麻疯树Jc-Tctp1基因的同源性分析及时空表达模式鉴定

从麻疯树胚乳cDNA文库中获得了翻译调节肿瘤蛋白(translationally controlled tumor protein,TCTP)cDNA 序列,命名为 Jc-Tctp 1 (GenBank 登录号为EF091818).该序列全长1410 bp,开放阅读框由507个碱基组成.Jc-Tctp 1 编码的推测蛋白产物含有168个氨基酸残基,该蛋白具有典型的TCTP蛋白特点:由3个α螺旋组成α螺旋核心、4个β片层结构构成β片层核心,及微管结合结构域(MTB)和钙结合结构域(CaB).其推测氨基酸序列与巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)、油棕(Elaeis guineensis)、大豆(Glycine max)、水稻(Oryza sativa,japonica cultivar-group)、黑杨(Populus trichocarpa)、番茄(Lycopersicon esculentum)、西加云杉(Picea sitchensis)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)以及玉米(Zea may)的TCTP同源性依次为93%、90%、85%、84%、85%、84%、77%、80%和77%.经构建含Jc-TCTP1在内的植物TCTP蛋白分子进化树分析,发现单子叶植物并未按照其生物学分类的地位出现聚合.用半定量RT-PCR研究Jc-Tctp1 基因的表达模式,结果显示,其表达在转录水平上具有一定的组织和时间特异性,茎、I期胚乳、胚中最为丰富,而在Ⅱ期胚乳和花中表达最弱.     

彩叶草叶片衰老相关新基因Cbcbs的分子特征和功能分析

 叶片衰老是观叶植物观赏性降低的重要因素之一.为研究彩叶草叶片衰老变化的分子机理,在构建彩叶草衰老叶片cDNA文库及小型EST库的基础上,以1条新的具有胱硫醚 β 合酶(cystathionine beta synthase, CBS)结构域的EST序列为探针,通过RACE与文库结合的 方法,克隆了1个具有1对完整CBS结构域的全长cDNA,Cbcbs.Cbcbs cDNA 全长859 bp,包含1个609 bp的ORF框,编码202个氨基酸.其5′UTR区含有1个终止子TAA,3′UTR区含有推测的加尾信号AATAAA和ATTTA元件.CbCBS N端含有线粒体转运肽,具有2个保守的CBS结构域,4个酪蛋白激酶Ⅱ(casein kinase Ⅱ,CKⅡ)磷酸化位点,3个蛋白激酶C(protein kinase c,PKC)磷酸化位点和1个酪氨酸硫化(tyrosine sulfation,TS)位点.序列比较和进化分析表明,CbCBS是与衰老或应急相关的蛋白.二级结构和三级结构预测表明,CbCBS的功能主要由CBS结构域决定.RT-PCR分析表明,该基因在叶的各个时期均有表达,但随叶片衰老进程的加快而表达增加,是一个叶衰老相关基因（SAG）,推测在线粒体中成熟的CbCBS可能作为细胞能量传感器,在叶衰老引起的能量应急中参与细胞能量水平的调节.     

蛋白质结构型的定义和识别

提出紧结构域的概念,由二级结构序列中一段或几段连续的α螺旋和β折叠构成的空间紧密堆集的最大折叠体称为紧结构域.利用3种紧结构域（α域,β域和α/β域）定义球蛋白的5种结构型：α型蛋白,β型蛋白,α/β型蛋白,多域蛋白和ζ型蛋白.将1 261个代表性的蛋白质(1 022家族)进行分类,并和SCOP库的分类做了比较.进行了删去序列冗余的分析.在此基础上提出结构型的预测方案,成功率在82%～85%.     

恶性疟原虫海南株(FCC1)翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)基因的克隆及序列测定

为了获得翻译控制肿瘤蛋白 (TCTP)基因 ,提取恶性疟原虫海南株 (FCC1)总RNA ,直接用总RNA反转录成单链DNA ,再用长距PCR方法扩增出双链cDNA .根据小鼠约氏疟原虫TCTP基因序列设计引物 ,以cDNA为模板合成了恶性疟原虫海南株TCTP基因 .以pMD18 T为载体 ,用大肠杆菌XL1 blue对基因克隆 .测序结果表明 ,此基因序列与小鼠约氏疟原虫TCTP基因序列有 85 %同源性 .由此基因序列推导出的TCTP氨基酸序列 ,与小鼠约氏疟原虫TCTP氨基酸序列有 88%同源性 .进入GenBank国际基因库 (美国 )检索 ,所克隆的基因与基因库中恶性疟原虫基因同源性为 97% ;由所克隆的基因序列推导的TCTP氨基酸序列 ,与国际基因库恶性疟原虫TCTP基因推导的TCTP氨基酸序列仅有 1个氨基酸差异 .恶性疟原虫海南株TCTP基因克隆为进一步研究奠定了基础     

铁皮石斛蔗糖磷酸合成酶基因的克隆与原核表达

应用同源序列克隆法克隆了铁皮石斛蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因cDNA全长,并进行了原核表达分析,为进一步研究该基因的时空表达、功能分析及多糖合成机理提供理论依据。结果表明:(1)铁皮石斛SPS基因cDNA全长3 502bp,编码区3 186bp,GenBank登录号JF423929。该基因编码1 061个氨基酸,与文心兰的SPS基因氨基酸序列的一致性最高为93%,与其他科植物SPS基因的氨基酸序列的一致性均高于60%。(2)原核诱导表达结果显示,SPS基因在大肠杆菌中的重组蛋白分子质量约为118.7kD,其表达与序列分析推测的结论一致。(3)生物信息学分析表明,铁皮石斛SPS基因的二级结构包括了螺旋、β-折叠和无规则卷曲,是非跨膜结构的亲水性不稳定蛋白,有2个功能结构域,分别是蔗糖合成功能域及糖基转移功能域。     

苦瓜果实β-半乳糖苷酶基因的克隆、表达及亚细胞定位

根据已构建苦瓜果实均一化文库中获得的1个与β-Gal基因相关的EST序列,采用经3’RACE技术,克隆获得1 个苦瓜β-Gal基因的cDNA 序列McGAL,全长为2261bp,开放阅读框2187bp,编码719个氨基酸。该基因在GenBank 基因数据库的登录号为AFD54987.1。应用生物信息学软件对McGAL氨基酸序列分析表明,McGAL含有糖苷水解酶家族35的保守结构域G-G-P-[LIVM]-x-Q-x-E-N-E-[FY],C端不含凝集素结构域。二级结构显示,该酶含有α-螺旋（19.89%）,伸展链（26.98%）,β-转角（6.54%）和无规卷曲（46.59%）。McGAL氨基酸序列与鹰嘴豆、苜蓿、绿豆、大豆、羽扇豆的氨基酸序列的同源性分别达到73%、73%、73%、72%和71%。亚细胞定位结果表明,McGAL定位在线粒体膜上。荧光定量结果表明,McGAL在果实绿熟期表达量最高并随之下降,该基因可能与果实成熟软化初期相关。     

蛋白质结构型的定义和识别

提出紧结构域的概念,由二级结构序列中一段或几段连续的α螺旋和β折叠构成的空间紧密堆集的最大折叠体称为紧结构域.利用3种紧结构域(α域,β域和α/β域)定义球蛋白的5种结构型:α型蛋白,β型蛋白,α/β型蛋白,多域蛋白和ζ型蛋白.将1 261个代表性的蛋白质(1 022家族)进行分类,并和SCOP库的分类做了比较.进行了删去序列冗余的分析.在此基础上提出结构型的预测方案,成功率在82%～85%.     

鸳鸯茉莉查尔酮异构酶基因(CHI)cDNA的克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR与RACE技术克隆了鸳鸯茉莉(Brunfelsia acuminata)花瓣中查尔酮异构酶基因(CHI)的全长cDNA,GenBank登录号为JN887637。该基因全长1051 bp,含有1个792 bp的开放阅读框,编码263个氨基酸,为不稳定蛋白。对保守区功能区的分析,推导CHI蛋白具有查尔酮超级家族的保守结构域,二级结构预测显示其主要以α螺旋和β折叠为主。氨基酸同源性分析表明,鸳鸯茉莉CHI蛋白与矮牵牛(Petunia hybrida)、金花茶(Camellia nitidissima)、甜樱桃(Prunus avium)、芍药(Paeonia lactiflora)、牡丹(P.suffruticosa)、菊花(Chrysanthemum morifolium)等植物的同源性分别达到90%、89%、84%、85%、84%、80%。因此,CHI基因可能与鸳鸯茉莉的花色形成有关。     

水稻minE基因的克隆及分析

 植物叶绿体与原核生物分裂机制相似,其中MinE蛋白在细菌分裂过程中具有重要作用. 为了研究植物MinE蛋白在叶绿体分裂过程中的功能及其进化,利用RT PCR技术克隆了水稻叶绿体分裂相关基因OsMinE,并在GenBank登录（No. AY496951）.OsMinE基因cDNA全长1 035 bp,其ORF为711 bp,编码236个氨基酸.与原核生物MinE蛋白相比,水稻OsMinE具有明显延伸的N端与C端.其N端102个氨基酸残基为预测的叶绿体导肽序列,C端延伸保守,推测赋予植物MinE蛋白新的功能.植物minE基因结构分析显示,水稻、拟南芥、杨树都仅含有1个内含子,且插入位置及相位相同.这表明,该内含子可能在单子叶、双子叶植物分化前产生.水稻OsMinE基因在大肠杆菌细胞中的表达严重影响了细胞的分裂,初步证明了水稻MinE蛋白与原核细胞MinE蛋白功能类似.水稻OsMinE基因的克隆为进一步研究叶绿体的分裂机制奠定了基础.     

彩叶草中一个富亮氨酸重复相关蛋白基因SsLRP的克隆和分析

根据彩叶草叶片小型EST库中一条具有1个富亮氨酸重复（leucine-rich repeat,LRR）结构域的EST序列,采用RACE与文库结合的方法,克隆了1个具有5个LRR结构域的全长cDNA,SsLRP（LRR-Related Protein）（GenBank登录号FJ787729）。SsLRP cDNA全长1024bp,包含一个657bp的ORF框,编码218个氨基酸。其5’-UTR区含有2个终止子TAG,3’-UTR区具有推测的加尾信号AATAAA。SsLRP蛋白N端具有的信号肽和保守的亮氨酸拉链结构域,具有5个保守的LRR结构域,多个磷酸化位点和N-糖基化位点。多序列比对和系统进化分析表明,SsLRP与番茄SlLRP同源性最高。二级结构和三级结构预测表明,SsLRP的功能可能与保守的LRR结构域密切相关,推测该基因可能参与蛋白间的相互作用与信号识别。RT-PCR分析表明,SsLRP与番茄SlLRP具有相似的表达模式,在正常植株的根、茎、叶和花中都有表达,在受菌核病感染植株的茎和叶中表达上调。     

鸡二价金属转运蛋白1 cDNA的克隆与序列分析

鸡二价金属转运蛋白1（divalent metal transporter 1, DMT1）在动物胃肠道锰吸收过程中起重要作用.根据哺乳动物Dmt1同源蛋白氨基酸序列的保守性设计引物,应用3′RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术,扩增并克隆获得鸡小肠Dmt1 cDNA 3′端1 289bp和1 092bp的2种片段,发现其3′端翻译区和非翻译区存在差异. 根据鸡Dmt1 cDNA 3′端片段的测序结果设计引物,扩增获得1个与3′端片段部分重叠的鸡Dmt1 cDNA 5′端907 bp片段,并对其进行了克隆测序. 根据鸡小肠Dmt1 3′RACE片段和5′RACE片段序列信息进行拼接,从而获得鸡小肠Dmt1 cDNA全序列信息.结果表明,鸡小肠Dmt1 cDNA有2种形式,1种全长为1 972个核苷酸,其中5′非翻译区为104个核苷酸,编码区1 695个核苷酸,3′非翻译区为173个核苷酸,编码1个含564个氨基酸残基的蛋白质;另1种形式为1 775个核苷酸,其中5′非翻译区为104个核苷酸,编码区1 593个核苷酸,3′非翻译区为78个核苷酸,编码1个含530个氨基酸残基的蛋白质.据鸡Dmt1 cDNA推测出的2种形式蛋白质的氨基酸序列与人、大鼠和小鼠的Dmt1蛋白具有高度同源性,它们的同源性分别为82%、82%、80%,和 84%、84%、83%. 对推测氨基酸序列进行疏水性和跨膜区分析表明,Dmt1蛋白为1种跨膜整合蛋白,具有膜转运蛋白糖基化位点和底物结合位点的保守序列.     

团花树形成层扩展蛋白基因cDNA的克隆和序列分析

以团花树(Anthocephalus chinensis)枝条形成层的cDNA为模板,参照α-Expansm基因(EXPA)序列设计兼并引物,进行RT-PCR.以得到的扩增产物为基础,采用RACE技术得到扩展蛋白基因全长cDNA,命名为AcEXPl.AcEXPl全长979 bp(GenBank注册号为FJ417847),开放阅读框为777 bp,编码258个氨基酸,并具有Expansin特有的保守序列和结构域.经过比对分析,该基因编码的氡基酸序列与毛白杨、欧洲山杨×美洲山杨、樱桃和矮牵牛的α-Expansin基因编码的氨基酸同源性分别为85%、85%、84%和83%.这为研究EXP基因与团花树木质部生长速度和材质的关系提供了基础.     

刚毛柽柳腺苷甲硫氨酸脱羧酶（ThSAMDC）基因的克隆与胁迫下的表达分析

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶（S-adenosyl-L-methionine decarboxylase,SAMDC）是一种通过参与多胺的代谢途径来调节植物生理生化过程的限速酶。通过分析刚毛柽柳（Tamarix hispida）的转录组数据,获得并克隆了SAMDC基因的cDNA序列,将其命名为ThSAMDC。该cDNA序列全长2085bp,包含tiny ORF（tORF）、upstream ORF（uORF）和main ORF（mORF）3个植物SAMDC基因特征ORF。主开放读码框（mORF）长1107bp,编码369个氨基酸多肽,相对分子质量为40.34kD,理论等电点（PI）为4.72。ThSAMDC编码蛋白具有多个较强的亲水性区域,无明显跨膜区。通过与其他多个物种的氨基酸多序列比对结果表明,ThSAMDC具有两个典型的高度保守的结构域：酶原剪切位点（LSESSLF）与蛋白快速降解有关的PEST（TIHVTPEDGFSYAS）结构域。系统发育树结果表明ThSAMDC与菠菜（SoSAMDC）氨基酸序列一致性最高,为77%。实时荧光定量RT-PCR分析显示,ThSAMDC在NaCl、PEG、ABA、CdCl₂诱导表达均上调,预示着ThSAMDC可能在刚毛柽柳非生物胁迫应答过程中发挥重要作用。     

芒果APl同源基因的克隆及其生物信息学分析

我们采用RT-PCR方法克隆了2个APl同源基因全长cDNA,分别命名为MAPl-1(GenBank accession No.FJ529206)和MAPl-2(GenBank accession No.FJ529207).MAPl-1编码247个氨基酸,开放阅读框长度为741 bp,蛋白质分子量为28.54kD,等电点为8.31;MAPl-2编码248个氨基酸,开放阅读框长度为744 bp,蛋白质分子量为28.78 kD,等电点为8.70.同源性分析表明,它们的核苷酸序列与其它木本植物APl同源基因的一致性为72%～81%.实验分析表明,MAPl-1和MAPl-2第1至第61个氨基酸含有一个MADS盒结构域,第88至第178个为K盒结构域;两个基因均定位于细胞核,且功能位点分布存在着不同,推测这两个基因在花器官发育过程中的功能存在差异.蛋白二级结构预测显示,MAPl-1蛋白有12个a-螺旋,4个β折叠区,14个β-转角;而MAPl-2蛋白有11个a-螺旋,5个β折叠区,15个β-转角:其大多数氨基酸具有亲水性.本研究有助于进一步了解芒果的开花分子机理及成花的生物学发育阶段.     

益母草糖基转移酶基因的克隆及原核表达分析(英文)

通过cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)从益母草(Leonurus heterophyllus Sweet)叶片中克隆获得了一个编码糖基转移酶的基因(LhsUGT)。该基因cDNA全长为1562 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)为1368 bp,编码455个氨基酸残基,其分子量和等电点分别为50.47 k D和5.52。生物信息学分析结果显示:LhsUGT编码的酶蛋白含有3种二级结构,其中α螺旋占43.1%,β折叠片占17.5%,无规卷曲占39.4%,其C端还发现了一段高度保守的PSPG结构域,说明LhsUGT编码的酶蛋白属于植物糖基转移酶超家族;对LhsUGT的氨基酸序列进行BLAST同源比对,发现益母草与其它植物的糖基转移酶序列相似性为26.4%~68.0%;系统进化树分析表明,LhsUGT蛋白属于拟南芥糖基转移酶超家族的L组,故推测它可能具有催化简单酚类发生糖基化的功能;SDS-PAGE电泳显示,原核表达系统成功表达出分子量约为69 k D的LhsUGT重组蛋白,其N端含有一段17.9 k D的His标签,且在IPTG诱导5 h后达到最高表达量。本研究结果为进一步开展体外酶促反应、阐明益母草糖基转移酶的生物学功能奠定了基础。     

中华鲟YY肽基因电子克隆表达与生物信息学分析

以日本鳗鲡的PYY基因cDNA序列为信息探针,搜索中华鲟EST文库,得到中华鲟PYY的EST序列,经过生物信息学分析。结果表明,此cDNA序列包含完整的开放读码框,所编码的蛋白质包含97个氨基酸,前28个氨基酸为信号肽,分子量为11．03kD,理论等电点为5．54。该蛋白序列和牙鲆、河豚以及斑马鱼的PYY肽同源性较高。其中36个氨基酸构成PAH结构域,由一个α螺旋结构和一个无规则卷曲区组成。包含中华鲟PYY在内的139条真核生物神经肽Y蛋白质序列比对结果显示,有6个氨基酸位点高度保守,其中有5个氨基酸位于α螺旋上,另外1个脯氨酸位于无规则卷曲区,提示α螺旋也可能起到重要作用。     

早熟油菜成花相关基因LFY的克隆与分析

以甘蓝型油菜晚熟品种RG-8的早熟突变体RG-8M为材料,通过同源克隆法得到1个LEAFY(LFY)同源基因,命名为BnLFY。该基因cDNA全长为1 310bp,包含1个长为1 248bp的开放阅读框,编码415个氨基酸。序列分析表明,推测的氨基酸序列含双子叶植物LFY类蛋白特有的N端脯氨酸富集区、中央酸性区、亮氨酸拉链结构以及富含赖氨酸与精氨酸的碱性区;且与几种十字花科植物LFY类蛋白的氨基酸序列一致性均在84%以上。转录表达分析表明,BnLFY基因在油菜中为组成型表达。     

内蒙古白绒山羊翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)基因克隆及组织表达特性分析

旨在克隆内蒙古白绒山羊翻译控制肿瘤蛋白(Translationally controlled tumor protein,TCTP)基因并分析其表达模式。采用RT-PCR技术扩增TCTP基因编码区cDNA序列,将得到的基因cDNA序列及其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析,利用定量RT-PCR方法检测TCTP基因在绒山羊不同组织中的表达特异性。获得的内蒙古白绒山羊TCTP基因编码区cDNA序列全长519 bp,包含了完整的ORF,编码172个氨基酸残基组成的蛋白质。核苷酸序列与绵羊、牛、猪、人、猴及大鼠的同源性在99%-95%之间。生物信息学分析表明,编码的蛋白质理论分子质量19.6 kD,等电点(pI)4.673,含有一个N端糖基化位点,一个蛋白激酶C磷酸化位点,3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,定位于细胞质中。定量RT-PCR方法检测表明,TCTP基因在绒山羊肾脏、肌肉、胰腺、肝脏、睾丸和脑组织中均有表达,其中在肝脏中的表达量较高,在脑中表达量较低。     

枸杞Lb_SPL12基因的克隆及表达分析

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物发育过程中特有的转录因子,SPL基因家族由多个成员组成.本研究通过RACE方法克隆到枸杞Lb SPL12转录因子的全长cPNA.研究结果表明,该cDNA基因的开放阅读框包含1 353 bp个碱基,编码450个氨基酸.Lb_SPL12蛋白的二级结构中含有无规则卷曲、α螺旋、延长链和β转角.氨基酸序列分析发现,不同物种的SPL12蛋白在氨基酸序列以及基序种类上具有较高的相似性.实时荧光定量PCR分析显示,Lb_SPL12基因在枸杞的花器官中表达,且在花药发育的小孢子发育时期表达量最高.亚细胞定位结果进一步证实了Lb_SPL12蛋白定位在细胞核中.初步推测,枸杞Lb SPL12转录因子可能在枸杞花器官发育过程中发挥了重要作用.本研究为进一步揭示枸杞Lb_SPL12的作用机制提供了分子基础.     

费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因（SfPR-1）的克隆及在盐胁迫下的表达分析

利用抑制消减杂交法从藜科猪毛菜属盐生植物费尔干猪毛菜（Salsola ferganica）中分离得到了一个盐胁迫响应的cDNA片段,结合SMARTTMRACE技术获得了费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因的cDNA,命名该基因为SfPR-1（GenBank登录号：JQ670917）。序列分析表明,SfPR-1长817 bp,含有501 bp的阅读框、65 bp的5＇-UTR和251 bp的3＇-UTR,编码166个氨基酸,分子质量为18.01 kD,理论等电点为9.37。通过BLAST同源序列比对分析,结果显示该基因编码的蛋白与已知甜菜、拟南芥、烟草及玉米的病程相关蛋白PR-1同源性分别为73.6%、57.8%、55.5%和53.9%,且具有PR-1家族特有的6个半胱氨酸保守结构域。半定量RT-PCR和实时荧光定量RT-qPCR分析表明,该基因在盐胁迫后表达呈明显上调,初步推测病程相关蛋白基因SfPR-1可能与费尔干猪毛菜的耐盐性相关。