三角帆蚌金属硫蛋白基因的克隆及序列分析

采用RACE技术,获得了三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)金属硫蛋白基因的全长cDNA序列.该序列全长467 bp,由长92 bp的5'UTR(untranslated region),159 bp的3'UTR,和216 bp的开放阅读框(openreading frame,ORF)组成.共编码71个氨基酸,分子量大约为7.1 ku,理论等电点为7.24.该蛋白序列中半胱氨酸含量最丰富(29.6%),其次是甘氨酸(14.1%),存在软体动物金属硫蛋白的特征序列CKCXXXCXCX,且C-末端的氨基酸序列也符合软体动物金属硫蛋白标签序列C-X-C-X(3)-C-T-G-X(3)-C-X-C-X(3)-C-X-C-K.蛋白序列特征分析表明,该序列与其他贝类的金属硫蛋白基因具有很高的相似性,具备金属硫蛋白的典型特征,是金属硫蛋白家族的成员.     

高粱高亲和硝酸盐转运蛋白NRT2/3基因家族鉴定、表达与DNA变异分析

硝态氮是作物吸收无机氮素的主要形态,硝酸盐转运蛋白2(nitrate transporter 2,NRT2)作为高亲和性的转运蛋白,以硝酸盐作为特异性底物,在可利用的硝酸盐受限时,高亲和性转运系统被激活,在硝酸盐吸收、转运过程中发挥着重要作用。大多数NRT2不能单独转运硝酸盐,需在硝酸盐同化相关蛋白2(nitrate assimilation related protein 2,NAR2)的协助下才能完成硝酸盐的吸收或转运。作物氮利用效率受环境条件影响,品种间存在差异,因此培育高氮素利用效率品种有重大意义。高粱(Sorghum bicolor)具有耐贫瘠特性,对土壤中的氮素吸收和利用效率较高。本研究结合高粱基因组数据库对NRT2/3基因家族成员基因结构、染色体定位、理化性质、二级结构与跨膜结构域、信号肽与亚细胞定位、启动子区顺式作用元件、系统进化、单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)的识别与注释及选择压力进行了全面分析。通过生物信息学分析,筛选出5个NRT2s(命名为SbNRT2-1a、2-1b、SbNRT2-2–4)基因和2个NAR2s(SbNRT3-1–2)基因,较谷子略少。分布在3条染色体上,分为4个亚家族,同一亚族中基因结构高度相似;高粱NRT2/3亲水性平均值均为正值,表明均为疏水性蛋白;α-螺旋和无规则卷曲占二级结构总量的比例大于70%;亚细胞定位均在质膜上,其中NRT2s蛋白不含信号肽,NRT3s蛋白含信号肽;进一步对其跨膜结构域进行分析,发现NRT2s家族成员跨膜结构域个数均大于10个,而NRT3s家族成员跨膜结构域个数为2个;高粱与玉米(Zea mays)NRT2/3s的共线性较好;蛋白结构域显示存在MFS_1和NAR2蛋白结构域,可执行高亲和力硝酸盐转运;系统进化树分析可知,高粱与玉米和谷子的NRT2/3基因亲缘关系更近;基因启动子顺式作用元件分析发现,SbNRT2/3基因的启动子区均具有数个植物激素和逆境应答元件,可以响应高粱生长和环境变化;基因表达热图显示低氮条件下在根诱导表达的是SbNRT2-1a、SbNRT2-1b和SbNRT3-1,推测可在高粱根部表达并调控对硝酸盐的吸收或转运过程。在SbNRT2-4和SbNRT2-1a等发现多个非同义SNP变异;选择压力分析表明,高粱NRT2/3基因家族在进化过程中受纯化选择作用。SbNRT2/3基因表达及蚜虫侵染影响与基因在不同组织中的表达分析结果一致,SbNRT2-1b和SbNRT3-1在感染蚜虫品系5-27sug根部表达显著,高粱蚜虫侵染叶片显著降低了SbNRT2-3、SbNRT2-4和SbNRT3-2的表达水平。本研究初步对高粱全基因组NRT2/3基因家族进行鉴定、表达与DNA变异分析,为高粱氮高效研究提供了基础。     

原始小球藻AP2转录因子的生物信息学分析

为了揭示原始小球藻AP2基因家族编码蛋白的理化特性、分子功能和遗传进化特征,该文对原始小球藻AP2基因家族的蛋白成员进行了详细的生物信息学预测和分析,并利用PrtoParam、Pfam 3.20、Protscale等在线工具分析了原始小球藻AP2家族所包含的8个蛋白成员。结果表明:该家族成员含有的氨基酸数为247(XP_011395646.1)到715(XP_011401904.1),理论等电点最大为9.39(XP_011396011.1)、最小为5.81(XP_011398158.1); 家族中各个成员所含有的保守结构域的位置和数量都各不相同; 所有蛋白成员均无信号肽,均不包含跨膜螺旋,不具有跨膜区域; 蛋白成员中最大亲水性值为-3.222(XP_011398158.1),最大疏水性值为2.333(XP_011401904.1),且所有成员的平均亲疏水性值均小于0; 成员中有多个磷酸化位点值远超标准值0.5,最大磷酸化位点值为0.998; 该基因家族的蛋白成员二级结构的组分含量从大到小排序均为无规则卷曲>α-螺旋>延伸链>β-转角,推测α-螺旋和无规则卷曲是其二级结构的主要方式,延伸链和β-转角则分散在所有蛋白成员的氨基酸链中; 所有成员的三级结构分析中均能观察到α-螺旋、β-折叠、β-转角以及N端和C端; 系统进化分析结果表明,在其余15个物种中,与原始小球藻亲缘关系最远的是金牛介球菌(Ostreococcus tauri),亲缘关系最接近的是小球藻(Chlorella variabilis NC64A)和螺旋孢子虫(Helicosporidium),较接近的是苦参3号(Picochlorum sp. SENEW3)。该研究较系统地分析了原始小球藻AP2蛋白家族的理化特性、保守基序及系统进化关系,为进一步研究原始小球藻AP2转录因子功能和互作关系提供一定参考依据。     

抗SARS-CoV N蛋白单克隆抗体的特异性及其识别抗原表位的初步鉴定

为了明确抗SARS-CoV N蛋白单克隆抗体的特异性,并鉴定其识别表位,首先在E.coli中表达了人类冠状病毒229E(HCoV-229E)和OC43(HCoV-OC4)N蛋白,用Western blotting和间接免疫荧光方法分别检测了4株抗SARS-CoV N蛋白单克隆抗体(1-1C2、1-1D6、2-8F11和2-2E5)与HCoV-OC43和HCoV-229E及其N蛋白的交叉反应情况,而后应用12种重组截短型SARS-CoV N蛋白对上述4种单克隆抗体的识别表位进行了初步定位.结果显示(1)在4株抗N蛋白单克隆抗体中,1-1C2、1-1D6和2-2E5不与HCoV-OC43和HCoV-229E及其N蛋白发生交叉反应,为SARS-CoV N蛋白特异性抗体;(2)2-8F11、1-1D6和2-2E5针对的抗原表位位于SARS-CoV N蛋白的aa 30-60,1-1C2针对的抗原表位则位于SARS-CoV N蛋白的aa 170-184.这一研究为阐明SARS-CoVN蛋白的免疫学特征,建立特异性免疫诊断技术和研究其致病机制提供了必要的依据和材料.     

鸭疫里默氏杆菌强、弱菌株外膜蛋白的比较蛋白质组学研究

应用双向电泳及质谱技术对血清2型鸭疫里默氏杆菌强毒株及其体外传代200代(RA200)的弱毒菌株的外膜蛋白进行比较蛋白质组学研究,借此分析鸭疫里默氏杆菌的外膜蛋白表达特点,研究差异表达蛋白与细菌毒力的关系.在实验中检测到血清2型鸭疫里默氏杆菌原代及其体外传代获得的弱毒菌株的外膜蛋白约表达60个蛋白质点(n=3),其中相差5倍以上3个.胶内酶解和肽质量指纹图谱分析后鉴定,W1为热休克蛋白Hsp20家族成员,W2、W3为转座酶,推测它们可能与里默氏杆菌的毒力密切相关.     

抗SARS-CoV N蛋白单克隆抗体的特异性及其识别抗原表位的初步鉴定

为了明确抗SARS-CoVN蛋白单克隆抗体的特异性,并鉴定其识别表位,首先在E.coli中表达了人类冠状病毒229E(HCoV-229E)和OC43(HCoV-OC4)N蛋白,用Westernblotting和间接免疫荧光方法分别检测了4株抗SARS-CoVN蛋白单克隆抗体(1-1C2、1-1D6、2-8F11和2-2E5)与HCoV-OC43和HCoV-229E及其N蛋白的交叉反应情况,而后应用12种重组截短型SARS-CoVN蛋白对上述4种单克隆抗体的识别表位进行了初步定位。结果显示:(1)在4株抗N蛋白单克隆抗体中,1-1C2、1-1D6和2-2E5不与HCoV-OC43和HCoV-229E及其N蛋白发生交叉反应,为SARS-CoVN蛋白特异性抗体;(2)2-8F11、1-1D6和2-2E5针对的抗原表位位于SARS-CoVN蛋白的aa30-60,1-1C2针对的抗原表位则位于SARS-CoVN蛋白的aa170-184。这一研究为阐明SARS-CoVN蛋白的免疫学特征,建立特异性免疫诊断技术和研究其致病机制提供了必要的依据和材料。     

印度木薯花叶双生病毒外壳蛋白的研究Ⅱ．计算机分析外壳蛋白的一些特性

用NWGCG软件系统分析了印度木薯花叶双生病毒外壳蛋白的一些性质：(1)外壳蛋白是碱性蛋白,其等电点为10．91;(2)在外壳蛋白氨基酸序列中分布有α—helcies,β—Sheets及turns等二级结构;(3)分析了外壳蛋白中可能的表面氨基酸区域,亲水性和抗原决定簇区域;(4)在外壳蛋白的氨基酸序列中存在两个糖基化位点HNT,同时分析了双生病毒外壳蛋白氨基酸遗传密码的利用频率。     

香蕉(Musa acuminata)MaGBSSⅠ-3蛋白的亚细胞定位及其在毕赤酵母中的表达

颗粒结合型淀粉合成酶Ⅰ(granule-bound starch synthaseⅠ,GBSSⅠ)是决定果实直链淀粉合成的关键酶。研究GBSSⅠ的亚细胞定位及其在毕赤酵母中的表达,将为其蛋白功能验证奠定基础。本研究从巴西蕉(Musa acuminata L.AAA group cv.Brazilian)果实中克隆到一个GBSSⅠ成员,命名为Ma GBSSⅠ-3。生物信息学分析表明,Ma GBSSⅠ-3开放阅读框为675 bp,编码224个氨基酸,蛋白分子量为55.12 k D,等电点为5.38。聚类分析发现Ma GBSSⅠ-3与油棕Eg GBBSⅠ的亲缘关系较近。亚细胞定位显示,Ma GBSSⅠ-3定位于细胞膜。酵母表达系统分析发现,Ma GBSSⅠ-3蛋白的大小约为55.0 k D,与预测的分子量大小相一致,说明已成功获得了Ma GBSSⅠ-3表达蛋白,为进一步验证Ma GBSSⅠ-3蛋白的功能奠定了基础。     

马铃薯HSP17.7基因的克隆及其对高温逆境的响应

热激蛋白和植物对高温的响应密切相关,同时在植物生长发育调控和逆境抵抗等方面具有重要作用。该研究克隆了马铃薯热激蛋白基因StHSP17.7(GenBank登录号为XP_006350804.1),对其全长cDNA序列进行了相关生物信息学分析,并利用qRT-PCR分析StHSP17.7基因在高温胁迫下的差异表达特性。结果显示:(1)StHSP17.7全长755bp,包含465bp开放阅读框,编码154个氨基酸。(2)StHSP17.7分子质量约为17.62kD,等电点7.91,为亲水性蛋白,C端含有保守序列Ⅰ和Ⅱ组成的ACD结构域,属于典型的sHSPs家族成员。(3)系统进化分析发现马铃薯小分子热激蛋白归为12个亚家族,其中StHSP17.7与马铃薯HSP17.6蛋白亲缘关系较近,属于小分子热激蛋白C的Ⅰ类家族成员;基因结构分析显示,在马铃薯48个sHSP基因中,StHSP17.7基因不含内含子,含1个内含子的基因有23个,占47.9%。(4)qRT-PCR分析显示,高温能够快速诱导StHSP17.7基因表达,且基因表达量呈爆发式变化,在24h达到最高值。研究表明,StHSP17.7基因明显参与了马铃薯对高温的响应。     

SM22-α蛋白结构与功能的生物信息学分析

[目的]通过生物信息学分析手段对SM22-α蛋白结构与作用进行系统性分析。[方法]从NCBI数据库中获取SM22-α蛋白的基本信息,应用NCBI GenBank、ExPAsy、TMHMM Server v.2.0、NetPhos 3.1 Server、IEDB、SIGNALP 5.0 Server等生物信息学分析软件对SM22-α蛋白的氨基酸序列、理化性质、跨膜结构、亲水/疏水性、功能位点、信号肽、序列同源性、糖基化和磷酸化位点、空间结构以及抗原表位进行分析。[结果]SM22-α蛋白编码201个氨基酸,为碱性蛋白,其等电点为8.85,不稳定指数为31.85,并将其归为稳定蛋白。其平均亲水系数为-0.607,为亲水性蛋白。根据IEDB在线软件发现SM22-α蛋白序列的第4-31、39-50、70-89、105-111、116-122、138-197存在B细胞抗原表位。利用HLA-A*0.2:0.1算法预测SM22-α蛋白序列第61和130位序列表面存在2个T细胞抗原表位;若利用HLA-DRBI*0401算法预测则第142位序列存在1个T细胞抗原表位。SM22-α蛋白的二级结构中α螺旋占46.77%,延伸链占6.47%,β-转角占4.48%,无规则卷曲占42.29%。且通过生物信息学分析可知SM22-α蛋白在不同物种之间的同源性为97.0%~68.7%。[结论]SM22-α为碱性、稳定、亲水性胞外蛋白,且蛋白表面含有T、B细胞抗原表位,可为其抗原性药物研究提供理论参考。