西伯利亚蓼铜伴侣蛋白基因在盐胁迫条件下的表达分析

铜伴侣蛋白是细胞质中负责传递铜离子的一种小分子转运蛋白,在逆境胁迫过程中铜伴侣蛋白的ATX1家族具有消除活性氧的作用．本研究应用RACE技术从西伯利亚蓼中克隆了具有完整编码区的铜伴侣蛋白全长cDNA序列,命名为PsATX-1．PsATX-1基因全长516 bp,其中开放读码框为228 bp,编码75个氨基酸,5′非编码区为83 bp,3′非编码区为204 bp．GenBank中登录号为EU620702．经比对发现,该基因所编码蛋白拥有重金属结合位点MXCXXC,缺少多数高等植物铜伴侣蛋白(CCH)所特有的C末端结构域（CTD）．实时荧光定量PCR分析显示,PsATX-1基因在西伯利亚蓼的地下茎、茎、叶中皆有表达,其中叶中表达量最高;PsATX-1基因受3% NaHCO3胁迫诱导,在不同部位表达模式有差异．     

烟草NtCBL1基因的克隆、表达载体构建及表达分析

CBL是一类Ca²⁺感受蛋白,在植物适应或抵制逆境胁迫的过程中发挥重要的作用。从烟草品种K326中克隆到了一个CBL1的同源基因,该序列包含了一个642 bp的开放阅读框,编码一个由213个氨基酸残基组成的蛋白,预测分子量为24.5 kDa,等电点为5.03。同源性分析结果显示,该基因与林烟草CBL1、甜辣椒CBL1等具有较高的同源性,故命名为NtCBL1。生物信息学分析表明,NtCBL1具有CBL家族保守的EF-hand钙结合结构域。组织表达分析发现该基因在成熟期的根、茎、叶、花中均有表达,在根中的表达量最高。逆境胁迫实验表明,该基因表达受低钾、高盐、干旱、ABA和低温诱导调控,参与烟草生物与非生物逆境胁迫的响应。并成功构建了NtCBL1-pBI121过表达载体。研究结果为解析NtCBL1在响应逆境胁迫的功能奠定一定理论基础。     

烟草BRANCHED1-Like基因的克隆及表达分析

TCP基因家族CYC/TB1簇中成员BRC1在调控植物侧枝发育的过程中发挥重要作用。本研究利用电子克隆的策略结合RT-PCR方法从普通烟草（Nicotiana tabacum）中克隆到4个NtBRC1-Like基因,分别命名为NtBRC1-Like1、2、3和4。4条基因的CDS序列长度分别为1140、1062、987和1041bp,分别编码由379、353、328和346个氨基酸组成的蛋白,这4个蛋白与CYC/TB1簇中其它成员具有较高同源性。蛋白质保守结构域分析表明,4个NtBRC1-Like基因编码蛋白除具有TCP核心结构域外,还具有CYC/TB1簇蛋白特有的R结构域。系统进化树分析表明,NtBRC1-Like蛋白都是TCP家族CYC/TB1簇中的成员,且4个NtBRC1-Like蛋白可以被分成两组,NtBRC1-Like1和4为一组,NtBRC1-Like2和3为另一组。荧光定量PCR分析发现,4条烟草NtBRC1-Like基因的表达呈现明显的组织特异性,且其表达模式可分为两种：NtBRC1-Like1和4的表达模式相似,在腋芽中有极高的表达;NtBRC1-Like2和3的表达模式十分相像,在叶和腋芽中的表达量都显著高于其它组织。推测烟草BRC1基因可能存在类似番茄BRC1基因在功能上保守与进化的情况。     

靶向抑制铜伴侣蛋白CCS逆转卵巢癌C13*细胞的顺铂耐药性

顺铂（cisplatin）,即二胺二氯铂/diaminedichloroplatinum（DDP）,是治疗卵巢癌最有效的化疗药物;然而,耐药性是限制顺铂临床治疗效果的最重要因素。目前,卵巢癌对顺铂的耐药机制仍不十分清楚。超氧化物歧化酶1铜伴侣蛋白（copper chaperone for superoxide dismutase 1, CCS）介导Cu2+特异性传递给超氧化物歧化酶1（superoxide dismutase1, SOD1）,为维持细胞增殖和生存所必需;相反,抑制CCS可减缓肿瘤细胞增殖。本研究旨在证明,AMPK依赖的CCS表达与卵巢癌的顺铂耐药有关。实时定量PCR及免疫印迹结果显示,与顺铂敏感细胞株OV2008比较,顺铂耐药细胞株C13*中的CCS mRNA和蛋白质表达水平明显上调。shRNA靶向沉默CCS或采用抑制剂DC_AC50抑制CCS后,可明显增强顺铂对C13*细胞增殖的抑制作用,提示CCS高表达与顺铂耐药相关,而抑制CCS可逆转顺铂的耐药性。同样,免疫印迹结果证明,CCS在A549、H1944等6种不同肺癌细胞中的表达水平高低与顺铂敏感性密切相关。采用siRNA干扰CCS在A549细胞中的高表达,或在CCS低表达的H1944细胞中过表达CCS,可明显增加A549或减弱H1944细胞对顺铂的敏感性,进一步证明CCS表达与顺铂耐药性相关。此外,采用AMPK抑制剂化合物C阻断AMPKα Thr172磷酸化（激活）,即抑制AMPK信号通路,可明显抑制CCS在C13*细胞中的表达,提高其对顺铂的敏感性。以上研究结果提示,AMPK信号通路依赖的CCS表达参与肿瘤的顺铂耐药机制,而抑制CCS逆转顺铂耐药。本文的结果还提示,CCS有望成为克服顺铂耐药的潜在靶点。     

烟草蛋白酶抑制剂基因的电子克隆及生物信息学分析

蛋白酶抑制剂可以增强植物对病虫害的抵抗能力,为了深入研究蛋白酶抑制剂在烟草中的作用机制,利用生物信息学的方法,成功获得了烟草品种K326中的4种蛋白酶抑制剂cDNA序列(NtPI-1、NtPI-2、NtPI-3和NtPI-4)并对其进行了序列分析.它们编码的氨基酸序列都具有典型的马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅰ家族功能结构域,属于马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅰ家族成员.序列分析表明,4种蛋白酶抑制剂基因cDNA序列均具有完整的开放读码框,依次编码128、95、94和72个氨基酸残基,它们的氨基酸序列一致性在31％-38％之间.系统树分析表明,烟草品种K326中的4种蛋白酶抑制剂分散在进化树的不同位置,形成不同亚群.     

靶向抑制铜伴侣蛋白CCS逆转卵巢癌C13~*细胞的顺铂耐药性北大核心CSCD

顺铂(cisplatin),即二胺二氯铂/diaminedichloroplatinum(DDP),是治疗卵巢癌最有效的化疗药物;然而,耐药性是限制顺铂临床治疗效果的最重要因素。目前,卵巢癌对顺铂的耐药机制仍不十分清楚。超氧化物歧化酶1铜伴侣蛋白(copper chaperone for superoxide dismutase 1,CCS)介导Cu2+特异性传递给超氧化物歧化酶1(superoxide dismutase1,SOD1),为维持细胞增殖和生存所必需;相反,抑制CCS可减缓肿瘤细胞增殖。本研究旨在证明,AMPK依赖的CCS表达与卵巢癌的顺铂耐药有关。实时定量PCR及免疫印迹结果显示,与顺铂敏感细胞株OV2008比较,顺铂耐药细胞株C13*中的CCS mRNA和蛋白质表达水平明显上调。shRNA靶向沉默CCS或采用抑制剂DC_AC50抑制CCS后,可明显增强顺铂对C13*细胞增殖的抑制作用,提示CCS高表达与顺铂耐药相关,而抑制CCS可逆转顺铂的耐药性。同样,免疫印迹结果证明,CCS在A549、H1944等6种不同肺癌细胞中的表达水平高低与顺铂敏感性密切相关。采用siRNA干扰CCS在A549细胞中的高表达,或在CCS低表达的H1944细胞中过表达CCS,可明显增加A549或减弱H1944细胞对顺铂的敏感性,进一步证明CCS表达与顺铂耐药性相关。此外,采用AMPK抑制剂化合物C阻断AMPKα-Thr172磷酸化(激活),即抑制AMPK信号通路,可明显抑制CCS在C13*细胞中的表达,提高其对顺铂的敏感性。以上研究结果提示,AMPK信号通路依赖的CCS表达参与肿瘤的顺铂耐药机制,而抑制CCS逆转顺铂耐药。本文的结果还提示,CCS有望成为克服顺铂耐药的潜在靶点。     

烟草SKP1基因的原核表达

为获取大量高纯度的枯斑三生烟SKP1蛋白以便研究其功能和性质,以pMD18-SKP1质粒为模板, PCR扩增枯斑三生烟的SKP1基因的cDNA编码区,经酶切后构建表达载体pET23b-SKP1,转入大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达,并考察不同的IPTG诱导终浓度、表达时间和表达温度对目的蛋白His-SKP1表达量的影响.SDS-PAGE分析结果表明:最佳表达条件为不加诱导剂的情况下,37℃表达8 h.     

番茄SlDP1基因的克隆、生物信息学及表达特性分析

DP基因属于DP/E2F转录因子家族;其编码的蛋白是E2F蛋白的二聚化分子伴侣;可能参与调控细胞周期、DNA复制、生长、分化、凋亡等多种细胞进程。根据SGN数据库登录的番茄序列;通过RT-PCR方法从野生型番茄中克隆了一个DP基因;命名为SlDP1。生物信息学预测;SlDP1蛋白定位于细胞核;具有保守的DNA结合域、二聚化区域和C-末端及多个磷酸化位点。蛋白质二级结构预测SlDP1蛋白含51.50%的环状结构;34.55%的α螺旋和2.66%的β折叠。荧光定量PCR分析外源激素对野生型番茄SlDP1基因表达量的影响;发现该基因受外源性乙烯前体ACC的诱导。对环境因子应答的RT-PCR结果表明;在伤害和盐处理的叶中该基因表达不受诱导;而盐处理的根中该基因表达量提高。SlDP1基因表达模式分析表明;该基因在根、花、萼片及成熟时期果实中表达量较高。这些结果为进一步研究SlDP1基因在番茄生长发育过程的功能奠定了基础。     

烟草NtNHX1 3基因的克隆及表达特性

以栽培烟草‘云烟87’为材料,通过同源克隆方法分离了烟草NHX（Na⁺,K⁺/H⁺ exchanger）基因NtNHX1 3。结果表明：NtNHX1 3基因CDS长度1 617 bp,编码蛋白质长度为538 aa,蛋白理论等电点为8.67,分子量为59.34 kD。预测NtNHX1 3属于膜蛋白,含有11个跨膜区,且含有NHX类蛋白保守位点氨氯吡嗪咪结合位点。进化树分析显示,NtNHX1 3与菊苣、野菊花NHX遗传距离最近。qRT PCR组织特异性表达分析表明,NtNHX1 3在烟草叶片中表达量最高,根、茎、花中也有表达;盐胁迫处理后NtNHX1 3基因的表达上调,表明该基因参与了盐胁迫反应;打顶初期NtNHX1 3基因的表达呈逐渐上调的趋势,与该时期钾含量逐渐升高相吻合。研究推测,NtNHX1 3具有将钾离子从细胞质转运至液泡的功能。     

番茄 SlDP1 基因的克隆、生物信息学及表达特性分析简

DP基因属于DP/E2F转录因子家族,其编码的蛋白是E2F蛋白的二聚化分子伴侣,可能参与调控细胞周期、DNA复制、生长、分化、凋亡等多种细胞进程。根据SGN数据库登录的番茄序列,通过RT-PCR方法从野生型番茄中克隆了一个DP基因,命名为SlDP1。生物信息学预测,SlDP1蛋白定位于细胞核,具有保守的DNA结合域、二聚化区域和C-末端及多个磷酸化位点。蛋白质二级结构预测SlDP1蛋白含51.50%的环状结构,34.55%的α螺旋和2.66%的β折叠。荧光定量PCR分析外源激素对野生型番茄SlDP1基因表达量的影响,发现该基因受外源性乙烯前体ACC的诱导。对环境因子应答的RT-PCR结果表明,在伤害和盐处理的叶中该基因表达不受诱导,而盐处理的根中该基因表达量提高。SlDP1基因表达模式分析表明,该基因在根、花、萼片及成熟时期果实中表达量较高。这些结果为进一步研究SlDP1基因在番茄生长发育过程的功能奠定了基础。     

Bt新型基因sip的克隆、表达和生物信息学分析

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫晶体蛋白对农业害虫有特异的杀虫活性,对环境无污染、对人畜无害,成为目前为止研究和应用最为广泛的生物杀虫剂.其中内毒素(insecticidal crystal proteins,ICPs)和营养期杀虫蛋白(vegetative insecticidal protein,VIP)研究范围广、技术成熟,而分泌期杀虫蛋白(Secreted insecticidal protein,Sip)相关报道较少.为进一步发掘我国苏云金芽胞杆菌的菌株资源和新型基因资源,从不同生态环境中分离出400株Bt野生菌株进行sip基因的克隆鉴定,其中Bt野生菌株QZL26扩增得到1 038 bp的碱基的序列,编码345个氨基酸,与Sip1A蛋白氨基酸序列同源性为91.83％.测序结果提交GenBank注册,登录号为JQ965994.     

布渣叶糖基转移酶MpUGT1基因cDNA克隆及生物信息学和表达分析

UGT催化的糖基转移反应对合成黄酮苷类至关重要。为探究影响布渣叶黄酮苷生物合成的糖基转移酶,本研究参考布渣叶转录组数据,设计特异性引物,采用RT-PCR法对布渣叶中的UDP-葡萄糖基转移酶(UDP-glucosyltransferase, UGT)基因MpUGT1的编码区进行克隆,并通过在线服务器分析该基因的生物信息学特性;利用实时荧光定量PCR方法检测了MpUGT1基因在布渣叶的芽、叶、枝、果、花不同部位的表达情况。结果表明,本研究克隆得到的布渣叶MpUGT1基因,其cDNA全长为1 397 bp,ORF 1 377 bp,编码458个氨基酸,GenBank登陆号为KY652922。生物信息学预测分析该基因编码蛋白质分子式为C2324H3643N603O671S18,相对分子质量为51 kD,理论等电点(PI)为5.99,不稳定系数为43.81,亲水性系数为-0.105。该蛋白没有跨膜结构域,含有UDP-葡萄糖醛酸/UDP-葡萄糖基转移酶家族保守结构域,不含信号肽,定位于叶绿体。RT-qPCR组织特异性表达分析结果表明MpUGT1在芽、叶、枝、果、花中均有表达,且叶的表达量最高。系统进化树分析显示Mp UGT1与同科植物黄麻、长蒴黄麻等同源UGT的相似度最高,均达到了约80%;上述结果为进一步研究该基因在布渣叶黄酮苷生物合成中的作用奠定了基础。     

人Aurora B基因的克隆、原核表达及生物信息学分析

目的:克隆出人AuroraB基因,并将其于大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株中表达,获得重组蛋白.方法:利用TRIzol Reagent 法提取食管癌ECa 109细胞总RNA,RT-PCR后以其cDNA为模板PCR扩增Aurora B基因,构建pET 28a(+)-Aurora B重组质粒,将其转化Rosetta(DE3)菌株,IPTG体外诱导表达重组蛋白.利用生物信息学工具对Aurora B的核酸序列和蛋白功能结构进行分析.结果:成功构建了pET 28a(+)-AuroraB重组质粒,经序列比对,与GenBank上公布的人Aurora B基因序列同源性达到了99％;获得AuroraB蛋白,大小约39kDa,蛋白表达量约占菌体总蛋白的28％.结论:对人AuroraB基因进行克隆、原核表达及生物信息学分析,为深入研究Aurora B在细胞周期调控中的作用机制及后续Aurora B抑制剂的体外筛选奠定基础.     

玉米分子伴侣基因ZmBiP1的表达模式和功能研究

以抗旱玉米自交系旱21为材料,克隆获得玉米分子伴侣基因Zm Bi P1,通过荧光定量PCR技术研究Zm Bi P1基因的表达模式,并将Zm Bi P1基因转入拟南芥中研究其功能。荧光定量PCR结果表明,Zm Bi P1基因在玉米自交系旱21的不同组织器官中均有表达,且在子房中表达量最高。Zm Bi P1基因受甘露醇胁迫诱导上调表达,受盐胁迫诱导下调表达。转基因拟南芥功能验证结果表明,过表达Zm Bi P1基因导致拟南芥在种子萌发时期对盐和甘露醇胁迫的耐受能力减弱。这些结果表明Zm Bi P1基因可能是逆境反应信号传递途径的负调节因子。     

牦牛HORMAD1基因的克隆及生物信息学分析

利用分子克隆技术获得了牦牛HORMAD1基因编码区序列,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、二级结构等方面进行了预测和分析.结果表明,牦牛HORMAD1基因包含一个长度为1 182 bp的开放阅读框,编码393个氨基酸;其编码蛋白属于亲水性蛋白,无明显的信号肽,含有很多个磷酸化位点.二级结构主要以无规则卷曲和α螺旋为主.HORMAD1基因编码产物氨基酸邻接系统树表明,牦牛HORMAD1与黄牛、马和猪等物种的HORMAD1氨基酸遗传距离较近,具有高度相似性.     

牦牛MEF2C基因克隆、生物信息学及表达谱分析

本试验旨在分析牦牛(Bos grunniens)肌细胞增强因子2C(myocyte enhancer factor 2C,MEF2C)基因的分子特征和表达规律,探索其影响牦牛肌肉发育的作用机制.试验以大通牦牛肌肉组织cDNA为模板,采用PCR扩增技术扩增牦牛MEF2C基因,用DNAStar,ExPASy,ABCpred等生物信息学软件分析MEF2C基因序列和其编码的蛋白质结构,利用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)检测了 MEF2C基因的表达情况.试验克隆获得的牦牛MEF2C基因编码区全长1 302 bp,编码433个氨基酸;蛋白质结构预测结果显示,MEF2C蛋白具有30h的半衰期,为亲水性碱性蛋白,没有信号肽但拥有跨膜结构.系统关系中牦牛与普通牛的亲缘关系最为接近,与小鼠亲缘关系较远.组织表达谱结果显示,MEF2C基因在牦牛7个组织中都有表达且在臀二头肌组织中表达量最高;不同时期MEF2C基因表达情况为胎牛＞成年牛＞6月龄牛.研究结果将为进一步探讨MEF2C基因在牦牛肌肉发育中的作用提供科学依据,同时也为解析牦牛肌肉发育的分子机制提供数据支撑.     

玉米尿卟啉原Ⅲ脱羧酶同功酶生物信息学分析、基因克隆和原核表达

尿卟啉原Ⅲ脱羧酶是生物卟啉类化合物分支合成的关键酶。从GenBank中搜寻到4种玉米尿卟啉原Ⅲ脱羧酶:Les22、UROD1、UROD2和截短UROD,氨基酸序列比对显示N端的同源性较差;玉米les22基因比urod1基因在开放阅读框的上游少3个碱基,导致阅读框移码。植物除玉米外存在高度同源的UROD1和UROD2,具有结构完整性。本文以玉米幼叶总RNA为模板,通过RT-PCR克隆了玉米les22和urod2基因,并对突变位点进行校正,同时通过定点突变获得urod1基因,它们都编码去除叶绿体导肽的尿卟啉原Ⅲ脱羧酶。再分别将les22、urod2和urod1基因插入大肠杆菌的不同表达载体,转化表达菌株BL21(DE3),16℃诱导表达18h,SDS-PAGE分析显示,Les22的N端含有组氨酸标签或SUMO蛋白,重组蛋白表达为包涵体,UROD2的N端含有组氨酸标签或SUMO、TRX、GST或MBP蛋白,未检测到目的蛋白在上清液的特异表达,而UROD1和MBP融合为可溶性表达,表明玉米UROD的N端氨基酸残基可能参与蛋白在大肠杆菌的折叠。这为研究玉米UROD的种类和功能奠定基础。     

二穗短柄草(Brachypodium distachyon)BdAD1基因的克隆、表达及功能分析

本研究利用生物信息学结合RT-PCR技术从二穗短柄草(Brachypodium distachyon)中克隆出BdAD1的c DNA基因,该基因编码一个包含500个氨基酸残基的乙醛脱氢酶家族蛋白。系统进化关系分析表明,该BdAD1蛋白序列与小麦(Triticum aestivum)、羊草(Leymus chinensis)和大麦(Hordeum vulgare)的同源蛋白具有较近的亲缘关系。BdAD1基因在植物细胞的细胞核和细胞质中均有表达,而且BdAD1蛋白兼具松柏醛脱氢酶和芥子醛脱氢酶的活性(CALDH/SALDH),可将松柏醛与芥子醛分别酶解生成阿魏酸和芥子酸,但它对松柏醛的催化效率显著高于芥子醛,因此推测BdAD1可能在苯丙烷代谢途径中对阿魏酸的合成具有重要的调控作用。