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管角螺不同组织同工酶的研究
梁海鹰，曹伏君，伍泽妹，张亮珠
（广东海洋大学水产学院，广东 湛江 524025）
摘 要：采用聚丙烯酰胺垂直板梯度凝胶电泳技术，对管角螺 7 种组织(外套膜、肌肉、肝脏、心脏、生殖腺和缠卵
腺)的 5 种同工酶(EST、SOD、ME、MDH、LDH)进行了分析，结果表明：5 种同工酶存在不同程度的组织特异性，
SOD、EST、LDH 在肝脏组织中有较高活性，而 MDH、ME 在心脏组织中活性较高。
关键词：管角螺；同工酶；组织特异性；电泳
中图分类号：Q958.65.32 文献标志码：A 文章编号：1673-9159（2007）06-0022-05
Isozyme Analysis of Different Tissues of Hemifusus tuba
LIANG Hai-ying，CAO Fu-jun，WU Ze-mei，ZHANG Liang-zhu
(Fisheries College, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524025, China)
Abstract: By vertical polyacrylamide gel gradient electrophoresis, five isozymes (SOD, EST, ME, MDH,
LDH)from seven tissues (the mantle，the muscle，the liver，the heart，the gill，the gonad，and the
nidamental gland) of Hemifusus tuba were studied. The results showed that five isozymes presented tissue
specificity. The zymograms of SOD, LDH and EST from liver tissue and MDH, ME from heart tissue
expressed higher activity than those from other tissues.
Key words: Hemifusus tuba; isozyme; electrophoresis; tissue specificity
管角螺(Hemifusus tuba) 在广东又名“响螺”，
隶属于软体动物门腹足纲蛾螺总科盔螺科角螺属，
分布于我国东南沿海及日本海，是浅海较大型的经
济腹足类[1,2]。但近年来的过度捕捞导致我国沿海管
角螺资源日益枯竭。目前，已有学者进行了人工养
殖试验和人工育苗技术的研究[3-5]，但管角螺的同工
酶研究未见报道。笔者利用同工酶电泳技术对管角
螺七种组织的 5 种同工酶进行检测分析，旨在为贝
类学研究积累资料，同时为进一步研究管角螺遗传
特异性、种质鉴别、生物进化等问题提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 取材
管角螺于 2006 年秋季购自湛江东风市场，随
机选取体重为 200~250 g 的活螺，取其肝脏、外套
膜、肌肉、心脏、鳃、生殖腺、缠卵腺等组织各 0.5~1.0
g，用磷酸缓冲液清洗后，用滤纸吸干，称重。
1.2 样品制备
样品按 1︰3 重量体积比加入磷酸缓冲液，在冰
浴下于玻璃匀浆器中进行匀浆，匀浆液倒入塑料离
心管中，4 ℃下以转速 12 000 r/min 离心 20 min， 因
肝脏、生殖腺、缠卵腺含油脂较多，需多次离心，
其他组织一次离心即可。取上清液，分装于塑料离
心管中（50 μL/份），并于-20 ℃冰箱内备用。
1.3 电泳方法
采用北京市六一仪器厂生产的 DYY-10C 型微
电脑控制电泳仪，选用 40~150 mg/mL（4%~15%）
的凝胶浓度，以 TVB (Tris 0.178 mol/L, EDTA 0.006
Vol.27 No.6
Dec 2007
广东海洋大学学报
Journal of Guangdong Ocean University
第 27 卷 第 6 期
2007 年 12 月
收稿日期：2007-08-01
基金项目：广东省科技计划项目（2005B33201011）
第一作者：梁海鹰（1971—），女，在读博士研究生，副教授，研究方向为生物化学与分子生物学。
mol/L，硼酸 0.178 mol/L，pH 8.4)为电泳缓冲液。
根据预备实验调节酶量，每个样品孔分别加 10~15
mL 点样缓冲液。首先以电压 50~80 V 预电泳约 30
min 后，进入正式电泳，180 V 恒压电泳 12~16 h，
在 2~4 ℃冰箱中进行。染色参考文献[6]的方法，稍
加改进。
1.4 同工酶命名
以向阳极方向泳动最慢的酶谱带开始，即条带
按其从阴极向阳级迁移的顺序依次命名为 1，2，
3……
2 结 果
本实验共检测了 5 种同工酶，其中酯酶（EST）
和超氧化物歧化酶（SOD）在各组织中均显示出清
晰稳定的酶谱，苹果酸酶(ME)、乳酸脱氢酶(LDH)、
苹果酸脱氢酶(MDH)在大部分组织中显示稳定的
酶谱。
2.1 超氧化物歧化酶(SOD, EC1.15.1.1)
管角螺各组织中 SOD 同工酶分别有 2~6 条谱
带（图 1）。从染色强度和谱带数目看，在肝脏和
鳃中活性强、条带多，都各有六条条带，其中
SOD-1、2、3 等三条条带活性较高。心脏中活性最
弱，酶谱上只显示一条黯淡的肉眼勉强可见的条
带。外套膜有 SOD-1、2、3、4、6 等五条条带。生
殖腺只出现两条条带，但活性都比较强。缠卵腺有
SOD-1、2、3、6 等四条谱带。
1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5 6 7
SOD-1
SOD-2
SOD-3
SOD-4
SOD-5
SOD-6
SOD-7
SOD-8
+
-
1:外套膜 2：肌肉 3：肝脏 4：心脏 5：鳃 6：生殖腺 7：缠卵腺
图 1 管角螺的 SOD 同工酶组织特异性表达图谱
Fig. 1 EIectphoretogram of SOD isozymes expressed in seven tissues of Hemifusus tuba
2.2 酯酶(EST, EC3.1.1.1)
EST 同工酶在管角螺的七种组织都有表达，并
且组织差异性明显。如图 2 所示，外套膜有 EST-1、
4、5、6 四条带，但活性都不高。肌肉有 EST-1、2、
4、5、6 等五条条带，但五条带的活性极弱。肝脏
有 EST-3、4、5、6 等四条带，后三条带的活性非
常高。心脏、生殖腺和缠卵腺都只有 EST-4、5 这
两条带。鳃的组织特异比较明显，拥有七条带，
EST-7、8、9 为该组织所特有，所有条带中，EST-5
活性最高。
2.3 苹果酸酶 (ME, EC3.1.1.1)
管角螺的 ME 酶谱比较简单（图 3），除肝脏没
显示外，在其他组织都只表达一条条带，其活性在
心脏和鳃中比较强，在肌肉和生殖腺中次之，外套
膜和缠卵腺中最弱。
2.4 苹果酸脱氢酶(MDH, EC1.1.1.37)
管角螺的 MDH 酶谱比较复杂，总共有八条酶
带（图 4）。外套膜有 MDH-3、4、5、6 等四条带。
肌肉有 MDH-1、3、4、5、6 等五条带。肌肉与外
套膜都有 MDH-3、4、5、6 等四条条带，但肌肉的
MDH-4、5、6 肌肉这三条条带相对外套膜的活性稍
微高。肝脏组织的 MDH 表达活性极低，只能检测
到非常微弱的酶带。心脏拥有 MDH-1、3、4、5、6、
7 等六条条带。鳃有 MDH-5、6、7、8 等四条带，
MDH-8 也为该组织所特有。生殖腺拥有 MDH-1、2、
3、4、5、6 等六条带。
第 6 期 梁海鹰等：管角螺不同组织同工酶的研究 23
1:外套膜 2：肌肉 3：肝脏 4：心脏 5：鳃 6：生殖腺 7：缠卵腺
图 2 管角螺的 EST 同工酶组织特异性表达图谱
Fig. 2 Electrophoretogram of EST isozymes expressed in seven tissues of Hemifusus tuba
+
- 1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5 6 7
ME-1
1:外套膜 2：肌肉 3：肝脏 4：心脏 5：鳃 6：生殖腺 7：缠卵腺
图 3 管角螺的 ME 同工酶组织特异性表达图谱
Fig. 3 Electrophoretogram of ME isozymes expressed in seven tissues of Hemifusus tuba
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
MDH-1
MDH-2
MDH-3
MDH-4
MDH-5
MDH-6
MDH-7
MDH-8+
-
1:外套膜 2：肌肉 3：肝脏 4：心脏 5：鳃 6：生殖腺
图 4 管角螺的 MDH 同工酶组织特异性表达图谱
Fig. 4 Electrophoretogram of MDH isozymes expressed in seven tissues of Hemifusus tuba
2.5 乳酸脱氢酶(LDH, EC1.1.1.27)
管角螺的乳酸脱氢酶活性较弱（图 5），肝脏和
生殖腺组织表现为两条酶带，其中 LDH-1 很微弱，
LDH-2 则较强。外套膜、肌肉和缠卵管均只出现
24 广 东 海 洋 大 学 学 报 第 27 卷
LDH-2，心脏和鳃均未显示任何有活性的区带。
1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5 6 7
LDH-1
LDH-2+
-
1, 外套膜; 2, 肌肉; 3, 肝脏; 4, 心脏; 5, 鳃; 6, 生殖腺; 7, 缠卵腺
图 5 管角螺的 LDH 同工酶组织特异性表达图谱
Fig. 5 EIectphoretogram of LDH isozymes expressed in seven tissues of Hemifusus tuba
3 讨 论
3.1 管角螺同工酶表达具有明显的组织特异性
5 种同工酶在管角螺不同组织中表达的谱带的
多少及活性的强弱都有差异。例如，SOD 在肝脏和
鳃组织中拥有六条条带，且活性较强，而在肌肉和
心脏组织中只表达微弱的条带或仅肉眼能见的条
带。EST 无论是酶谱的数目还是染色强度，每个组
织都存在很大差异。鳃组织的酶谱数目最多，肝脏
的酶谱总体活性最高。MDH 在各组织（除肝脏）
中的酶谱数目差异不大，但各组织存在很大的活性
差异，在心脏的酶带总体活性最高，鳃次之。ME
除肝脏没有外，在各组织中都表现一条酶谱，但鳃
和心脏活性最高。M E 是生命活动所必须的酶，肝
脏中没有可能是该检测方法没检测到而已。LDH 在
肝脏和生殖腺中都表达两条条带，但在肝脏中的活
性较强。
从上述结果分析表明，在管角螺的 7 种组织中，
已存在相当丰富和完整的酶系统，它们不仅以同工
酶的形式参与代谢和调节，而且在表型、分布和活
性上均表现出高度的组织特异性。
3.2 管角螺同工酶组织特异性与各组织生理功能
相关性
同工酶是基因表达的产物，不同组织同工酶活
性的差异及位点表达的不同是同工酶组织特异性
的主要表现，这些差异与其组织的生理功能相关。
如 EST，从图 2 可见鳃和肝脏的酶谱明显不同
于其他组织，而酶谱相同的组织，各组分的相对含
量具有显著差异。鳃的 EST 谱带最复杂，有七条带。
肝脏出现的三条带表现出的酶活性都比较强，这与
相应组织的生理功能是一致的。EST 是催化酯类化
合物水解并进入中间代谢的重要酶类，其作用除维
持细胞正常的能量代谢外，还能水解大量非生理正
常存在的酯类化合物，被认为可能与机体的解毒作
用密切相关，而肝脏是机体最重要的解毒器官，这
可能是 EST 在肝脏有很高活性的缘故。这与李广丽
等[7]对马氏珠母贝的研究和李太武等[8]对泥蚶的研
究结果相似。同时 EST-3 只在肝脏出现，推测其可
能与解毒功能有关。EST 的底物范围很广，能将任
何一种羧酸酯水解为相应的醇和酸。鳃作为呼吸器
官，是易受到外界各种病原体侵害或不利因素影响
的组织。鳃的 EST 谱带最复杂，可能是由于底物种
类较多，促使基因的开启，以致鳃组织 EST 比较复
杂。
SOD 广泛存在于需氧生物体各组织内，能有效
清除体内的 O2-自由基，在防御氧的毒性、抗辐射
损伤以及预防衰老等方面起着重要的作用。从图 1
可见，肝脏和鳃的 SOD 活性较强。作为管角螺重
要解毒场所的肝脏具有高水平的氧化呼吸反应，会
产生大量的 O2-。而肝脏中高活性的 SOD 酶的存在，
保证了机体免受过多 O2-的损伤。MDH 是细胞中三
羧酸循环中重要的脱氢酶之一，三羧酸循环对于任
何一机体都起着重要的作用，由图 4 可见，MDH
在心脏和鳃的染色最深，这是与组织所需的大量能
量在柠檬酸循环过程中，把苹果酸转为草酰乙酸有
关。心脏含大量的线粒体和需要有良好的血液供
应，因此它的代谢特别需要氧气和能量。而鳃在呼
吸过程也需要大量的能量。
LDH 是在糖代谢过程中提供机体能量的重要
酶类，管角螺的 LDH 在肝脏组织中活性高，可在
第 6 期 梁海鹰等：管角螺不同组织同工酶的研究 25
有氧状态下，催化乳酸转化为丙酮酸而进入三羧酸
循环，通过有氧氧化呼吸从而获得较多的生物能
量，同时有利于糖分解和乳酸代谢，表明管角螺的
肝脏组织在获取能量方面起着重要的角色。对于
ME，其结构有二聚体和四聚体，在绝大多数贝类
为四聚体。王梅芳等[9]研究无裂栉江珧时检测到各
个体该酶均有 2~4 条酶带分布，邓思平等[10]对黄鳍
鲷及李广丽等[11]对合浦珠母贝的研究发现ME酶带
数目均大于 2 条，且存在较大的组织差异性。但本
实验只发现在各组织中 ME 最多只有一条酶带，可
能说明个体的该酶位点是纯合的，所以应增加电泳
的个体数，以避免个例产生的片面结果。这与黎中
宝等[12]对盘鲍和皱纹盘鲍等位酶的生化遗传分析
的研究结果相类似。ME 在三羧酸循环中间体的补
给中发挥重要作用，即将苹果酸转化为丙酮酸，所
以在运动功能强的组织中酶浓度高，谱带染色深，
这与实验结果相符，即在心脏和鳃中呈现较浓谱
带。
3.3 对乙醇脱氢酶（ADH）、谷胺酸脱氢酶（GDH）
的分析
李太武等[8]研究了泥蚶的 19 种同工酶,发现
ADH 的活性相当高且很稳定。但本实验对管角螺的
7 种组织进行检测，ADH 未检测出任何谱带，这与
对马氏珠母贝、合浦珠母贝、大珠母贝及三角帆蚌
的研究结果相似。 李广丽等[11]对合浦珠母贝的研
究中发现 GDH 只在肝脏表达，李太武等[8]对泥蚶
同工酶的研究中，GDH 只表达很弱或不稳定的条
带。谷氨酸脱氢酶是催化体内氨基酸氧化脱氨基作
用的酶之一，它的活性与蛋白质合成与分解有着直
接的关系。而在本研究的多次尝试实验中，管角螺
的各个组织均没表达出谷氨酸脱氢酶。贝类为水生
动物，同工酶的表达与采样的季节和时间，与水温
和环境都有很大关系。GDH 和 ADH 两种酶均未出
现，这是由于它们在贝类中极易失活或者是点样量
不足或实验条件不合适，还是管角螺体内这两种同
工酶所控制的代谢活动的水平都较低？当然也可
能是在采样时管角螺所处的生理状态正好是这两
种酶所参与的代谢途径处于水平较低的时候,这些
都有待进一步探讨。
参 考 文 献
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