生物信息学研究新基因LRP15

为了利用生物信息学探索网上克隆基因与预测基因功能的新方法,首先用一段1.8kbDNA片段的人类EST数据库中进行电子杂交并对相互重叠的EST片段组装,通过引物设计进行cDNA末端快速扩增,以高通量基因组序列（HTGS）数据库及SAGE库为基础,进行染色体定位及组织表达分析。通过DAS及RPS－BLAST程序预测其蛋白质结构及功能。结果显示,LRP15 cDNA全长1718bp,含一个780bp的开放读码框架,编码259个氨工酸,该基因定位于染色体3p24,在多种组织中表达。其编码蛋白含有N端富含亮氨酸重复序列及潜在的穿膜序列。研究表明,生物信息学是克隆与预测基因功能的有效方法;LRP15基因可能是一个参与细胞发育调控的新基因。     

人脑内-含有ACP样结构域新基因的发现

为寻找脑内新基因,以正常成人全脑cDNA为模板,采用锚定PCR方法进行扩增,将经琼脂糖DNA电泳 鉴定获得的一约1200bp大小的特异性条带回收,并克隆入Teasy载体.用310 Genetic Analyzer进行自动测序. 所得序列进行生物信息学分析BLAST相似性分析结果证明所得序列为新序列,读框分析表明,该序列中存在 一完整编码区,编码含357个氨基酸的蛋白质.ProDom软件分析发现其含有酰基携带蛋白(ACP)样结构域. 随后,经3'RACE法克隆到该基因的全长cDNA,其全长为2024bp,染色体定位在14q11.2,含有16个外显子, 15个内含子,该基因已登录到GenBank.经设计编码区引物,从Teasy载体扩增出编码区后再克隆入pGEX-4T1 表达载体,经异丙基硫代-D-乳糖苷(IPTG)化学诱导表达.其编码区克隆人pGEX-4T1表达载体后,转入 JM109宿主菌,经IPTG诱导已得到表达.点杂交及RNA印迹表明,该基因在正常成人脑内广泛高表达.     

森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实FaMADS1基因克隆

本文利用生物信息学方法对森林草莓（Fragaria vesca）基因组数据库中MADS-box基因的数量、结构类型、序列特征及染色体定位进行分析。结果表明,获得70个含SRF-TF结构域的森林草莓Fv MADS基因,DNA长度289~14 596 bp,编码66~1 437个氨基酸残基,有21个Fv MADS没有内含子,在7条染色体上呈不均匀分布;68个Fv MADS蛋白序列含有保守基序Motif 1,最佳匹配序列为＂RQVTFSKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVALIIFSSRGKLYEF＂。另外,从栽培品种‘丰香’草莓果实中克隆了Fa MADS1基因,该基因属于MADS-box基因家族,c DNA全长1 167 bp,编码区750 bp,推导编码249个氨基酸,具有MADS结构域和K-box结构域。     

表达序列标签数据库搜索鉴定小鼠UBAP1基因及其数字化表达分析

UBAP1(ubiquitin associated protein 1)基因是最近克隆的一个定位于人类染色体9p21-22鼻咽癌杂合性丢失高频区的泛肽相关蛋白家族新成员.为了深入研究UBAP1基因的功能,利用计算机对表达序列标签(expressed sequence tag, EST)、UniGene等数据库进行综合搜索分析,结合cDNA克隆测序的方法, 成功地获得了UBAP1基因在小鼠中的同源基因.小鼠UBAP1基因cDNA全长为2 676 bp,编码一个由441个氨基酸组成的蛋白质,在其蛋白质C端只有一个泛肽相关功能域（UBA domain）.与人UBAP1基因相比,两者编码的氨基酸序列有89%相同.基于EST的数字化表达分析显示UBAP1基因在小鼠正常组织中广泛高表达.     

人脑内一含有ACP样结构域新基因的发现

为寻找脑内新基因，以正常成人全脑cDNA为模板,采用锚定PCR方法进行扩增, 将经琼脂糖DNA电泳鉴定获得的一约1 200 bp大小的特异性条带回收，并克隆入T easy载体.用310 Genetic Analyzer进行自动测序.所得序列进行生物信息学分析：BLAST相似性分析结果证明所得序列为新序列，读框分析表明，该序列中存在一完整编码区，编码含357个氨基酸的蛋白质.ProDom软件分析发现其含有酰基携带蛋白（ACP）样结构域.随后，经3′RACE法克隆到该基因的全长cDNA,其全长为2 024 bp,染色体定位在14q11.2,含有16个外显子，15个内含子，该基因已登录到GenBank.经设计编码区引物，从T easy载体扩增出编码区后再克隆入pGEX-4T1表达载体，经异丙基硫代-D-乳糖苷(IPTG)化学诱导表达.其编码区克隆入pGEX-4T1表达载体后，转入JM109宿主菌，经IPTG诱导已得到表达.点杂交及RNA印迹表明，该基因在正常成人脑内广泛高表达.     

利用GST融合蛋白表达系统表达与纯化人N-Ras蛋白

目的:克隆人N-ras蛋白全长编码区基因,获得其原核表达产物,并对融合蛋白进行纯化。方法:采用PCR技术从人乳腺文库中扩增出人N-ras蛋白全长编码区基因,将其克隆到p GEX-KG载体中,在大肠杆菌Rossate中表达后,利用GST-Sepharose 4B亲和珠对原核表达产物进行纯化,SDS-PAGE鉴定表达与纯化产物。结果:从人乳腺文库中扩增获得约600 bp的DNA片段,并克隆至p GEX-KG载体上,经测序与目的序列完全一致;在大肠杆菌Rossate中诱导表达出相对分子质量约47×103的目的蛋白;纯化后,经鉴定获得了纯度较高的重组蛋白GST-N-Ras。结论:获得了重组蛋白GST-N-ras,为后续深入研究Ras基因与其他癌基因、抑癌基因的相互作用奠定了基础。     

家蝇变应原Tropomyosin基因的克隆、序列分析及诱导表达

对家蝇变应原原肌球蛋白(Tropomyosin)基因进行同源克隆,序列分析;构建原核表达载体并在大肠杆菌中表达。从家蝇幼虫cDNA文库中筛选获得Tropomyosin基因。以该基因的cDNA文库质粒为模板,进行PCR扩增,获得家蝇Tropomyosin完整编码序列。运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、信号肽、二级结构、三级结构、抗原表位和亚细胞定位等方面进行预测和分析。构建pEASY-E1-Tropomyosin重组质粒,转化到大肠杆菌OrigamiB(DE3)中进行诱导表达。Tropomyosin基因ORF全长828 bp,编码275个氨基酸,理论分子量31.6 kD;等电点为4.65,具有Tropomyosin家族的蛋白保守结构域。成功构建重组原核表达pEASY-E1-Tropomyosin并诱导表达重组蛋白。     

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)干扰素调节因子2基因的克隆及原核表达

干扰素调节因子(Interferon regulatory factor,IRF)是一种多功能的转录因子。采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了红鳍东方鲀干扰素调节因子2(Interferon regulatory factor 2,IRF2)基因的全长c DNA。该基因全长为1 552 bp,其中5'非编码区(5'-UTR)187 bp,3'非编码区(3'-UTR)429 bp,编码区(CDS)为936 bp,共编码311个氨基酸。将IRF2的编码区序列连接到原核表达载体p ET32a(+),成功构建了重组体p ET32a(+)-IRF2。将重组体p ET32a(+)-IRF2转入大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)中,获得了重组表达IRF2的基因工程菌。经IPTG诱导,p ET32a(+)-IRF2在BL21中得到了融合表达。通过对表达产物的纯化和Western blotting检测,结果显示红鳍东方鲀IRF2基因在大肠杆菌中的表达效果较高,目的蛋白准确。     

尼罗罗非鱼Ly75基因的克隆、原核表达和多克隆抗体制备

[目的]获得尼罗罗非鱼淋巴细胞抗原75(OnLy75)基因的cDNA序列和多克隆抗体。[方法]采用RACE技术克隆OnLy75基因的cDNA全序列,通过DNAMAN、MEGA等软件分析其序列特征;构建OnLy75的原核表达载体,并对其重组蛋白进行原核诱导表达;将纯化后的OnLy75重组蛋白免疫新西兰大耳白兔,并通过Western Blot技术检测多克隆抗体的效果。[结果]OnLy75的cDNA序列全长为6 632 bp,开放阅读框5 199 bp,编码1 732个氨基酸。其OnLy75重组蛋白主要存在于包涵体中;将重组蛋白纯化后免疫新西兰大耳白兔,成功获得了兔抗OnLy75多克隆抗体。用该多抗对尼罗罗非鱼不同器官进行Western Blot内源性检测,结果显示该蛋白在精巢中有丰富的表达。[结论]兔抗OnLy75多克隆抗体的成功制备,为进一步深入研究OnLy75在尼罗罗非鱼组织中的定位及功能研究提供了工具。     

中华蜜蜂SRP9基因的克隆、序列分析及原核表达

【目的】探究中华蜜蜂Apis cerana cerana信号识别颗粒9(signal recognition particle 9,SRP9)基因的序列,获得纯化的重组蛋白,为探究其蛋白功能奠定基础。【方法】利用RT-PCR方法,以中华蜜蜂的c DNA为模板扩增中华蜜蜂SRP9基因编码区,并通过软件MEGA5.1构建系统发育树,运用Predice Protein和SWISS-MODEL等软件预测分析蛋白结构;用大肠杆菌Escherichia coli表达系统进行原核表达;采用尿素洗脱法进行重组蛋白纯化。【结果】扩增得到的中华蜜蜂SRP9基因编码区长为237 bp,命名为Acc SRP9。该基因编码78个氨基酸,编码蛋白的相对分子量为9.36 k D,等电点为9.17。系统进化树分析表明,Acc SRP9与西方蜜蜂Apis mellifera的SRP9和小蜜蜂Apis florea的SRP9聚成一支。蛋白质二级结构预测发现其含有2个α-螺旋区和3个β-折叠区。利用同源建模获得蛋白质的三维结构。将Acc SRP9连入表达载体p GEX-6P-1并在BL21(DE3)中进行原核表达,发现该重组蛋白表达在包涵体中,经蛋白纯化,最终获得了N端带GST标签的重组蛋白p GEX-6P-1-SRP9。【结论】本研究成功克隆了中华蜜蜂SRP9基因Acc SRP9,对其序列进行了分析,并获得了带有标签的重组蛋白,为进一步研究该基因的功能提供参考和材料。     

内蒙古白绒山羊TSC2基因克隆与表达模式分析

旨在克隆内蒙古白绒山羊TSC2基因cDNA并分析其特性及基本表达模式.利用RT-PCR分段克隆TSC2基因cDNA片段并测序,将得到的cDNA各片段核苷酸序列拼接后获得绒山羊TSC2基因编码区全长序列(HQ684023)并进行生物信息学分析.半定量RT-PCR方法检测TSC2基因在不同组织中的表达特异性.结果表明内蒙古白绒山羊TSC2基因cDNA编码区核苷酸序列为5184 bp,包含了编码1727个氨基酸残基的全长ORF.核苷酸序列与牛、猪、马、大熊猫、犬、恒河猴、人、小鼠及大鼠的同源性分别为97％、90％、89％、88％、87％、87％、87％、86％和86％.NCBI CDD程序预测该基因编码的蛋白质有一个Tuberin结构域和一个Rap-GAP结构域;Psite程序分析有5个N糖基化位点、2个cAMP和cGMP依赖蛋白激酶磷酸化位点、16个蛋白激酶C磷酸化位点、25个酪蛋白激酶磷酸化位点.PSORT程序预测其定位于胞内体膜.TSC2基因在内蒙古白绒山羊的睾丸、脑、肝脏、肺、乳腺、脾和肾脏等组织中都有表达,mRNA丰度在睾丸中较高,乳腺中较低.     

人腺苷酸环化酶激活多肽cDNA克隆和序列分析

以人睾丸组织总ＲＮＡ为材料,用ＲＴ－ＰＣＲ方法合成了人腺苷酸环化酶激活多肽（ＡＣＡＰ）编码区（５３０ｂｐ）和全长ｃＤＮＡ（１９３０ｂｐ）片段．并分别将这些ｃＤＮＡ片段克隆入ｐＵＣ１８载体的ＳｍａⅠ限制性内切酶位点．对重组质粒分别采用直接ＤＮＡ双链末端终止法和在核酸外切酶Ⅲ和核酸酶Ｓ１作用下连续缺失ＤＮＡ后,相继克隆,构成一系列连续缺失的缺失体的方法,测定了全部核苷酸顺序．结果表明：ＡＣＡＰ编码区的ｃＤＮＡ顺序与已报道的有１２处碱基的改变,其中１１处碱基顺序的改变不引起编码的氨基酸变化,只有第３８５位的Ｔ→Ａ后,才引起其编码的氨基酸由Ｓｅｒ→Ｔｈｒ,但由于Ｓｅｒ和Ｔｈｒ的理化性质极其相似,这一变化可能并不导致蛋白质的生物活性的变化．这些改变可能是由于种族、群体或个体的差异．     

小鼠Uncv基因克隆及真核表达

目的 克隆小鼠的Uncv基因并在真核细胞表达.方法 采用RT-PCR方法扩增小鼠皮肤组织中Uncv基因编码区,以真核表达质粒pcDNA 3.1-Flag为载体,构建Uncv真核表达质粒,将重组载体转染Hela细胞并用Western blot法检测基因表达.结果 构建Uncv基因真核表达载体pcDNA 3.1-Flag/Unev,重组质粒在Hela细胞中有效表达约95×103的融合蛋白.结论 成功构建真核表达载体pcDNA 3.1-Flag/Uncv,并且在真核细胞中有效表达,为研究Uncv基因生物学功能奠定基础.     

人白细胞介素-17基因的克隆、表达及其表达产物的分离纯化

利用ＲＴ－ＰＣＲ方法成功地从ＰＩ（ＰＭＡ,Ｉｏｎｏｍｙｃｉｎ）、ＰＨＡ活化的人Ｔ细胞中扩增出ｈＩＬ－１７编码区ｃＤＮＡ（４６８ｂｐ）,克隆测序证实得到该基因．用特殊设计的引物扩增ｈＩＬ－１７成熟肽编码区（４１４ｂｐ）,接入表达载体ｐＥＴ３０ａ质粒中．ｐＥＴ３０ａ－ｍｈＩＬ－１７在大肠杆菌ＢＬ２１（ＤＥ３）中获得高效表达,目的蛋白占总菌体蛋白５０％左右．经凝胶过滤和阴离子交换层析两步分离纯化和复性,得到单体型ｒｍｈＩＬ－１７,纯度达９８％以上,Ｎ端１６个氨基酸序列分析,结果与文献报道一致．ＳＤＳ－ＰＡＧＥ法测定分子量为１６ｋＤ,薄层丙烯酰胺凝胶等电聚焦分析该蛋白等电点为ｐＨ８．８～８．９,３ＨＴｄＲ参入法测定ｒｍｈＩＬ－１７单体的体外活性,实验结果表明ｒｍｈＩＬ－１７对ＰＨＡ活化人的ＰＢＭＣ细胞具有抑制作用,结果同可溶型ＩＬ－１７Ｒ性质相似     

粘红酵母乙酰辅酶A羧化酶（ACC）基因的克隆及CT功能域基因的原核表达

利用简并PCR结合染色体步移法首次克隆获得粘红酵母乙酰辅酶A羧化酶（ACC）基因的全长序列信息。序列分析表明,该基因包含2个内含子,分别位于42～147 bp和315～677 bp处,编码区域总长为6 801bp,推导的氨基酸序列进行二级结构分析具备乙酰辅酶A羧化酶典型的3个功能域：生物素羧化酶（BC）、生物素羧基载体蛋白（BCCP）和羧基转移酶（CT）。克隆该基因的CT功能域基因,连接到原核表达载体pET-28a上,在Escherichia coli BL21（DE3）中成功表达,利用Ni-NTA树脂柱纯化获得CT的可溶性重组蛋白,浓度为1.8mg/mL,为研究ACC的功能和针对CT作用的除草剂机理研究提供了有价值的材料。     

Rhox5基因真核表达质粒的构建及其在NIH3T3细胞中的稳定表达

目的:构建同源异性框基因Rhox5的真核表达质粒,转染NIH3T3细胞,建立稳定过表达Rhox5的细胞系。方法:PCR方法扩增Rhox5的全长cDNA序列,PCR产物双酶切后和人工合成的HA抗原表位标签共同克隆至pcDNA3.1(-)哺乳动物细胞表达载体中,构建pcDNA-Rhox5-HA融合表达质粒。脂质体法将经过测序成功的pcDNA-Rhox5-HA融合质粒和pcDNA3.1空载体分别转染NIH3T3细胞,潮霉素B筛选后建立阴性对照pcDNA3.1 in NIH3T3和稳定过表达Rhox5的Rhox5-HA in NIH3T3细胞系。RT-PCR和western blotting方法检测Rhox5-HA在稳定转染细胞系中的表达情况。结果:成功构建了pcDNA-Rhox5-Myc重组质粒,获得稳定过表达Rhox5的NIH3T3细胞系。RT-PCR和Western blotting结果表明,构建的稳定细胞系中成功表达Rhox5-HA融合蛋白。结论:Rhox5基因真核表达质粒的构建及其在NIH3T3细胞中的稳定表达为进一步体外研究Rhox5蛋白单独的功能及其与其他分子间功能性相互作用奠定了实验基础。     

内蒙古白绒山羊IGF-IR基因cDNA克隆及组织表达特异性分析

旨在克隆内蒙古白绒山羊IGF-IR基因并分析其基本表达模式.采用RT-PCR克隆基因,将得到的IGF-IR基因cDNA片段的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析.半定量RT-PCR进行组织特异性表达检测.获得了内蒙古白绒山羊IGF-IR基因3’端编码区2118 bp的cDNA序列(JN200823),编码705个氨基酸残基.核苷酸序列与牛的IGF-IR( XM606794.3)基因同源性为98％,相应的氨基酸序列同源性为99％.SMART分析表明,推导出的编码蛋白具有跨膜域,酪氨酸激酶催化域.半定量RT-PCR检测表明,IGF-IR基因在绒山羊脑、胰腺、肝、肾组织中均有表达.     

球毛壳菌（Chaetomium globosum）过氧化物膜蛋白过敏原基因克隆、序列分析及原核表达

以球毛壳菌cDNA文库中获得过氧化物膜蛋白（pero）基因片段（GenBank Accn:BP099709）为基础,用RACE 技术获得该基因的全长cDNA序列。序列长747bp,由412bp的3′RACE产物和508bp的5′RACE产物拼接而成。开放阅读框501bp,编码166个氨基酸,蛋白分子量为17.5kD,理论等电点为5.75。利用cDNA两侧非编码区序列作引物克隆出该基因的DNA序列,序列分析表明该基因由2个内含子和3个外显子组成。ClustalX多序列比对表明：该基因与粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）的过氧化物膜蛋白过敏原同源性最高（83%）。将pero基因编码区克隆到原核表达载体pET28a中,构建成表达质粒pET28a-pero并转化大肠杆菌BL21,IPTG诱导后SDS-PAGE检测表达情况,结果发现在21kD处有一特异性融合蛋白带,大小与预期相符,说明该基因已经在大肠杆菌中表达。克隆的cDNA序列、DNA序列及推测的氨基酸序列在GenBank登录(登录号分别为AY555771,AY584753,AAS66898)。     

Alternate splicing of mRNAs encoding human mast cell growth factor and localization of the gene to chromosome 12q22-q24.

Human mast cell growth factor (MGF) complementary DNAs (cDNAs) were cloned from HeLa cells using the polymerase chain reaction with oligonucleotides corresponding to murine and human MGF sequences. Sequencing of the cloned human MGF polymerase chain reaction products revealed two types of cDNA: a full length form corresponding in size to the murine cDNA, and an alternately spliced clone with a deletion of the sixth exon of the gene. Since membrane-bound MGF is predicted to be proteolytically cleaved within the sequences encoded by exon 6 to generate a soluble protein, this alternately spliced cDNA would likely encode a noncleavable, membrane-bound form of MGF. No difference in biological activity on human bone marrow cells was observed with recombinant, soluble forms of both types of human MGF protein. Our previous localization of the murine MGF gene to the Sl locus on chromosome 10 suggested (via conserved linkage groups) that the human MGF gene would be located on human chromosome 12. Therefore, rodent-human somatic cell hybrids with or without an entire human chromosome 12 and hybrids retaining partial 12 were tested by Southern blot analysis and used to show the presence of the human Mgf locus at chromosome region 12q. Chromosomal in situ hybridization localized the gene to 12q22-q24 in the region predicted by the comparative mapping of the murine Mgf/Sl locus.