编码序列都包含4个外显子（图4c）。2.5FABP基因家族蛋白结构和蛋白互作网络分析采用 SOPMA 软件分析牛 FABP 氨基酸序列的二级结构，结果显示各成员主要由延伸链组成，其余依次是无规则卷曲、-螺旋和-转角组成的混合型蛋白（表2）。利用STRING软件预测FABP蛋白的相互作用，构建蛋白质相互作用网络（图5），结果显示牛FABP家族成员分别与过氧化物酶体增殖物激活 受 体（peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR）家族和脂肪酶E（Lipase E，LIPE）等调控脂肪酸 合 成 和 代 谢 的 蛋 白 质 联 系 紧 密。FABP7 和FABP3a、FABP3b 共 有 的 互 作 蛋 白 是 FABP6、581期杨杨等：牛FABP基因家族鉴定与生物信息学分析FABP1、谷氨酸-草酰乙酸转氨酶（Glutamic-Oxaloacetic Transaminase 2，GOT2）、FABP4和血脂载脂蛋白A1（Apolipoprotein A1，APOA1）；FABP1和FABP6都与FABP3、FABP4、FABP7、FABP2、溶质转运蛋白家族 10 成员 2（Solute Carrier Family 10 Member 2，SLC10A2）和 载 脂 蛋 白 A4（ApolipoproteinA4，APOA4）互作；FABP9和FABP12都与FABP6互作；FABP2和FABP5都与GOT2互作；FABP8（PMP2）和FABP4 具有独立的调控网络；NCMAP 位于 FABP8互作网络的中心节点；FABP4 和 LIPE、PPARG、表2牛FABP的蛋白二级结构Table 2 Secondary structure of FABPs gene family in cattle蛋白名称Protein nameFABP1FABP2FABP3aFABP3bFABP4FABP5FABP6FABP7FABP8FABP9FABP12二级结构 Secondary structure-螺旋Alpha helix18.11%（23）16.79%（22）23.31%（31）25.56%（34）25.00%（33）32.59%（44）14.29&（25）21.97%（29）25.00%（33）28.79%（38）23.57%（33）-转角Beta turn8.66%（11）14.50%（19）9.77%（13）11.28%（15）10.61%（14）11.11%（15）10.29%（18）8.33%（11）8.33%（11）9.85%（13）11.43%（16）延伸链Extended strand39.37%（50）39.69%（52）36.09%（48）36.09%（48）34.85%（46）30.37%（41）32.00%（56）35.61%（47）36.36%（48）35.61%（47）34.29%（48）无规则卷曲Random coil33.86%（43）29.01%（38）30.83%（41）27.07%（36）29.55%（39）25.93%（35）43.43%（76）34.09%（45）30.30%（40）25.76%（34）30.71%（43）a：牛FABP基因家族进化树；b：牛FABP基因家族基序模式，10个基序用不同数字方框表示；c：牛FABP基因家族结构图，两端的方框、中间的方框和横向线条分别代表非编码区、编码区和内含子。a：Phylogenetic tree of FABP gene family in cattle；b：Motif pattern of FABPs gene family in cattle，ten putative motifs are indicated by different number boxes；c：Gene structure of FABPs gene family in cattle，the boxes at both ends，the boxes in the middle and the horizontal line represent untranslated region（UTR），coding sequence（CDS）and intron，respectively图4牛FABP基因家族的系统发育、基因结构和保守基序Figure 4 Phylogenetic tree，motif pattern and gene structure of FABPs gene family in cattle59绿洲农业科学与工程9卷FABP1等蛋白相互作用。2.6牛FABP基因家族组织表达分析利 用 已 发 布 的 组 学 检 测 结 果（GEO/GSE41637），使用 TBtools 软件对 FABP 家族中各成员的mRNA在成年牛9个组织中的基因表达量进行可视化分析。结果显示 FABPs在机体各组织中都有表达，家族成员mRNA表达呈现一定的组织特异性（图 6）。FABP1 在结肠和肝脏组织中高水平表达；FABP2在结肠组织特异高水平表达；FABP3在心脏组织中高表达；FABP4在肺脏组织中的表达水平显著高于其他组织；FABP3和FABP5在各组织中都有表达，但在肝脏组织中的表达水平最低；FABP6、FABP8和FABP9在各组织中都维持极低的表达水平。FABP12 在睾丸组织中高水平表达、FABP7在心脏、脑和结肠组织中表达水平较高。3讨论随着高通量测序技术以及生物信息学的迅猛发展，各物种基因组序列的快速释放，为基因家族图5牛FABP蛋白互作Figure 5 Protein interaction network of FABPs gene family in cattle601期杨杨等：牛FABP基因家族鉴定与生物信息学分析分析带来了契机。基因家族的生物信息学分析在数据挖掘中发挥着重要的作用，为后续基因功能研究提供理论支撑。Cai-xia Lei11等克隆金鲳的FABP4、FABP6a、FABP6b、FABP7a和FABP7b5个基因，发现它们与其他鱼类和哺乳动物的FABP具有很高的同源性，FABP4和FABP7及同源蛋白序列中预 测 到 保 守 结 构 域 Lipocalin 和 Lipocalin_7，而FABP6a和FABP6b不存在Lipocalin。Zhang Wang13等基于生物信息学的方法在鸡的基因组中鉴定出9个FABP基因家族成员，发现鸡的FABP基因家族成员与哺乳动物具有相似的结构域、基因结构和进化历史，但表达谱和调控机制不同，为更好地了解鸡体内个体FABP基因的生物学功能提供了有价值的资源。FABP能够结合游离脂肪酸，并将其运输到不同的细胞器中进行脂质代谢或储存。本研究基于已公开的牛基因组信息鉴定出了11个牛FABP基因家族成员。蛋白结构和功能预测结果显示牛FABP基因家族进化保守，主要由Lipocalin或Lipocalin_7结构域组成，其中FABP3a、FABP3b、FABP4、FABP7和FABP9的氨基酸序列具有脂质结合蛋白超家族的两个保守结构域。利用 STRING 数据库进行牛FABP的功能及通路富集分析，提示其与脂肪酸合成（GO：0005504）和脂质合成（GO：0008289）相关，KEGG通路富集分析显示家族成员位于脂质代谢的PPAR通路（pathway：bta03320）。系统进化和聚类分析的结果显示牛FABP家族成员分为4个组。其中FABP1和FABP6在一个组。FABP1最先在肝脏组织中发现，能够结合配体参与细胞内信号转导，并且在脂肪酸摄取、转运和代谢中发挥要作用14。通过GeneCard检索的GO注释发现该基因与染色质结合和脂质结合相关。FABP6与结肠腺癌和渐进性家族肝内胆汁淤积相关，作为FABP1重要的同源基因，它们都可以通过与胆汁酸结合发挥脂质摄入、转运和代谢的功能3。本研究中组织表达谱分析结果显示 FABP1基因 mRNA在肝脏和结肠组织中特异性的高水平表达。蛋白互作预测显示FABP1和FABP6的互作网络相似，其中FABP1与脂肪合成代谢有重要作用的PPARA呈现强互作关系，验证了该基因是通过PPAR在脂蛋白代谢和脂类代谢调控通路中起作用。牛FABP成员的蛋白互作网络显示FABP1和FABP6位于FABP4、注：数字代表蛋白表达量，颜色刻度条代表基因表达量。Note：The number represents the value of protein expression.The color scale bar represents the amount of expression.图6牛FABP基因组织表达模式Figure 6 Tissue expression pattern of FABPs gene family in cattle61绿洲农业科学与工程9卷FABP5、FABP8、FABP9和FABP12形成的互作网络的主要中心节点。牛 FABPs组织表达分析显示 FABP2在肠道中高表达，GO注释发现该基因与转运蛋白活性和脂肪酸结合相关。Gonalves等15证实哺乳动物FABP2与食物中长链脂肪酸的吸收、运输及脂类合成、分解代谢有密切关系。徐松松等16发现鸡FABP2基因存 在 3 个 SNPs 位 点（c.601AT、c.1018CT 和c.3267GA）构建单倍型与鸡生长和体组成性状相关分析表明，该区域可能存在影响鸡体重和骨骼性状的QTL；ACG单倍型为鸡体重和骨骼性状的有利单倍型。FABP3（包括 FABP3a 和 FABP3b）与 FABP7 共同构成了牛FABP基因家族蛋白互作网络的核心网络。二者在心脏、肠道和大脑等组织中高水平表达，GO 注释显示它们都与转运蛋白活性有关。FABP7位于脂质代谢的PPAR通路中，能够调节脂肪酸的摄取和胞内运输，该基因编码的蛋白质对大脑发育过程中放射状神经胶质纤维的形成很重要14。FABP3 基因多态位点能影响肌内脂肪含量（Intramuscular Fat，IMF）的沉积能力。胡江等17在牦牛 FABP3基因 5-UTR和内含子 1区分别发现 1处突变，而内含子2区发现5处突变，其中5-UTR-intron 1区突变影响甘南牦牛胴体重、肌肉嫩度和熟肉率，等位基因B1可显著增加胴体重、改善肌肉嫩度，而等位基因 C1显著降低胴体重和熟肉率。吴丹18对北京油鸡全基因组关联分析发现，FABP7基因附近存在影响胸肌重的SNP位点，推测FABP7可能是影响体重以及胴体性状的候选基因。FABP8（PMP2）是一种参与鞘磷脂跨双分子层分 布 的 蛋 白19，和 胆 固 醇 结 合 相 关，它 分 别 是FABP4、FABP5、FABP9和FABP12的重要旁系同源物。系 统 进 化 分 析 结 果 显 示 FABP4、FABP5、FABP8、FABP9和FABP12在同一分组，而且这5个基 因 成 簇 分 布 在 牛 第 14 号 染 色 体 上，同 源 性68.59%。FABP8 在各组织中表达量低，FABP9 和FABP12几乎只在睾丸内表达。LIU R Z等6在大鼠睾丸生殖细胞发现FABP9在精子发生早期表达（粗线期精母细胞到顶帽期精子细胞），FABP12在后期表达（顶帽期精子细胞到顶体期精子细胞）。在牛FABP家族成员中FABP5广泛表达，其中在肝脏表达量最高。FABP4在肺部的表达量明显高于其他8个组织。FABP4和FABP5的序列和结构上类似，且在脂肪细胞和巨噬细胞中呈现相关性表达；FABP4基因敲除的小鼠，FABP5的表达量呈补偿性上调20。4结论（1）利用生物信息学方法鉴定出11个牛FABP，各成员包含Lipocalin或Lipocalin_7保守结构域，分布在6条染色体上。（2）牛、羊等5个物种间进化分析表明FABP基因家族在进化过程中相对保守，同一家族成员聚在一起。按照进化关系将11个牛FABP家族成员分为4 组：FABP2，FABP1 和 FABP6，FABP3a、FABP3b 和 FABP7，FABP4、FABP5、FABP8、FABP9和FABP12。（3）STRING 数据库构建蛋白互作网络显示牛FABP 基因家族成员主要位于 PPAR 信号通路，与PPAR家族、LIPE和NCMAP等蛋白质联系紧密。参考文献（References）1LI B，HAO J Q，ZENG J，et al.SnapShot：FABP FunctionsJ.Cell，2020，4（182）：1066-1066.2OCKNER R K，MANNING J A，POPPENHAUSEN R B，et al.A Binding Protein for Fatty Acids in Cytosol of Intestinal Mucosa，Liver，Myocardium，and Other TiJ.Science，1972，177（4043）：56-58.3CHMURZYSKA A.The multigene family of fatty acid-binding proteins（FABPs）：Function，structure and polymorphismJ.Journal of Applied Genetics，2006，（47）：39-48.4VENKATACHALAM A B，THISSE C，THISSE B，et al.Differential tissue-specific distribution 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