苦荞谷胱甘肽转移酶(FtGST)基因的克隆与序列分析

采用RACE技术,从苦荞(Fagopyrum tatarium)中克隆得到一个谷胱甘肽转移酶(Glutathione S-transferase protein,FtGST)基因。序列分析表明,FtGST基因全长DNA序列和cDNA序列编码区分别为746 bp和666 bp,DNA序列含有一个长度为80 bp(342-421 bp)的内含子;开放阅读框(ORF)长666 bp,编码221个氨基酸。生物信息学分析表明,FtGST基因推导的蛋白质含有Tau家族典型的底物结合口袋、谷胱甘肽结合位点(G-site)和疏水性底物结合位点(H-site)氨基酸残基,表明FtGST为Tau家族蛋白。     

草鱼Annexin A4基因克隆、表达特性及进化

草鱼(Ctenopharyngodon idellus)Annexin A4基因克隆于肝肾cDNA文库,该cDNA全长为1307bp,其中,5′非编码区为104bp,3′非编码区为237bp,开放阅读框为966bp,编码321个氨基酸。草鱼Annexin A4编码的蛋白质N端由15个氨基酸残基组成,C端具有4个重复序列,每个重复序列都有一个Ⅱ型钙结合位点,在第4个钙结合位点中包含一个"KGD"序列。Annexin A4在草鱼肝、肾、脾、心、鳃、肠中的表达量均较高,而肌肉和脑中不表达;PolyⅠ:C诱导后,其表达均有所下调。系统发育树显示,草鱼Annexin A4与斑马鱼(Danio rerio)的进化距离最近。适应性进化分析没有检测到正选择位点,表明Annexin A4非常保守,受到强烈的功能约束。     

草鱼腺苷酸基琥珀酸裂解酶克隆及序列分析

腺苷酸基琥珀酸裂解酶(Adenylosuccinate lyase,ADSL)是嘌呤核苷酸合成过程中的关键酶.研究以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肠道cDNA文库为基础,应用PCR、RT-PCR和RACE技术,成功获得了草鱼肠道组织腺苷酸基琥珀酸裂解酶基因的cDNA全长和基凶组DNA全长.该基因全长1584 bp,包含一个1449 bp的开放阅读框,编码482个氨基酸,与其他脊椎动物比对显示,其序列具有较高的保守性.草鱼腺苷酸基琥珀酸裂解酶基因组DNA由13个外显子和12个内含子组成,其外显子拼接位点非常保守.遵循GT-AG原则.     

草鱼AMBP基因cDNA的克隆与序列分析

α1-微球蛋白和Bikunin是由同一基因翻译表达出的两种功能不相关联的血浆蛋白。本文通过快速扩增cDNA末端的方法,首次从草鱼肝脏组织克隆了α1-微球蛋白和Bikunin前体蛋白(α1-microglobulin/Bulinin precursor, AMBP）基因全长cDNA。其cDNA全长1230bp,包含5′非翻译区23 bp,3′非翻译区160 bp和开放读码框1047 bp。开放读码框编码348个氨基酸,包含182个氨基酸的α1-微球蛋白和145个氨基酸的Bikunin。草鱼AMBP与其他物种的氨基酸序列分析结果表明,它们具有较高的同源性(44.7%－84.4%),其中草鱼与斑马鱼同源性最高(84.4%)。结果表明AMBP序列结构和α1-微球蛋白与Bikunin共翻译表达特点在动物机体中具有着重要的生理意义。     

牛Irak-1基因的电子克隆及生物信息学分析

电子克隆提供了一种利用基因组数据库克隆新基因全长cDNA序列的策略。利用小鼠Irak-1基因编码序列(NM_008363)为种子序列进行电子克隆获得了牛Irak-1基因完整编码序列。然后,用生物信息学方法分析了该基因的结构,微卫星位点,密码子偏性和氨基酸的同源性等。结果表明:该基因cDNA全长2 645bp,无内含子,最大开放阅读框2 157bp,编码718个氨基酸,与小鼠的同源性为77%。     

棉铃虫酚氧化酶原基因的克隆、序列分析和组织表达

利用RT-PCR和RACE方法,获得了棉铃虫Helicoverpa armigera酚氧化酶原(prophenoloxidase,PPO)基因一个亚型cDNA的完整序列。该序列全长2 405 bp,含有一个2 097 bp的开放阅读框,编码一个由698个氨基酸残基组成的蛋白质。推导的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫PPO2基因相应氨基酸序列有较高的同源性(76％～80％),同时该序列具有铜离子结合位点等PPO基因所具有的典型特征。组织特异性表达分析表明,该基因在棉铃虫血细胞、体壁和中肠中均有表达。     

两个枣树扩展蛋白基因cDNA全序列的克隆及分析

用定向克隆法构建了枣树(Ziziphus jujubaMill.)快速生长初期结果枝的cDNA文库,经过重组质粒的筛选,克隆获得两个扩展蛋白基因cDNA全序列,分别命名为ZjEXP1(GenBank登录号:FJ449891)和ZjEXP2(GenBank登录号:FJ449892)。ZjEXP1全长1 037 bp,包含编码254个氨基酸的完整开放阅读框;ZjEXP2全长905 bp,包含编码251个氨基酸的完整开放阅读框。两个序列有共同的结构特征,即在N-末端有8个保守的半胱氨酸残基的丰富域,C-末端有4个保守的色氨酸残基的丰富域,中间有一个组氨酸(His-Phe-Asp,HFD)功能域。两者之间的氨基酸同源性为74.0%。从已知的扩展蛋白基因家族的进化分析表明,ZjEXP1和ZjEXP2由一个祖先进化而来,又分别属于两个不同的分支。     

草鱼cyclin G1基因的克隆、鉴定及适应性进化分析

本研究从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝肾cDNA文库中克隆到草鱼cyclin G1基因.测序结果表明,草鱼cyclin G1全长cDNA为2 118 bp,使用ORF finder推译其开放阅读框为第256 bp～第1 155 bp,编码299个aa,SMART在线软件预测其中N端第57个aa～第143个aa为细胞周期蛋白盒.同源性比对分析显示cyclin G1在鱼类中同源性极高,其中草鱼cyclin G1与斑马鱼的同源性为90%.通过PAML软件的密码子替换模型进行适应性进化分析,结果表明cyclin G1编码蛋白的26A、171A和225K氨基酸位点受到正选择作用.本研究为进一步了解草鱼cyclin G1结构功能与分子演化打下基础.     

球孢白僵菌热休克蛋白基因Bbhsp70的cDNA及上游序列克隆与分析

运用SMART RACE RT-PCR技术与DNA步移技术,首次从球孢白僵菌中克隆出完整的热休克蛋白基因Bbhsp70编码区序列及上游序列。该基因cDNA全长2405bp,5′端非翻译区171bp,3′端非翻译区263bp,开放阅读框(ORF)1971bp,编码656个氨基酸。成熟蛋白理论分子量为71.3kDa,理论等电点为4.92。上游序列长度3559bp,其中有305bp序列与cDNA序列重叠。分析表明,上游序列中没有明显的TATA-盒和CAAT-盒,但含有CCAAT-bindingfactor、GC-box等重要的转录因子结合位点,以及热激应答元件(HSE)和GATA元件等启动子顺式调控元件。     

草鱼诱导型一氧化氮合酶cDNA和启动子的克隆及分析

应用PCR和RACE技术,以细菌脂多糖(LPS)刺激的草鱼头肾白细胞cDNA为模板,获得草鱼iNOS (Inducible nitric oxide synthase)全长cDNA序列.该序列共4286 bp,编码含1080个氨基酸残基的蛋白.氨基酸序列比对分析发现草鱼iNOS与金鱼iNOS a和b、斑马鱼iNOS 2b以及鲤鱼iNOS高度保守,序列一致性均大于80%;它们的血红素、四氢生物蝶呤、钙调蛋白、FMN、FAD和NADH等辅因子结合区域也十分保守.用NJ法对新获得的序列和其它脊椎动物NOS的编码序列进行进化分析证实它属于诱导型NOS.在此基础上,运用基因步移技术分离草鱼iNOS基因的启动子序列,共有1978 bp.生物信息学分析发现该序列含有包括GR、AP1、C/EBP、ER、YY1、IRF1和IL-6 REBP在内的多个转录因子的潜在结合位点.     

草鱼胶原凝集素基因的克隆及其功能分析

从草鱼Ctenopharyngodon idella肝肾cDNA文库中克隆得到胶原凝集素基因。草鱼胶原凝集素全长cDNA为1128bp,其中5′非编码区229bp,3′非翻译区104bp,最大开放阅读框为795bp,编码264个氨基酸。系统进化分析表明草鱼胶原凝集素与斑马鱼的亲缘关系最近。根据草鱼胶原凝集素序列特征,克隆了包含糖基识别域(CRD)的cDNA,并进行原核表达、纯化获得其重组蛋白PCRD。进行PCRD与6种细菌的凝集和糖抑制实验,结果表明半乳糖、葡萄糖、甘露糖和麦芽糖4种糖都会使PCRD与嗜水气单胞菌的凝集明显下降甚至极大地干扰凝集;麦芽糖使金黄色葡萄球菌的凝集明显下降,而肽聚糖和甘露糖会使凝集受到抑制;此外,PCRD的凝集反应不依赖Ca2+。     

草鱼CD81基因的克隆及功能分析

为研究白细胞表面分化抗原81(CD81)的功能, 对草鱼CD81进行了克隆, CD81全长共1376 bp, 其中5'非翻译区87 bp, 3'非翻译区581 bp, 开放阅读框为708 bp, 包括8个外显子, 7个内含子, 编码235个氨基酸。实验采用实时荧光定量PCR的方法检测了CD81在健康草鱼不同组织中的表达情况及草鱼出血病病毒(GCRV)攻毒前后的表达变化情况。结果显示草鱼CD81在所有被检测组织中均有表达, 在头肾中表达量最高。在GCRV攻毒前后草鱼鳃、脾、肝、肠及头肾5个组织中的CD81表达量均有明显变化。同时, 采用绿色荧光蛋白(GFP)来示踪CD81的亚细胞表达部位, 激光共聚焦显微镜显示, 同人类一样, 草鱼CD81定位于细胞膜上。       

草鱼免疫相关基因Prkrip1的克隆和表达分析

随着草鱼养殖规模的扩大, 草鱼的病毒性疾病极大地影响着草鱼的产量。开展鱼类病毒免疫反应相关功能基因的研究意义重大。研究首先通过同源克隆的方法从草鱼中克隆到了一段Prkrip1基因的EST序列, 进一步通过RACE、长片段PCR和Genome walking的方法获得了该基因的全长cDNA序列、基因组DNA序列和启动子区序列。氨基酸序列分析显示, Prkrip1含有3个核定位信号和一个双链RNA结合区, 并具有与PKR结合的保守N端区; 荧光报告基因的表达证实我们所克隆到的启动子区是有活性的, 可用于后续该基因的转录调控分析; Real-time PCR分析发现, Prkrip1 基因在草鱼的肝和血中表达量最高, GCRV感染后在大部分免疫组织中均上调表达, 说明该基因确实与病毒感染相关。研究结果为Prkrip1基因在硬骨鱼类的功能研究提供了线索, 也为鱼类天然免疫反应中调控PKR信号通路的系统研究提供了理论依据。       

两种鲤鱼胰凝乳蛋白酶原基因的电子克隆及分析

为研究胰凝乳蛋白酶原在鱼类中的生理功能和作用机制,利用生物信息学的方法,成功获得了鲤鱼两种胰凝乳蛋白酶原的cDNA序列(ccCHTR1和ccCHTR2)并对其进行序列分析。结果显示,ccCHTR1 cDNA含有792 bp的开放阅读框,编码263个氨基酸;ccCHTR2 cDNA含有798 bp的开放阅读框,编码265个氨基酸。二者氨基端均含有18个氨基酸组成的信号肽,同时,在成熟肽的第15和16个氨基酸(R-I)之间存在一个切割位点。氨基酸比对结果显示,ccCHTR1和ccCHTR2具备胰凝乳蛋白酶原的保守结构特征,同时二者有72.8%的同源性,且都与斑马鱼有最高的同源性,分别是93.3%和73.5%。进化分析显示,二者分别与斑马鱼和鳕鱼亲缘关系最近,与哺乳动物的亲缘关系较远。     

Molecular characterization of heat shock protein 70 genes in the liver of three warm freshwater fishes with differential tolerance to microcystin-LR

Heat shock protein 70 (HSP70) protect cell from oxidative stress by preventing the irreversible loss of vital proteins and facilitating their subsequent regeneration. Silver carp (Hypophthalmichthys molitrix), grass carp (Ctenopharyngodon idellus), and Nile tilapia (Oreochromis nilotica) are three warm freshwater fishes with differential tolerance to microcystin-LR (MC-LR). Full-length cDNAs encoding the HSP70 were cloned from the livers of the three fishes. The HSP70 cDNAs of silver carp, grass carp, and Nile tilapia were 2356, 2348, and 2242 bp in length and contained an open-reading frame of 1950 bp (encoding a polypeptide of 649 amino acids), 1950 bp (649 amino acids), and 1917 bp (638 amino acids), respectively. Like mammalian HSP70, the HSP70 of the three fish was also composed of an ATPase domain from residues 1 to 383 (44 kDa), substrate peptide binding domain from residues 384 to 544 (18 kDa), and a C-terminus domain from residues 545 to 649 (10 kDa). The relatively high conservation of HSP70 sequences among different vertebrates is consistent with their important role in fundamental cellular processes. Using beta-actin as an external control, RT-PCR within the exponential phase was conducted to determine the constitutive and inducible expression level of HSP70 gene among the three fishes (6-12 g) intraperitoneally injected with MC-LR (50 μg kg(-1) body weight). Both constitutive and inducible liver mRNA levels of the fish HSP70 genes showed positive relationships with their tolerance to MC-LR: highest in Nile tilapia, followed by silver carp, and lowest in grass carp. The differential expression pattern of liver HSP70 genes in the three fish indicated a potential role of HSP70 in the detoxification process of MC-LR.     

草鱼α1-抗胰蛋白酶基因cDNA全长克隆与表达分析

采用RACE技术获得α1-抗胰蛋白酶基因cDNA全长序列为1 469 bp,开放阅读框为1 329 bp,可编码442个氨基酸。5′非编码区长19 bp,3′非编码区长121 bp。核苷酸序列分析表明,在N端可能存在一个由1～21位氨基酸残基组成的信号肽;与斑马鱼的同源性最好,其次是虹鳟;在系统进化上,与在斑马鱼、虹鳟共聚为一个大支。用半定量RT-PCR分析正常及细菌诱导下草鱼α1-抗胰蛋白酶基因在不同组织中的表达分布。结果显示:正常情况下,草鱼α1-抗胰蛋白酶在肝脏表达最丰富,在脾脏、前肾、前肠、中肠、后肠和也有少量表达;细菌诱导下,肝脏中表达最强,前肾、脾脏、肠道中表达均明显提高,心脏和后肾中也出现较高表达。提示α1-抗胰蛋白酶可能参与了机体对嗜水气单胞菌感染的免疫应答。