猪胸膜肺炎放线杆菌转铁结合蛋白基因(TbpB)分析及建模

为了深入研究猪胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumonie,App)转铁结合蛋白基因(Transferrin Binding Proteins,Tbp)的生物学特性,采用生物信息学方法,对GenBank中的5株App的TbpB的核酸及其氨基酸序列进行比对,选取其中的中国湖北分离株(JL03)对其分子结构、理化性质及功能域、蛋白质二级和三级结构等重要参数进行了预测和分析,并在三级结构的基础上进行了同源建模。结果表明,不同APP菌株之间核酸序列相似性较大,而氨基酸序列存在较大差异,二级结构以延伸链和随机卷曲为主要构件,其空间结构与脑膜炎双球菌GNA1870蛋白相似性较高,以此为模板成功构建了三维结构分子模型,为TbpB基因功能的深入研究提供了线索和参考依据。     

猪胸膜肺炎放线杆菌ApxIIA基因的序列分析及其B细胞表位预测

为了进一步研究猪胸膜肺炎放线杆菌(Actionobacillus pleuropneumoniae,App)ApxIIA基因的结构和功能,选取GenBank中6株不同App分离株,采用生物信息学方法对其ApxIIA基因及其编码氨基酸序列进行同源性比对,并选择其中AY232288.1菌株(湖北分离株)ApxIIA基因为研究对象,分析该基因所编码蛋白质的理化性质,并对其可能形成的二级结构及B细胞表位进行预测和分析.结果表明,6株不同App分离株ApxIIA基因核苷酸及氨基酸序列同源性分别为65.56﹪和88.42﹪,在AY232288.1菌株ApxIIA蛋白的肽链中,745～751和801～807区段可能是其B细胞表位优势区.本研究首次利用生物信息学方法对ApxIIA基因及其蛋白质结构进行了分析和预测,为ApxIIA基因功能的深入研究及APP多表位疫苗的设计奠定了基础.     

水稻中与拟南芥CYP704B1基因同源序列的查找及序列分析

本文运用了生物信息学方法对在水稻中与拟南芥CYP704B1同源序列的查找及对该条序列进行核酸一级结构和其表达产物的一级结构、二级结构以及三级结构进行初步分析。通过分析我们得出,该条序列长度为1903bp,有多种酶的限制性酶切位点,与其Sorghum bicolor hypothetical protein基因相似性很高,本条序列共编码506个氨基酸。预测的相对分子质量为58164.91ku,理论的PI为8.56。氨基酸总体来说疏水性不强,属于亲水性氨基酸。有22个磷酸化位点。该蛋白质有信号肽,有一个跨膜区,该氨基酸序列二级结构的分析结果显示,a螺旋占52.96%;延伸链占11.26%,无规卷曲所占的比例为35.77%,并且分布不连续。该序列编码的蛋白质含有一个跨膜结构域并且重叠了一个低度复杂结构域。通过Swiss Model全自动模式对该蛋白三级结构预测与分析,该蛋白最佳匹配的模板是3mzs.1.A.最佳比对区域位于其该蛋白序列的第28-506位氨基酸残基,序列一致性达21.19%,GMQE值为0.55。通过对其系统发生树的建立,由两种方法N-J法和M-P法构建的系统树,可以看出该同源序列与Aegilops tauschii节节麦和Zea mays玉米同源相似性较近。     

家蚕传染性软化病病毒（桐乡株）VP1基因片段的克隆及序列分析

以首株在中国分离到的家蚕传染性软化病病毒（Bombyx mori infectious flacherie virus,BmIFV）BmIFV-CHN001基因组为模板,扩增了编码主要结构蛋白的VP1基因。克隆测序后得到VP1基因片段906 bp。该序列与已发表的日本毒株相比,核苷酸序列的相似性为99.3%,编码氨基酸的相似性为100%,证明该毒株与家蚕传染性软化病病毒日本株的同源性较高。把BmIFV-CHN001的VP1序列与同属的另外6个昆虫小RNA病毒的结构蛋白进行序列比对,构建系统发育树,对其进化关系进行了初步分析,结果显示这7种病毒具有相近的亲缘关系,而BmIFV-CHN001与蜜蜂囊雏病毒的亲缘关系最近。     

柳树β微管蛋白基因家族的克隆和序列分析

该研究克隆鉴定了旱柳和龙爪柳β微管蛋白基因,并对其进行了序列相似性、系统发育、染色体定位以及表达模式的分析。结果显示,2种柳树β微管蛋白基因家族各有20个成员,家族内部成员间核酸和氨基酸序列相似性分别在74.0%和86.6%以上,种间同源蛋白氨基酸序列相似性在85.8%以上,柳树与其它植物β微管蛋白间的氨基酸序列相似性在81.5%以上。系统发育分析显示,柳树β微管蛋白家族被分为4个亚组,结合杨树β微管蛋白基因染色体定位,推测柳树β微管蛋白基因家族经历了杨柳科全基因组重复事件和串联重复事件,而柳树TUB11和TUB12可能来源于区段重复或者转座。基因表达模式分析发现,该家族成员的表达具有一定的组织特异性,并且部分重复基因对在所检测组织中表达差异较大。柳树β微管蛋白基因家族成员序列的高度相似性、成员数量的进化扩张、以及表达模式的多样性可能赋予了细胞分裂与生长更高的灵活性,这对多年生木本植物的生长发育习性意义重大。     

硬粒小麦基因组中硒蛋白存在性分析研究

目的：用生物信息的方法对硬粒小麦基因组中硒蛋白存在性进行分析研究。方法：利用SECISearch工具将Genebank中收录的11029条硬粒小麦核酸序列逐个分析,找出具有符合硒蛋白特有茎环结构的序列,以已经发表的衣藻中硒蛋白为参照对象,利用VectorNTI软件对匹配序列进行生物信息分析,研究硬粒小麦硒蛋白存在性。结果：发现AY146587．1序列的互补序列中存在一个表达区与衣藻硒蛋白具有较高的结构相似性（该序列区长度为288bp,对应的SECIS在其下游6071bp处）,很有可能是硬粒小麦硒蛋白（或同源蛋白）编码区。结论：获得硬粒小麦中可能与硒蛋白相关的核酸序列。     

2021-2022年嘉兴市乙型流感病毒序列进化分析

本研究分析了嘉兴市2021-2022年乙型流感病毒基因进化特征。首先采集2021-2022年嘉兴市流感样病例咽拭子标本进行流感病毒核酸检测、病毒分离。然后从嘉兴市2021-2022年流感分离株中共选取27株乙型流感病毒代表毒株进行全基因组高通量测序。最后利用生物信息学软件从核苷酸、氨基酸及分子层面对流感毒株进行分子特征分析。2021年嘉兴市共检测1362例流感样病例标本,阳性标本数98例,阳性率为7.20%,均为乙型流感病毒Victoria系（Influenza B virus Lineage Victoria, BV）。2022年嘉兴市共检测1318例流感样病例标本,阳性标本数335例,其中BV系89例,阳性率为6.75%,H3N2亚型246例,阳性率为18.66%。与疫苗株相比,2021年血凝素（haemagglutinin,HA）核苷酸与氨基酸序列相似性为98.92%±0.24%、98.55%±0.21%,神经氨酸酶（neuraminidase,NA）核苷酸与氨基酸序列相似性为99.25%±0.13%、99.37%±0.22%;2022年HA核苷酸与氨基酸序列相似性为99.12%...     

副粘病毒Tianjin株NP、P、M及L蛋白的生物信息学分析

为了进一步明确副粘病毒Tianjin株的来源和种系进化地位,探讨其高致病性的机制.对Tianjin株NP、P、M及L蛋白进行了生物信息学分析.进化树显示:Tianjin株属于副粘病毒亚科呼吸道病毒属,且很可能为仙台病毒新的基因型.相似性比较表明,P蛋白变异最大.相似性仅为78.7%～91.9%;L蛋白相似性最高,为96.0%～98.0%.序列比对显示:NP蛋白氨基酸序列中存在15个独特的变异位点,P蛋白存在29个,M蛋白存在6个,L蛋白存在29个.这些独特变异位点的存在很可能是导致Tianjin株在宿主来源和致病特点等方面与已知仙台病毒株具有较大差异的原因.     

肺炎克雷伯菌Hfq蛋白特性及对耐药的影响

Hfq(host factor for RNA phage QB replicase)蛋白是一个全局性调节因子,广泛参与细菌生长、趋化、毒力、耐药及应对外界选择压力等方面的调节,但在肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KP)中的功能尚不清楚。本研究从临床病例中分离到59株KP,将其hfq基因与11例常见临床感染菌株hfq基因〔从美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information, NCBI)数据库下载〕进行了比较。所有hfq基因经EMBOSS Transeq翻译成氨基酸序列,用MAFFT软件进行多序列比对,并通过NCBI数据库中的保守结构域预测Hfq蛋白结构域。分别采用ESPript3.0、Phyre2分析Hfq蛋白的二、三级结构。59株KP中仅3株hfq基因的5个密码子位点存在差异,而其蛋白质氨基酸序列完全一致。KP与大肠埃希菌、阴沟肠杆菌、痢疾志贺菌之间,Hfq蛋白的氨基酸序列相似度较高,主要区别在C末端上;与金黄色葡萄球菌、产单核细胞李斯特菌相比,KP Hfq蛋白在N末端和C末端上差别较大;所有菌株C末端均呈酸性。三级结构预测提示68(66.67%)个氨基酸与模板序列一致, 较为保守的功能结构为54-VYKHAI-59序列。采用CRISPR/Cas9同源重组技术敲除KP的hfq基因,并对其进行药物敏感性测试,结果显示,基因敲除菌株对抗生素的耐药性较野生株有显著下降(P<0.05),差异有统计学意义,提示KP的Hfq蛋白氨基酸序列非常保守,可能参与了KP的耐药调节。     

桃拉综合征病毒中国株ZHZC3全基因测序及分子结构预测

设计8对引物分片段扩增桃拉综合征病毒中国分离株ZHZC3全基因组,病毒两末端序列采用末端快速扩增方法(RACE)获取。扩增产物克隆到pMD18-T载体并测序,用DNAstar软件拼接全序列及同源性比较。结果显示ZHZC3全序列除去3′poly(A)尾,由10202个碱基组成,有两个开放阅读框,分别编码2107和1011个氨基酸的聚蛋白。与美国参考株HI94相比,在编码区没有核苷酸的缺失和插入,但在5′UTR缺失3个A,两者整体核酸同源性达97.9%。ORF1中ZHZC3与HI94及巴西株(BLZ01)的核酸同源性分别为97.6%、97.7%,在ORF2中ZHZC3与HI94、BLZ01的核酸同源性则分别为98.3、97%。与国外株ORF2的部分序列比较发现:ZHZC3和中国台湾株均与美国株HI94同源性最高。克隆分析6株TSV中国大陆株主要结构蛋白CP2基因,发现其编码的氨基酸存在三个高变区,中国大陆株更有其独特的氨基酸变异模式,312(S),449(A),451(Q)和468(H)。表明该病毒的整体变异性不高,但中国的流行株已形成其自己的遗传演变特征。在此基础上,利用生物学软件对CP2蛋白功能域和三维结构进行了预测,为进一步分析CP2蛋白结构与功能关系奠定了基础。ZHZC3株是第一个测定全序列的TSV中国株。     

植物查耳酮异构酶生物信息学分析

查耳酮异构酶（CHI）是黄酮类化合物合成途径中的关键酶之一。利用生物信息学方法对该酶基因及编码蛋白进行系统的分析,将为深入开展研究打下基础。本文利用NCBI数据库中注册的CHI基因的核酸及氨基酸序列,以葡萄CHI为主,对其组成成分、疏水性／亲水性、翻译后修饰、蛋白质二级及三级结构等进行预测和推断。结果表明：葡萄CHI不具有明显的亲水或疏水区域;二级结构主要由α-螺旋、不规则卷曲和β-折叠组成,β-转角散布于整个肽链中;β3a—β3f连同α1—α7构成了蛋白三级结构的核心;包含CHI结构域;在高级结构、活性位点等方面具有较高的保守性。     

植物肌醇-1-磷酸合成酶的生物信息学分析

采用生物信息学工具及网络资源,对已在GenBank上注册的玉米、小麦、芝麻、菜豆、海茄冬、红三叶等植物的肌醇-1-磷酸合成酶的核酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、导肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、分子系统进化关系、蛋白二级及三级结构等进行预测及推断。结果表明:植物肌醇-1-磷酸合成酶在进化过程中非常保守,且可能为定位于细胞质的亲水性蛋白;结构预测表明不同来源的MIPS蛋白尽管在结构上有所差异,但是其催化位点及NAD+结合区基本一致,具有较强的保守性。     

Genetic Analysis of the Capsid Region of Human Astrovirus Serotype 3 Isolated in Japan

The total capsid region of astrovirus serotype 3 was analyzed using five isolates including four from Japan and one from the United Kingdom. The nucleic acid and deduced amino acid sequences in the region were homologous (over 97%). However, the sequences of serotype 3 were different from those of serotypes 1, 2, 4, 5, 6 and 8, especially in the C terminus.     

Protein structural models for nucleic acid interactions

It is proposed that particular segments of some ribosomal, histone and plant viral capsid proteins adopt a helical structural mode for interaction with nucleic acid. The amino acid regions were determined by three probes applied to 26 protein sequences: searches for helical wheels displaying asymmetric basic charge distributions, secondary structural predictions, and searches for primary structural homologies. In 11 of the protein sequences examined, homologous heptapeptides were found in the residue spans delineated by the three probes. A helical wheel analysis of the oligopeptide amino acids showed a distinct positive charge clustering. It is suggested that the basic amino acid side chains on the hydrophilic helical side interact with nucleic acid negative phosphate groups while the somewhat hydrophobic side is available for interaction within the protein or possibly with the major groove of double-stranded nucleic acid.     

Normal rainbow trout serum (RTS)-resistant variants of the infectious pancreatic necrosis virus (IPNV)-Jasper differ with respect to inhibition by RTS, serotype and cDNA sequence

In order to determine if the infectious pancreatic necrosis virus isolate IPNV-Jasper (Ja-ATCC) is homogeneous or heterogeneous with respect to inhibition by normal rainbow trout serum (RTS), 50 clones were tested for sensitivity to RTS. The initial isolate was very sensitive to RTS, losing from 10(4) to 10(8) 50 % tissue culture infection dose (TCID50) ml(-1) with a 1:100 dilution of RTS. The sensitivity of the clones ranged from highly sensitive to completely resistant (0 to 10(8) TCID50 ml(-1) reduction). Eight percent of clones (4/50) were very sensitive to RTS (Ja-S) and 84% of clones (42/50) showed a mid-range of sensitivity to RTS. The final 8 % of clones (4/50) were resistant to RTS (Ja-R). Enzyme immunodot assay revealed that Ja-S clones showed a monoclonal reaction identical to the parents, Ja-ATCC; however, Ja-R clones differed by several epitopes from the parental strain. Analysis of Ja-S and Ja-R revealed that there were significant differences in their nucleic acid sequences for the capsid protein VP2. These 2 strains shared 80.7 and 86.5% identity in nucleic acid and in amino acid sequences, respectively. Ja-S had 99.7 and 91.0 % identity in nucleic acid sequences, and 99.5 and 95.9 % in amino acid sequences with Ja-ATCC and Jasper-Dobos (Ja-D), respectively, while Ja-R showed 80.6 and 79.8 % identity in nucleic acid sequences and 86.5 and 87.0 % in amino acid sequences with Ja-ATCC and Ja-D, respectively. In conclusion, the Ja-ATCC population was heterogeneous in terms of RTS sensitivity, serotype and cDNA sequences from the VP2 coding region.     

Nitric oxide synthase sequences in the marine fish Stenotomus chrysops and the sea urchin Arbacia punctulata, and phylogenetic analysis of nitric oxide synthase calmodulin-binding domains

The phylogenetic distribution and structural diversity of the nitric oxide synthases (NOS) remain important and issues that are little understood. We present sequence information, as well as phylogenetic analysis, for three NOS cDNAs identified in two non-mammalian species: the vertebrate marine teleost fish Stenotomus chrysops (scup) and the invertebrate echinoderm Arbacia punctulata (sea urchin). Partial gene sequences containing the well-conserved calmodulin (CaM)-binding domain were amplified by RT-PCR. Identical 375-bp cDNAs were amplified from scup brain, heart, liver and spleen; this sequence shares 82% nucleic acid and 91% predicted amino acid identity with the corresponding region of human neuronal NOS. A 387-bp cDNA was amplified from sea urchin ovary and testes; this sequence shares 72% nucleic acid identity and 65% deduced amino acid identity with human neuronal NOS. A second cDNA of 381 bp was amplified from sea urchin ovary and it shares 66% nucleic acid and 57% deduced amino acid identity with the first sea urchin sequence. Together with earlier reports of neuronal and inducible NOS sequences in fish, these data indicate that multiple NOS isoforms exist in non-mammalian species. Phylogenetic analysis of these sequences confirms the conserved nature of NOS, particularly of the calmodulin-binding domains.     

在AppleⅡ型微机上实现核酸数据处理的工作程序

本文报道了在AppleⅡ型微机上实现核酸数据处理的一系列工作程序。应用这些程序,可进行核酸数据的贮存、对指定的核酸数据结构的改造、限制性内切酶识别位点的检索、核酸序列至蛋白序列的翻译、相关核酸序列及蛋白序列的同源性比较、氨基酸密码使用频率的统计和基因的启动子结构的初步探索等方面的工作。