Adam4-flox 基因敲除小鼠

基因Adam4，即ADAM4，是哺乳动物中ADAM（A Disintegrin And Metalloprotease）基因家族的一员。ADAM基因家族是一类多结构域的跨膜蛋白，至少包括34个成员。这些蛋白质在哺乳动物的睾丸和附睾中特异性或主要表达，表明它们在男性生殖中的重要性。ADAM基因家族可以根据其系统发育特征分为三个组，即I组、II组和III组。I组包含11个在睾丸中表达的ADAMs，其编码基因的编码序列不含内含子，大多数蛋白质在成熟精子中被加工成缺乏前结构域的形式。II组包含5个ADAMs，这些基因具有多个外显子和内含子，也在睾丸生殖细胞中表达，但成熟精子中缺乏前结构域和金属蛋白酶结构域。III组中的两个ADAMs在附睾中合成，其中一个被分泌并转移到精子表面。一些精子ADAMs可以组装成具有潜在功能的复合物，包括ADAM1B-ADAM2、ADAM2-ADAM3-ADAM4、ADAM2-ADAM3-ADAM5和ADAM2-ADAM3-ADAM6。有研究表明，ADAM2和ADAM3在精子-卵子相互作用中发挥作用。小鼠敲除研究揭示了ADAM2-ADAM3复合体对于体内精子在女性生殖道中的迁移功能至关重要[1]。

ADAM4是ADAM基因家族的一个成员，主要在睾丸和附睾中表达。通过限制性片段长度多态性分析，研究人员确定了四个小鼠ADAM基因的染色体位置，包括ADAM4，这些基因被定位在染色体5、14、9和8上，显示出分散的定位。由于所有四个ADAM基因都在睾丸中表达，而fertilin alpha和beta已被发现对受精至关重要，因此研究人员将它们的染色体位置与已知的对精子发生和生育能力有影响的突变进行了比较[2]。

ADAM基因家族编码的蛋白质含有金属蛋白酶样和去整合素样结构域，与蛇毒中的金属蛋白酶和去整合素结构域蛋白家族有关。这些蛋白质在睾丸中仅在生殖细胞中表达，并且这种表达是发育调节的。PCR分析表明，这些ADAMs在不同的组织中表现出不同的分布模式。一些ADAMs在其金属蛋白酶样结构域中具有锌依赖性金属蛋白酶的共识活性位点序列。所有ADAMs都具有去整合素样结构域，可能结合整合素或其他受体。一些ADAMs具有可能在膜融合中起作用的序列。所有ADAMs都编码潜在的跨膜结构域。序列数据库的搜索表明，ADAM基因家族的其他哺乳动物成员已从各种组织中克隆。因此，ADAMs是一个大型的、广泛表达的、发育调节的蛋白质家族，具有在细胞-细胞和细胞-基质相互作用中的多种潜在功能[3]。

为了过表达活性ADAMTS（A Disintegrin-like And Metalloproteinase with Thrombospondin motifs）蛋白，研究人员设计了一种由ADAMTS-1或-4的催化结构域和人IgG Fc区域组成的嵌合分子，并在杆状病毒表达系统中表达。两种ADAMTS-Fc融合蛋白在杆状病毒感染的昆虫细胞中高效产生。纯化的融合蛋白在预测的furin识别位点上发生裂解。两种ADAMTS-Fc融合蛋白与α2-巨球蛋白结合，进一步表明它们在该系统中正确加工并具有催化活性；然而，它们无法消化由已知由天然酶切割的aggrecan序列衍生而来的肽，这可能是由于缺乏天然蛋白酶和生理底物之间所需的多种相互作用。因此，融合蛋白的高生产率和易于纯化为ADAMTS蛋白催化结构域的生化、生物物理或结构研究提供了来源[4]。

综上所述，基因Adam4（ADAM4）是ADAM基因家族的一员，主要在睾丸和附睾中表达。ADAM基因家族编码的蛋白质含有金属蛋白酶样和去整合素样结构域，与蛇毒中的金属蛋白酶和去整合素结构域蛋白家族有关。这些蛋白质在睾丸中仅在生殖细胞中表达，并且这种表达是发育调节的。ADAM2和ADAM3在精子-卵子相互作用中发挥作用，而ADAM4在精子发生和生育能力中的作用尚未完全阐明。ADAM4的研究有助于深入理解ADAM基因家族在男性生殖中的作用机制，为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。