异育银鲫c型溶菌酶全长cDNA序列的生物信息学分析及其组织表达分析

利用RACE及克隆等方法获得了异育银鲫（Carassius auratus gibelio）c型溶菌酶基因全长cDNA序列．序列分析表明,所克隆的异育银鲫溶菌酶的cDNA全长751 bp,包括溶菌酶基因开放阅读框（ORF）438 bp,5′ 非编码区（UTR）为109 bp和3′ UTR为204 bp．438 bp ORF共编码146个氨基酸,其成熟肽的分子量预测值为14　543.6,理论等电点为8.86．通过ClustalW软件,将异育银鲫和其它多个物种c型溶菌酶的氨基酸序列进行多序列比对发现,所克隆的异育银鲫溶菌酶编码的氨基酸序列中存在c型溶菌酶的活性中心（Glu53和Asp69）,且与活性位点相邻的氨基酸序列高度保守．同时,8个保守的半胱氨酸残基也与其它物种的c型溶菌酶相一致．结合BLASTN分析的结果,可以确认所获得的异育银鲫溶菌酶cDNA序列属于c型溶菌酶．异育银鲫c型溶菌酶和人c型溶菌酶（pdb 1at6_）在蛋白质序列上有50%相似性,其三维（3-D）结构非常类似．通过氨基酸空间位置比较发现,两者具有类似的酶活中心,异育银鲫c型溶菌酶只能形成3个二硫键,比人少1个．荧光定量RT-PCR检测和溶菌酶活性测定显示,异育银鲫头肾和脾脏c型溶菌酶mRNA的表达量约为肝胰脏的2.9 倍和1.7 倍,异育银鲫头肾和脾脏的溶菌酶活性约为肝胰脏的6.2 倍和4倍．     

斑节对虾溶菌酶基因克隆及序列分析

参考对虾溶菌酶基因和类溶菌酶基因及其他多种生物的溶菌酶基因序列 ,设计并合成引物。运用RT PCR技术 ,从斑节对虾血细胞总RNA中扩增获得特异性片段。所获片段回收纯化后克隆到pGEM TEasyVector系统的T载体上。重组子的序列分析表明 ,所克隆的斑节对虾溶菌酶基因片段长 6 5 8bp ,包括溶菌酶基因开放阅读框 (ORF)4 77bp和 3′端非编码区的 181bp。 4 77bpORF共编码 15 8个氨基酸 ,包括溶菌酶成熟肽 14 0个氨基酸残基和信号肽 18个氨基酸残基。斑节对虾溶菌酶成熟肽推测分子量为 16 ,32kd ,等电点为 8 78。与南美白对虾溶菌酶基因的碱基序列及推测氨基酸序列比较 ,同源性分别为 89 5 %和 93 0 % ;与日本对虾类溶菌酶基因的同源性分别为 84 0 %和91 0 %。进一步的序列分析表明 ,斑节对虾溶菌酶氨基酸序列与多种类群生物的c 型溶菌酶氨基酸序列具有较高的同源性 ,并具有与c 型溶菌酶相同的活性位点氨基酸残基Glu51和Asp68,且与活性位点相邻的序列高度保守。斑节对虾溶菌酶氨基酸序列还具有与c 型溶菌酶相同的结构氨基酸——— 8个半胱氨酸残基。因而可认为所克隆的斑节对虾溶菌酶基因属c 型溶菌酶基因。     

虾夷扇贝铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆与转录表达特性分析

利用RACE和克隆等方法得到了虾夷扇贝铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)基因全长cDNA序列,该序列全长1 064 bp,5′和3′非编码区(UTR)分别为61 bp和541 bp,开放阅读框(ORF)462 bp,编码153个氨基酸和一个终止密码子.分析发现,此氨基酸序列含有形成二硫键的两个半胱氨酸残基以及4个铜结合位点、4个锌结合位点,与已知的Cu/Zn-SOD结构相似,与其它物种同源性较高.进行虾夷扇贝组织分布及发育过程中不同时期的实时荧光定量监测,发现鳃中Cu/Zn-SOD基因mRNA相对表达量最高,肾次之,血淋巴中最低;不同发育阶段Cu/Zn-SOD表达量变化明显,其中受精卵和早期D形幼体两个时期表达量相对较高.     

团头鲂nanos3基因的克隆鉴定

为了标记团头鲂(Megalobrama amblycephala)的原始生殖细胞(Primordial Germ Cells, PGCs), 首次克隆并鉴定了团头鲂nanos3基因(mananos3)。mananos3全长1027 bp, 包括48 bp 5′UTR (5′untranslated Region), 490 bp 3′UTR和489 bp开放阅读框(Open Reading Frame, ORF)。该基因编码162个氨基酸。通过序列比对发现Mananos3蛋白和其他物种Nanos蛋白一样, 存在一个保守的RNA结合功能域, 该功能域包含一个锌指基序(Motif)。系统发育树结果显示, Mananos3与鲤(Cyprinus carpio)的Nanos3最为相近。半定量和定量PCR结果表明, mananos3具有较高的母源表达, 并在胚胎发育早期高量表达, 而在1000细胞期之后表达量逐渐降低。在成体组织中, mananos3仅在卵巢中检测到表达。mananos3和斑马鱼(Danio rerio) nanos3 (zfnanos3)的3′UTR均可以介导绿色荧光蛋白特异标记团头鲂和斑马鱼胚胎发育早期的PGCs, 但是mananos3的3′UTR能够更特异地标记团头鲂的PGCs。通过比对mananos3和zfnanos3的3′UTR发现, mananos3 的3′UTR中有一个非经典的miR430识别位点(GCACTA)。通过对该位点的突变研究证实其有利于nanos3在非PGCs组织中的降解。综上所述, 团头鲂mananos3的3′UTR序列中的非经典miR430识别位点(GCACTA)可能与介导报告基因在PGCs中特异表达相关。     

不同地域卵黄萤荧光素酶基因的克隆与序列分析

为了比较不同地域萤火虫荧光素酶基因的进化关系,通过GenBank中已知的荧光素酶基因保守区段设计引物,利用5′ RACE（rapid amplification of cDNA ends）和3′ RACE技术克隆了来自云南省文山州和西双版纳州的同种卵黄萤荧光素酶基因cDNA和全基因序列.来自不同地域的2种卵黄萤荧光素酶在基因序列上存在3个不同碱基位点,但是它们编码的荧光素酶只存在1个不同的氨基酸.卵黄萤荧光素酶基因全长（从起始密码子到终止密码子）1998 bp,包含7个外显子,6个内含子,其cDNA序列共1976 bp,包含102 bp 5′ UTR (untranslated region)、1635 bp的荧光素酶基因开放阅读框和239 bp的3′ UTR序列.卵黄萤荧光素酶基因的开放阅读框编码1个544个氨基酸的蛋白质,比同属的其它几种荧光素酶少4个氨基酸. 来自2个不同地域的卵黄萤荧光素酶在进化上是比较保守的,它们与北美萤火虫Photinus pyralis荧光素酶在碱基序列上分别有629%和63%相似性.     

棉花生长素应答因子克隆和序列分析

通过电子克隆和RACE相结合的方法,从陆地棉中克隆到一个新ARF基因。序列分析表明,该基因序列全长为2393其中包括87bp的5′非编码区(5′UTR),1941bp的蛋白质编码区,终止密码子TAA和362bp的3′非编码区。该基因可编码647个氨基酸的蛋白质,分子量为71.9kD,等电点(PI)为8.2。该基因含有一个与拟南芥中ARF基因相似的B3结构域和一个Auxin_resp结合位点,表明该基因与拟南芥ARF基因有很高的同源性,推测具有相似或相同的功能。     

彩叶草羟基丙酮酸还原酶基因CbHPR的克隆及分析

为研究C3植物彩叶草的光呼吸作用,根据获得的HPR EST片段,采用RACE和文库结合的方法,克隆了HPR蛋白的全长cDNA,命名为CbHPR(GenBank accession No.EF125078).序列分析结果表明,该cDNA全长为1 393 bp,包含一个1 161 bp的ORF框,编码386个氨基酸;其5′-UTR区含有2个终止子TGA,3′-UTR区具有推测的加尾信号AATAAA;CbHPR蛋白C端具定位于微体的转运信号S-K-L,具有1个保守的2-Hacid_dh_C domain结构域(D-异构体-羟基酸脱氢酶-NAD结合结构域)、5个S磷酸化位点、4个T磷酸化位点和6个Y磷酸化位点.PSORT定位分析显示,CbHPR定位于叶的过氧化物酶体中.多序列比较和进化树分析表明,CbHPR与其他植物HPR一致性高达87%～90%,与拟南芥AtHPR具有相似的功能.CbHPR基因的克隆与分析,为进一步研究该基因在彩叶草的光呼吸作用中的表达调控奠定了基础.     

牛催乳素基因组及其cDNA全长序列的分子克隆和分析

通过LongPCR等技术首次克隆得到全长9388bp的牛催乳素（bPRL)基因组序列（GenBank登录号AF426315）,其中包括bPRL基因全部5个外显子和4个内含子,5′端854bp的上游调控区以及3′端69bp的UTR,AF426315基因编码的蛋白质在GenBank中的序号为AAL28075,由229个氨基酸残基组成,1-30位氨基酸残基为信号肽序列,成熟的多肽含有199个氨基酸残基,将bPRL基因组DNA真核表达载体转染COS-7细胞后通过RT-PCR得到长度为804bp的bPRLcDNA序列,该序列涵盖了bPRL基因的全部ORF区,证明本研究所获得的bPRL基因组DNA具有转录的生物学功能,Blast搜索结果显示,GenBank数据库中收集有多条bPRL基因的mRNA和EST序列,各序列间存在多个SNP位点,主要分布于下游编码区和3′端的UTR,这些位点均未改变相应的氨基酸残基的性质,此外,5′端编码信号肽序列的区域呈现高度保守性。     

一个新的家蚕转录相关锌带蛋白基因的克隆及序列分析

锌带蛋白(zinc ribbon protein )是锌指类蛋白的一种,它的Cys4 Zn(2+)结合位点由3个β₂片层折叠而成,而不是α螺旋结构。锌带结构与锌指结构同为转录因子结合核酸的结构域,锌带蛋白作为转录相关因子在调节基因表达活性等方面具有重要作用。在对家蚕 Bombyx mori蛹cDNA文库测序中,发现一个新的编码家蚕锌带蛋白基因的EST序列（GenBank 登录号DY230964）,以此序列为信息探针检索家蚕EST数据库,通过同源筛选,获得一个新的家蚕锌带蛋白基因cDNA全序列并经RT-PCR检测和克隆、测序验证,结果表明与电子克隆序列完全一致。我们将其命名为 BmZNRD1 (Zinc Ribbon Domain Containing 1)（GenBank登录号DQ432055）。该基因全长为675 bp,由363 bp的开放阅读框序列(ORF)、10 bp的5′端非翻译区序列(5′UTR)和302 bp 的3′端非编码区序列(3′ UTR)组成,其编码的120个氨基酸序列与其他真核生物间具有较高的同源性（达60%左右）,预测分子量为13.54 kD, 等电点为6.8。BmZNRD1编码的氨基酸序列是一种锌带蛋白,推测有2个功能结构域,分别是位于N-端的Cx₂Cx₁₄Cx₂C和C-端的Cx₂Cx₂₄Cx₂C,其中C-端保守氨基酸序列Cx₂Cx₆Yx₃QxRSADEx₂TxFx₂Cx₂C在生物进化中保守性很高,从酵母、果蝇、线虫到两栖类、哺乳类都有发现该结构域的存在,与酵母RNA聚合酶A亚单位9和转录相关蛋白有很高的相似性,推测其具有相同的功能。将BmZNRD1基因cDNA序列与家蚕基因组序列进行比对,结果表明该基因具有3个外显子,2个内含子,外显子/内含子边界符合经典的GT-AG规则。 关键词： 家蚕; 锌带蛋白基因; 电子克隆; 基因克隆; 序列分析     

血红密孔菌(Pycnoporussanguineus)漆酶基因的克隆与序列分析

为克隆血红密孔菌 (Pycnoporussanguineus)漆酶基因 ,根据真菌漆酶氨基酸序列保守区设计了 1对简并引物 .以血红密孔菌基因组DNA为模板 ,PCR扩增出长 12 2 7bp的漆酶基因片段 .以此序列为基础 ,通过 5′及 3′RACE技术克隆出漆酶全长cDNA序列 ,序列长为 190 2bp ,其 5′端和 3′端非编码区长分别为 5 1bp和 2 97bp ,开放阅读框长 15 5 4bp ,编码 5 18个氨基酸的蛋白 .该蛋白具有 4个铜离子结合区域 ,预测其相对分子量为 5 6 313 2 ,等电点为 5 5 9,其氨基酸序列与Pycnoporuscinnabarinus漆酶 (lcc3 2 )的同源性最高 ,为 96 % .以该cDNA编码区的两端序列为引物 ,PCR扩增得到漆酶的长度为 2 15 4bp的全长DNA序列 ,序列中包括 10个内含子序列 ,长为 5 2～ 70bp     

日本对虾c型溶菌酶的高效重组表达及产物分析

从日本对虾(Marsupenaeus japonicus)血液中提取总RNA,根据GenBank已登录的该cDNA序列(AB080238),通过RT-PCR技术扩增出日本对虾溶菌酶(MjLys)成熟肽基因。该基因完整的开放阅读框为477 bp,编码158个氨基酸(aa),前18 aa为信号肽,成熟肽由140 aa组成,分子量为16.4 kD,理论等电点(pI)为8.80。经分析表明,该基因含有一个完整的c型溶菌酶结构域(1-130 aa),包括c型溶菌酶特有的两个活性中心Glu33和Asp50,以及8个保守结构Cys残基。将MjLys成熟肽基因亚克隆至原核表达载体pET-32a(+),在大肠杆菌细胞BL21(DE3)pLysS中诱导发酵,实现了重组MjLys蛋白的高效表达,并测定了该重组蛋白对几种细菌的抑菌活性。结果表明,重组日本对虾溶菌酶对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和溶壁微球菌均有显著的溶菌活性。     

太平洋牡蛎i型溶菌酶基因的克隆与重组高效表达

在双壳类软体动物牡蛎体内,溶菌酶(Lysozyme)在实现宿主免疫防御,破坏和消除侵入体内的病原中发挥着重要的作用.根据GenBank已有的太平洋牡蛎溶菌酶的全长cDNA序列(GenBank:AB179775),通过RT-PCR技术,从太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)中克隆得到溶菌酶(简称为CgLys)基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)序列.生物信息软件分析表明,其ORF为414 bp,编码137个氨基酸(aa),前20个aa为信号肽,成熟肽由117个aa组成,其分子量为13.2 kD.通过构建分子系统发育树对其同源性进行分析比较,初步推断该CgLys属于i型溶菌酶.将该CgLys基因的成熟肽亚克隆进原核表达载体pET-32a(+)中,构建重组质粒pET32a(+)-CgLys,再转化至大肠杆菌BL21(DE3)pLysS.该基因工程菌经IPTG诱导发酵后,成功高效地表达了重组CgLys蛋白,其分子质量约为18 kD.该重组CgLya蛋白主要存在于细菌裂解液的上清液中,即以可溶性蛋白形式存在.上述结果将显著简化后续的蛋白纯化过程,为今后扩大规模生产牡蛎溶菌酶提供参考.     

Isolation of cDNA from Jacaratia mexicana encoding a mexicain-like cysteine protease gene

Cysteine proteases (CPs) from the C1 family, which are similar to papain, can be found in animals and plants, as well as some viruses and prokaryotes. These enzymes have diverse physiological functions and are thus very attractive for science and industry. Jacaratia mexicana, a member of the Caricaceae plant family, contains several CPs, the principal being mexicain, found to favorably compete against papain for many industrial applications due to its high stability and specific activity. In this study, leaves of J. mexicana were used to isolate a CP-coding gene, similar to those that code for mexicain and chymomexicain. By using rapid amplification of cDNA ends (RACE) as well as oligonucleotide design from papain-like conserved amino acids (aa), a sequence of 1404 bp consisting of a 5' terminal untranslated region (UTR) of 153 bp, a 3' terminal UTR of 131 bp, with a polyadenylation (poly(A)) signal sequence and a poly(A) tail, and an open reading frame (ORF) of 1046 bp, was obtained by overlapping three partial sequences. Two full-length cDNA sequences that encode for mexicain-like proteases were cloned from mRNA (JmCP4 and JmCP5). JmCP4 is predicted to have an ORF of 1044 bp, which codifies for polypeptides that have a 26 aa signal peptide region, a 108 aa propeptide region and a mature enzyme of 214 aa. A 969 bp fragment (JmCP5) encodes for a partial sequence of a CP gene, without the signal peptide region but with a full-length propeptide region. The sequence analysis showed that this protease presented a high similarity to other plant CPs from J. mexicana, Vasconcellea cundinamarcensis, Vasconcellea stipulata, and Carica papaya, among others, mainly at the conserved catalytic site. Obtaining the sequence of this CP gene from J. mexicana provides an alternative for production in a standard system and could be an initial step towards the commercialization of this enzyme.     

Polyfunctionality of lysozyme destabilase from the medicinal leech

Experimental data indicating the polyfunctionality of lysozyme destabilase from the salivary gland secretion of the medicinal leech, a unique representative of invertebrate lysozymes, were analyzed. The destabilase combines the properties of endo-?-lysyl-γ-glutamyl isopeptidase (D-dimer monomerase), lysozyme, and chitinase and simultaneously is a nonenzymatic antimicrobial agent. The polypeptide sequence of lysozyme destabilase is encoded by a family of three genes (Ds1, Ds2, and Ds3). The ability of the enzyme to hydrolyze endoisopeptide bonds formed by transglutaminases, which are detected under many pathological conditions, including thrombosis, is considered from the viewpoint of its further application in practice.     

西伯利亚蓼钙调蛋白基因的克隆及其在盐胁迫下的表达

已从西伯利亚蓼叶中cDNA文库中获得的钙调蛋白EST序列,采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆了具有完整编码区的钙调蛋白基因的cDNA序列（GenBank登录号GQ988382）,命名为PsCaM。该基因全长615bp,编码区为450bp,编码149个氨基酸,5＇非翻译区为63bp,3＇非翻译区为102bp。同源性分析表明,该蛋白与其他植物钙调蛋白高度保守,氨基酸同源性高达98%。用实时荧光定量PCR研究3%NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼基因表达的结果显示,自然条件下,该基因在叶中表达量最高,地下茎次之,茎中最低;盐胁迫下CaM在西伯利亚蓼的地下茎、茎和叶中均有表达,表达模式不同。     

An i-type lysozyme from the Asiatic hard clam Meretrix meretrix potentially functioning in host immunity

Lysozymes function in animal immunity. Three types of lysozyme have been identified in animal kingdom and most lysozymes identified from bivalve molluscs belong to the invertebrate (i) type. In this research, we cloned and sequenced a new i-type lysozyme, named MmeLys, from the Asiatic hard clam Meretrix meretrix. MmeLys cDNA was constituted of 552 bp, with a 441 bp open reading frame encoding a 146 amino acid polypeptide. The encoded polypeptide was predicted to have a 15 amino acid signal peptide, and a 131 amino acid mature protein with a theoretical mass of 14601.44 Da and an isoelectric point (pI) of 7.14. MmeLys amino acid sequence bore 64% identity with the Manila clam (Venerupis philippinarum) i-type lysozyme and was grouped with other veneroid i-type lysozymes in a bivalve lysozyme phylogenetic tree predicted using Neighbor-Jointing method. Recombinantly expressed MmeLys showed lysozyme activity and strong antibacterial activity against Gram positive and Gram negative bacteria. MmeLys mRNA and protein were detected to be mainly produced in hepatopancreas and gill by the methods of semi-quantitative RT-PCR and western blotting. In addition, MmeLys gene expression increased following Vibrio parahaemolyticus challenge. Results of this research indicated that MmeLys represents a new i-type lysozyme that likely functions in M. meretrix immunity.     

海刺参(Stichopus japonicus)电压依赖性钙离子通道 β亚基基因及其编码产物的结构特点学分析

电压依赖性钙离子通道(voltage dependent calcium channels, VDCC)是细胞膜上 控制Ca^2+进入胞内的特殊蛋白质,VDCC β亚基具有调节其通道活性的作用．使用 RT- PCR 和 RACE-PCR技术,从海刺参(Stichopus japonicus)肠中克隆得到电压依赖性钙离子通道β亚基(SjCaβ)基因,所得序列提交GenBank,登录号EU853658．该基因全长1 867 bp,包含1个1 614 bp的开放阅读框(ORF),编码537个氨基酸．将SjCaβ与多种无脊椎动物钙离子通道β亚基进行分析比较,发现它们有较高的同源性,并具有钙离子通道β亚基基因内保守的2个功能区域,即SH3功能区（src-homology 3 domain）和GK功能区(guanylate kinase domain)．在功能区域附近还具有电压依赖性钙离子通道β亚基特有的BID区(β interaction domain),氨基酸保守序列为PYDVVP-RP--- VGPSLKGYEVTDMMQKALFDF,进一步确定了得到的cDNA序列为海刺参电压依赖性钙离子通道β亚基．对SjCaβ的二级结构进行了预测,构建了系统进化发育树,并运用同源建模法构建了SjCaβ的三维结构模型．研究结果对深入研究海刺参离子通道的结构以及在信号传导过程中的作用有着重要意义,并为研究海刺参自溶等问题提供一定的理论基础．     

Polyfunctionality of destabilase, a lysozyme from a medicinal leech

Experimental data indicating the polyfunctionality of destabilase, a lysozyme from the salivary gland secretion of the medicinal leech, a unique representative of invertebrate lysozymes, were analyzed. The destabilase combines the properties of endo-s-lysyl-y-glutamyl isopeptidase (D-dimer monomerase), lysozyme, and chitinase and simultaneously is a nonenzymatic antimicrobial agent. The polypeptide sequence of lysozyme destabilase is encoded by a family of three genes (Ds1, Ds2, and Ds3). The ability of the enzyme to hydrolyze endoisopeptide bonds formed by transglutaminases, which are detected in many pathological conditions, including thrombosis, is considered from the viewpoint of its further application in practice.