日本血吸虫磷酸甘油酸变位酶SjPGAM基因的克隆、表达及功能分析

磷酸甘油酸变位酶(Phosphoglycerate mutas)是糖酵解过程中的一种重要酶,主要催化3-磷酸甘油酸转化为2-磷酸甘油酸.利用PCR技术从日本血吸虫19 d童虫中首次扩增到一个PGAM家族基因,序列分析表明该基因的完整编码框含753 bp,编码250个氨基酸,理论分子量28.26 kD,理论等电点7.01.同源性分析结果表明,该基因的氨基酸序列具有典型PGAM家族特征,推测为血吸虫的PGAM基因,命名为SjPGAM(GenBank Accession No.EU374631).实时定量PCR分析显示该基因在14d和19d童虫中的表达量明显高于其他发育阶段,42d雄虫中的表达量高于雌虫.构建了该基因的原核重组表达质粒pET-28a( )-PGAM,在大肠杆菌系统中成功获得了表达,重组蛋白以包涵体形式存在,Western blotting显示表达产物能被日本血吸虫成虫粗抗原免疫血清所识别.SjPGAM基因及其表达产物的获得,为探索PGAM基因家族在血吸虫能量代谢过程中碳水化合物转运、新陈代谢调节和生长发育提供了重要基础.     

意大利蜜蜂甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因amGAPDH2的cDNA克隆与序列分析

应用RT-PCR技术克隆了意大利蜜蜂(Apis mellifera)甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因amGAPDH2,利用MEGA5.1、DNAMAN、PredictProtein和I-TASSER等软件对该基因进化关系以及其所对应的蛋白的同源性、理化性质和结构进行了预测和分析。从意大利蜜蜂cDNA文库中克隆得到了长1188 bp的amGAPDH2序列,GenBank登录号为MH152402。该序列具有完整的开放阅读框(ORF,114~1115 bp),其编码333个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列与其它昆虫的GAPDH有较高的序列相似性(80%以上),系统进化分析表明amGAPDH2与中华蜜蜂、小蜜蜂的序列相似性最高。利用ProtParam等软件对amGAPDH2编码的蛋白质分析结果显示,amGAPDH2属于不稳定、亲水性蛋白;二级结构属于混合型,Helix占25.53%、Strand占24.62%、Loop占49.85%;am GAPDH2具有两个保守结构域:一个是N端的NAD(P)结合结构域,另一个是C端的催化结构域Gp_dh_C。该研究为后期amGAPDH2基因的生理功能研究提供了理论依据。     

中华蜜蜂化学感受蛋白基因Acer-CSP1克隆与表达特征分析

化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)是昆虫化学感受系统中重要的组成部分之一。本研究克隆了中华蜜蜂Apis cerana cerana化学感受蛋白基因Acer-CSP1, 其核苷酸全长351 bp （GenBank登录号为FJ157352）, 编码116个氨基酸残基, 预测蛋白分子量为13.85 kD, 等电点为4.89, 且含有4个保守的半胱氨酸残基, 均符合昆虫CSPs的一般特征, 且与意蜂CSP1基因具有99.1%的相似性, 与其他昆虫也有45.3%~68.0%的相似性。利用2^-ΔΔCt法及绝对定量法的real-time PCR技术对Acer-CSP1在中蜂不同器官表达特征进行了研究, 得出的一致结论为Acer-CSP1显著水平地高丰度表达于中华蜜蜂触角, 其次大量表达于头部。由于触角为中华蜜蜂最主要的嗅觉器官, 而头部则具有发达的感觉神经系统和味觉系统, 这也提示Acer-CSP1极有可能参与中华蜜蜂的嗅觉以及其他化学感受功能。     

意大利蜜蜂amPGAM2基因的克隆、序列特征及表达分析

【目的】磷酸甘油酸变位酶(PGAM)是糖酵解和葡萄糖异生途径中一种发挥重要作用的蛋白酶,本研究拟明确amPGAM2基因的序列特征及表达模式。【方法】以意大利蜜蜂Apismellifera为研究对象,克隆了amPGAM2基因的cDNA序列,分析了其序列特征及其在工蜂、雄蜂、蜂王的不同发育时期的表达模式。【结果】序列特征分析表明,克隆所得序列全长976 bp,包含1个完整的开放阅读框,共编码254个氨基酸。该基因核苷酸序列与中华蜜蜂Apiscerana(98.4%)高度相似,并存在15个潜在抗原表位、9个磷酸化位点和5个组氨酸磷酸酶域活性部位,属于组氨酸磷酸酶超家族,是一种二磷酸甘油酸依赖性的可溶中性稳定蛋白。荧光定量PCR结果表明,amPGAM2基因在不同品级、不同发育时期的表达差异显著(P0.05)。工蜂卵期3日龄、幼虫期5日龄表达最高,雄蜂成虫期表达最高,蜂王幼虫期4日龄表达最高,且工蜂、雄蜂及蜂王由卵孵化成幼虫阶段和由红眼蛹羽化至成虫阶段,其表达都呈上升趋势。【结论】本研究结果推测amPGAM2基因在卵的孵化及精卵发生过程中具有重要作用,为进一步认识意大利蜜蜂生殖发育过程中的能量代谢提供理论基础。     

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。     

中华蜜蜂气味受体基因AcOr170的克隆与序列分析

本研究采用自行设计的引物对中华蜜蜂Apis cerana cerana雄蜂触角中气味受体基因(Odorant receptors 170)Ac Or170的c DNA序列进行了克隆和序列分析,以探寻中华蜜蜂雄蜂气味受体Ac Or170基因在近缘种昆虫间的进化差异。结果表明:中华蜜蜂雄蜂气味受体基因Ac Or170的c DNA序列总长度为1356 bp,编码区序列长度为1188 bp,共编码396个氨基酸,其分子量为46.272 k Da,等电点8.96,Genbank登录号:KX264359。结构域的分析结果显示,该蛋白具有7tm-6一个保守结构域。经序列比对后发现,Or170的序列在中华蜜蜂、西方蜜蜂和大蜜蜂间的亲缘性很近。     

中华蜜蜂PLA2基因的生物信息学分析及响应高温胁迫的表达模式

磷脂酶A2 (PLA2)对细胞膜流动性、膜蛋白活性等细胞生理功能有重要调节作用。高温等环境压力对细胞的生理代谢有较大的影响,其在生物体抗逆过程中的调控作用一直备受关注。本研究以中华蜜蜂Hymenoptera: Apidae: Apis cerana cerana PLA2基因序列为基础,对其蛋白结构进行预测,分析该基因在不同温度和高温不同胁迫时间下的表达差异,以揭示该基因在中华蜜蜂抗高温过程中的生理功能。结果显示,中华蜜蜂PLA2基因包含745 bp的开放阅读框,编码169个氨基酸,蛋白分子量为19.3 kDa,无跨膜结构,不属于膜蛋白。氨基酸同源序列比对结果显示,中华蜜蜂PLA2序列与蜜蜂科昆虫的相似性最高,与其他膜翅目昆虫的相似性存在差异。qRT-PCR结果显示,PLA2在35℃、40℃和45℃处理下的表达量较高,较高的温度能诱导该基因表达的增加。同时,PLA2的表达受高温胁迫时间的影响,较长时间的高温胁迫导致PLA2基因的表达增加。本研究结果表明PLA2在中华蜜蜂应对高温胁迫时发挥重要生理功能。     

产甘油假丝酵母甘油合成关键酶编码基因的克隆

产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)作为优良的甘油生产菌株已经成功应用于工业化生产。但相对于酿酒酵母, 该菌株的耐高渗机理和甘油代谢的分子机制还不甚清楚。本文根据已公布的3-磷酸甘油脱氢酶基因的序列信息, 设计出一组寡核苷酸, 再运用简并PCR结合反向PCR技术从C. glycerinogenes的基因组DNA中获得了4 900 bp的核苷酸序列, 递交GenBank (No. EU186536)。该序列包含完整的编码胞浆3-磷酸甘油脱氢酶编码基因(CgGPD)开放阅读框及其上、下游调控序列。1 167 bp的开放阅读框编码388个氨基酸残基的蛋白。所演绎出氨基酸序列分析比对结果表明该基因产物的序列具有典型的胞浆3-磷酸甘油脱氢酶结构特征, 但与已鉴定的相关基因存在中等程度的同源性并在相应的辅酶催化位点和底物结合位点区域具有高度的保守性, 在氨基酸水平上与安格斯毕赤酵母的相似性最高, 达到70.9%。该基因在Saccharomyces cerevisiae W303A中异源表达能够显著提高细胞的甘油合成能力。     

中华蜜蜂酪胺受体基因克隆及表达分析

酪胺(tyramine)属于生物多聚胺类,是昆虫中枢神经系统内重要的神经递质、神经调质和神经激素,参与调控昆虫的多种行为和生理过程,如酪胺受体基因参与调控动物的学习与记忆。本研究首次克隆获得中华蜜蜂(Apis cerana cerana)酪胺受体基因Actyr1和Actyr2的全长cDNA序列,利用qRT-PCR方法鉴定了Actyr1和Actyr2在中华蜜蜂不同组织器官中的表达谱,采用地高辛原位杂交技术对Actyr1和Actyr2在大脑中的表达进行了定位。中华蜜蜂Actyr1、Actyr2的cDNA全长序列分别为1241 bp(GenBank登录号：KC814693)和1270 bp(GenBank登录号：KC814694),分别编码297、399个氨基酸残基。qRT-PCR分析结果表明,Actyr1和Actyr2在不同组织中的表达量为头部最高,其次是腹部表皮,触角和胸部肌肉的表达量最低,并且头部的表达量显著高于其他组织的表达量;原位杂交结果显示,Acytr1和Actyr2在中华蜜蜂大脑蘑菇体的凯尼恩细胞、触角叶周围的细胞处均有较强阳性着色。这些研究表明,Acytr1和Actyr2基因可能参与了蜜蜂的学习记忆,并且在相同的细胞中互相作用,共同调控蜜蜂的生物学功能。     

东亚飞蝗中肠几丁质酶基因的克隆、序列分析及组织定位

通过RACE方法,克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)几丁质酶基因 (LmChi)cDNA全序列 (GenBank 登录号：EF092841)。获得的cDNA全长1 604 bp,其中可读框1 452 bp, 编码483个氨基酸。推测其氨基酸序列与18家族昆虫几丁质酶有较高的相似性。与其他几丁质酶一样,东亚飞蝗几丁质酶序列也包含一个信号肽、一个几丁质酶活性位点、一个碳端丝氨酸富集区和一个几丁质结合域。半定量RT-PCR研究表明,LmChi基因只在东亚飞蝗不同发育阶段的中肠组织中表达,而在东亚飞蝗体壁、前肠和后肠均没有发现LmChi基因的转录。     

SEQUENCE ANALYSIS OF A NOVEL INSECT PHOSPHOGLYCERATE MUTASE GENE FROM THE CHINESE HONEYBEE,APIS CERANA*

A clone inserted with 1 104 bp fragment containing a 765bp Open Reading Frame(ORF), encoding a putative 2,3‐bisphosphoglycerate(2,3BPG) dependent Phosphoglycerate mutase(dPGAM) that catalyzes the transfer of a phosphate group from the C3 carbon atom to the C2 carbon atom of phosphoglycerate, was screened by mass sequencing from the cDNA library of the venom glands of Apis cerana. The deduced amino acid sequence shared high similarities (39% ‐ 88%)with the dPGAM of 7 other organisms, but the similarities with the iPGAM of 4 other organisms were low (10% ‐ 12%). Moreover, the alignment of Ac‐PGAM with the dPGAMs from 7 other organisms showed that all the active site amino acid residues were conserved. This result shows that Ac‐PGAM is a typical dPGAM. Thus, this is the second PGAM gene reported in Insecta. Furthermore, phylogenetic analysis showed that the evolutionary tree of PGAMs reflects the systematic relationship of species.     

柯萨奇病毒A组16型河南省分离株基因组序列分析

为了解河南省手足口病患者标本中分离柯萨奇A组的16型(CoxAl6)病毒基因组特征,对2010年采集的手足口病患者临床标本406份进行RT-PCR扩增和病毒分离鉴定;通过10对引物分段扩增和拼接CoxAl6分离株基因组序列,利用生物信息学软件对序列分析,构建序列遗传发育树。测序获得河南省CoxAl6分离株HN1162/HN/CHN/2010基因组全长序列7 411bp,5′非编码区(5′UTR)、P1、P2、P3、3′非编码区(3′UTR)区域核苷酸序列与GenBank公布的其它分离株相似性分别为87.0%～97.9%、77.0%～95.4%、80.3%～96.9%、77.9%～96.2%、80.5%～100%;VP1区核苷酸相似性为91.4%～96.4%,氨基酸相似性为99.3%～99.7%;遗传发育树分析表明与我国深圳、广州、福建分离株处于同一分支。河南省手足口病患者标本CoxAl6病毒分离株属于C2基因亚型/B-2基因亚型,对加强该病毒变异检测,预防控制手足口病疫情具有重要意义。     

Clonorchis sinensis: molecular cloning and functional expression of novel cytosolic malate dehydrogenase

The NAD-dependent cytosolic malate dehydrogenase (cMDH, EC 1.1.1.37) plays a pivotal role in the malate-aspartate shuttle pathway that operates in a metabolic coordination between cytosol and mitochondria, and thus is crucial for the survival and pathogenicity of the parasite. In the high throughput sequencing of the cDNA library constructed from the adult stage of Clonorchis sinensis, a cDNA clone containing 1152bp insert was identified to encode a putative peptide of 329 amino acids possessing more than 50% amino acid sequence identities with the cMDHs from other organisms such as fish, plant, and mammal. But low sequence similarities have been found between this cMDH and mitochondrial malate dehydrogenase as well as glyoxysomal malate dehydrogenase from other organisms. Northern blot analysis showed the size of the C. sinensis cMDH mRNA was 1.2 kb. The cMDH was expressed in Escherichia coli M15 as a His-tag fusion protein and purified by BD TALON metal affinity column. The recombinant cMDH showed high MDH activity of 241 U mg(-1), without lactate dehydrogenase and NADP(H) selectivity. It provides a model for the structure, function analysis, and drug screening on cMDH.     

甘蔗乙烯合成酶基因家族三个成员的克隆与序列分析

ACC（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid）合成酶是高等植物乙烯生物合成途径中的限速酶.根据已克隆的植物ACS（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase）基因同源序列,设计简并引物,以甘蔗叶片总DNA为模板,通过PCR扩增,得到3条特异性强的扩增片段：Sc-ACS1为1 041 bp、Sc-ACS2为1 345 bp和Sc-ACS3为1 707 bp.将序列在GenBank核酸数据库进行同源性搜索,结果表明,3个片段均为ACS基因,推导编码的蛋白质序列分别包含326、242和310个氨基酸.其中,Sc-A CS1和Sc-ACS3同源性最高,核苷酸序列和蛋白质氨基酸序列分别有98%和96%同源,与禾本科植物玉米Zm ACS6、水稻OS-ACS2、毛竹等ACS基因家族也有很高的同源性,核苷酸序列同源性为88%-98%,蛋白质氨基酸序列同源性为73%-81%.甘蔗Sc-ACS2与水稻OS-ACS5在核苷酸和氨基酸序列上分别有91%和79%同源性,但与甘蔗Sc-ACS1和Sc-ACS3基因成员之间,氨基酸同源性分别只有45%和49%.系统进化分析表明,Sc-ACS1和Sc-ACS3基因与玉米Zm ACS6基因亲缘关系最近,而Sc-ACS2基因与水稻OS-ACS5基因亲缘关系最近.Southern杂交表明三基因在基因组中确实存在而且是多拷贝基因.三个片段已在GenBank数据库中注册,注册号分别为AY620985、AY620986和AY788919.     

鹅白细胞介素 2基因的克隆与分子模型

对鸡、鸭、火鸡IL-2的核苷酸序列进行比较,在其保守区设计引物,通过RT-PCR方法扩增和克隆了鹅白介素2 (goIL-2) 的核苷酸序列。该序列由768 nt组成,编码一条由141个氨基酸组成的前体蛋白。goIL-2核苷酸序列和氨基酸序列与鸭IL-2(duIL-2)核苷酸序列和氨基酸序列的同源性为90.1%和83.6%,与鸡、火鸡和鹌鹑IL-2的同源性为69.7%-75%和61.0%-63.1%,与哺乳动物IL-2的同源性为25%-30%和14%-17%。氨基酸序列分析表明,N端存在一长21个氨基酸的信号肽,含有形成2个链内二硫键的4个半胱氨酸。goIL-2 mRNA的体外表达动力学分析表明,脾脏T淋巴细胞经Con A诱导2 h至24 h均可检测到goIL-2 mRNA的表达。三维结构预测表明,goIL-2蛋白由A、B、C、D 4个α-螺旋和2个?-折叠构成。遗传进化分析表明,goIL-2和duIL-2的亲缘关系最近。     

12株猪瘟病毒E2基因主要抗原区域的序列差异分析

用RTPCR扩增了12个不同时期分离的HCV毒株E2基因主要抗原区域的cDNA片段并对其进行了序列测定。应用DNAstar序列分析软件对所测的12个HCV毒株与国内外已知的6个毒株Alfort株、Ald株、Brescia株、Gpe株、C株、CW株及早期已测定的HCLV株、HCVSM株和北京顺义株(BJSY2/96)3个毒株的相应片段进行了同源性比较分析。E2基因主要区域长度均为224 bp,包括从HCV 2485到2708位的E2基因B、C区域。所测的疫苗株HCLV与国外测得的疫苗株C株核苷酸及氨基酸同源性分别为991%和100%,表明目前应用的疫苗株是稳定的;用目前我国流行的部分野毒株对HCLV株免疫猪的攻击试验表明,HCLV对野毒株均具有很好的免疫力,这与序列分析结果相吻合。根据系统树分析,可将HCV分为两大群,5株90年代的野毒株及1株80年代的野毒株(其中北京3株、河南2株、广东1株)均与国内外C株、标准株属同一群(即第一群),其核苷酸及氨基酸的同源性分别为857%～100%和838%～100%;与Alfort株同属第二群的有6个野毒株(广西北海、辽宁、河北黄骅、吉林、深圳光明、四川成都),其中80年代与90年代的野毒株各有三株,核苷酸及氨基酸的同源性分别为843%～100%和851%～100%;21株HCV的核苷酸及氨基酸的同源性分别为781%～100%和784%～100%。两群之间的特征性差异表现在713和729位氨基酸位点的不同,经分析发现猪瘟野毒株具有复杂性与多样性。     

Molecular characterization of the Pseudomonas putida 2,3-butanediol catabolic pathway

Abstract The 2,3-butanediol dehydrogenase and the acetoin-cleaving system were simultaneously induced in Pseudomonas putida PpG2 during growth on 2,3-butanediol and on acetoin. Hybridization with a DNA probe covering the genes for the E1 subunits of the Alcaligenes eutrophus acetoin cleaving system and nucleotide sequence analysis identified acoA (975 bp), acoB (1020 bp), acoC (1110 bp), acoX (1053 bp) and adh (1086 bp) in a 6.3-kb genomic region. The amino acid sequences deduced from acoA , acoB , and acoC for E1α ( M _r 34639), E1β ( M _r 37268), and E2 ( M _r 39613) of the P. putida acetoin cleaving system exhibited striking similarities to those of the corresponding components of the A. eutrophus acetoin cleaving system and of the acetoin dehydrogenase enzyme system of Pelobacter carbinolicus and other bacteria. Strong sequence similarities of the adh translational product (2,3-butanediol dehydrogenase, M _r 38361) were obtained to various alcohol dehydrogenases belonging to the zinc- and NAD(P)-dependent long-chain (group I) alcohol dehydrogenases. Expression of the P. putida ADH in Escherichia coli was demonstrated. The aco genes and adh constitute presumably one single operon which encodes all enzymes required for the conversion of 2,3-butanediol to central metabolites.     

粘虫核糖体蛋白S7 cDNA的克隆和表达分析

运用RT-PCR和RACE技术克隆了粘虫Mythimna separata(Walker)核糖体蛋白S7基因(RPS7)的全长cDNA序列(GenBank登录号:JN582331),并对其进行生物信息学分析。结果表明,粘虫RPS7全长cDNA序列为762 bp,包括5'非编码区32 bp和3'非编码区67 bp。其开放阅读框(573 bp)编码190氨基酸肽链,具有核糖蛋白S7e蛋白家族典型特征。该肽链理论分子量为21.924 ku,等电点为9.82,富含4种类型的特定功能位点。该蛋白序列与其他动物RPS蛋白序列具有96.8%～98.2%高度同源性。应用荧光实时定量技术建立了粘虫脑部胚后发育RPS7表达模式。RPS7表达量随胚后发育脑部重建呈现出动态变化,这一结果显示RPS7是在转录水平上呈现发育性调节。     

草鱼瘦素受体基因片段序列的克隆及其组织表达分析

根据斑马鱼、大西洋鲑和人等物种巴知的瘦素受体基因核苷酸保守区序列设计一对简并引物,通过RT-PCR法从草鱼肝胰脏中首次克隆获得草鱼瘦素受体基因的片段序列.该片段序列长713 bp,编码237个氨基酸,氨基酸序列分析表明草鱼瘦素受体基因片段氨基酸序列与其他物种的相似性在35％ -86％之间.通过邻接法(Neighbor Joining,NJ)构建系统进化树显示,鱼类的瘦素受体独立聚成一支,草鱼与金鱼、斑马鱼聚成一支,再与日本青鳉、黑点青鳉、红鳍东方鲀和大西洋鲑聚成一支.通过实时荧光定量PCR分析草鱼瘦素受体基因的组织差异表达,结果表明,草鱼瘦素受体基因在肝胰脏、肌肉、脑、心脏、脾和肠系膜脂肪组织中均有表达,其中在脾脏组织中表达量最多,显著高于其他组织(P＜0.05),其次是心脏、脑、肌肉和肠系膜脂肪组织,在肝胰脏组织中表达量最低,且显著低于其他组织(P＜0.05).