梅毒螺旋体蛋氨酸亚枫还原酶基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆梅毒螺旋体(Treponema pallidum)蛋氨酸亚枫还原酶(methionine sulfoxide reductase,Msr)基因并对其进行生物分信息学分析。[方法]根据梅毒螺旋体Msr基因序列,设计特异性引物,PCR法扩增目的基因,将其连接到p MD19-T载体,进行DNA测序及生物信息学分析。[结果]从梅毒螺旋体中扩增得到的大小为873 bp的Msr基因,编码291个氨基酸。Msr蛋白含有Msr A和Msr B的保守区,为亲水性蛋白,无信号肽,定位在细菌细胞质。三维结构与牛Msr蛋白(PDB:1fvg.1)类似。Msr蛋白含有几个B表位。[结论]克隆获得了Tp Msr基因,并分析了其生物学特性。     

穿透支原体铁蛋白的原核表达、纯化及生物信息学分析

[目的]表达纯化穿透支原体(Mycoplasma penetrans)铁蛋白(Ferritin)并利用生物信息学方法分析该蛋白的生物学特性。[方法]从NCBI网站上查到Mpe Ferritin的DNA和蛋白序列,并合成Ferritin基因,设计PCR引物,以合成基因为模板扩增Ferritin片段,将其与pET15b载体连接,将连接产物转化到大肠杆菌Top10感受态细胞。挑取阳性菌落,利用PCR和测序验证,提取质粒pET15b-Ferritin并将其转化到大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导目的蛋白表达,并使用Ni2+亲和法纯化Ferritin蛋白。然后用生物信息学方法分析Ferritin蛋白的生物学特性。[结果]Mpe Ferritin基因全长为540 bp,编码180个氨基酸。成功构建重组质粒pET15b-Ferritin,表达并纯化得到Ferritin蛋白。Ferritin蛋白定位于细胞质,无信号肽。它的α-螺旋占71.5%,β-转角占6.7%,延伸链占5.0%,无规卷曲占16.8%。由24个同源Ferritin蛋白分子组成24聚体。[结论]通过基因工程方法纯化得到Ferritin蛋白并分析了Ferritin的生物学性质。     

溶藻弧菌耐药基因qnr的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)喹诺酮类耐药基因qnr并分析其蛋白结构,为研究该蛋白的生物学功能奠定基础。[方法]根据NCBI上公布的相关序列设计qnr基因特异性引物,利用PCR方法扩增基因序列,进行DNA测序及生物信息学分析。[结果]从溶藻弧菌染色体上获得qnr基因大小为651 bp,编码216个氨基酸,进化分析可知其与副溶血弧菌有很近的亲缘关系,二级结构分析含有五肽重复序列,三维结构与大肠杆菌质粒上的qnr蛋白空间结构极为相似。[结论]通过对蛋白质序列分析和结构预测,初步确定该基因为喹诺酮耐药基因,为水产细菌的耐药机制研究奠定基础。     

肺炎支原体铁吸收调节蛋白基因的克隆表达与纯化

[目的]克隆肺炎支原体铁吸收调节蛋白(Fur)基因并纯化Fur蛋白,为研究其生物学功能奠定基础。[方法]利用Clustal Omega分析肺炎支原体Fur蛋白及其同源序列并用MEGA6.0构建进化树,通过PCR扩增Fur基因并对其进行双酶切,然后连接到p ET28a,得到重组载体p ET28a-Fur,将其转化大肠杆菌BL21(DE3),利用IPTG诱导Fur蛋白表达,并通过亲和层析纯化Fur蛋白。[结果]多序列比对和进化树分析表明Mp含有一个Fur蛋白。克隆得到大小为477 bp的Fur基因,编码159个氨基酸。得到重组表达质粒p ET28a-Fur,该质粒能在大肠杆菌中能高效表达,并纯化得到重组Fur蛋白。[结论]成功克隆获得Mp Fur基因,在大肠杆菌中高效表达并获得高纯度Fur蛋白。     

铜绿假单胞菌黏附素蛋白的表达、纯化及多克隆抗体制备

[目的]克隆铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)黏附素(adhesin)基因,表达纯化黏附素蛋白和获得多克隆抗体。[方法]设计特异性PCR引物,以铜绿假单胞菌DNA为模板,PCR法扩增铜绿假单胞菌黏附素基因,并将其进行双酶切后连接到表达载体pET28a,将重组质粒pET28a-adhesin转入大肠杆菌BL21,IPTG诱导目的蛋白表达,然后通过亲和层析进行纯化。再利用各种生物信息学软件分析该蛋白的生物学特性。将adhesin蛋白免疫小鼠,并获得了高浓度的多克隆抗体。[结果]显示成功得到了重组质粒pET28a-adhesin,并通过亲和层析得到重组adhesin蛋白。Adhesin的α-螺旋含量为46.37%,无规卷曲的含量为35.96%,β片层的含量为17.67%。模拟得到了adhesin蛋白的三级结构。该蛋白是一个跨膜蛋白,具有两个跨膜区。Adhesin蛋白具有良好的免疫原性,获得的抗血清效价高于1:5120。[结论]纯化得到了重组adhesin及其抗血清,为研究该蛋白的功能提供了实验基础。     

鳗弧菌flaE基因的克隆及蛋白结构分析

[目的]:克隆鳗弧菌flaE基因并分析其蛋白结构,为研究该蛋白的生物学功能及免疫原性奠定基础。[方法]通过PCR方法对鳗弧菌flaE基因进行扩增,利用生物学软件对其序列及蛋白质结构进行分析。[结果]所得flaE基因的大小为841bp,其开放阅读框长度为798 bp,编码262个氨基酸。蛋白分子质量为28 411.4,理论等电点p I为5.70,脂肪系数为81.60,不稳定系数为31.81;为疏水性蛋白;没有信号肽和跨膜螺旋结构;保守区结构域属于flagellin家族;二级结构中以α螺旋为主,其次是无规则卷曲和β片层,少量β转角;三级结构与3k8v.1.A的结构模型相似率为90%。[结论]成功克隆了鳗弧菌flaE基因,Gen Bank登录号为KM091934。     

鸡importin β1基因的克隆及生物信息学分析

[目的]对鸡importin β1基因进行克隆和生物信息学分析。[方法]根据Gen Bank公布的鸡importin β1基因序列(XM_015299473)设计合成特异性引物,通过RT-PCR从DF-1细胞中扩增importin β1基因CDS区并进行克隆和测序,利用生物信息学工具对其理化性质、二级结构和系统进化树进行分析。[结果]鸡importin β1基因CDS全长2 268bp,共编码755个氨基酸,该蛋白等电点为4.61,相对分子质量84.15 k Da,分子式为C3712H5901N979O1152S46。蛋白质二级结构预测显示,鸡importin β1蛋白含有丰富的二级结构,以α-螺旋为主(占64.90%)。importin β1基因同源性及系统进化树分析结果表明鸡与鹌鹑的亲缘关系最近。[结论]鸡importin β1基因的克隆和生物信息学分析为进一步研究其功能奠定了基础。     

嗜水气单胞菌溶血素基因克隆与序列分析

[目的]对嗜水气单胞菌溶血素基因(HlyA)进行克隆、序列分析和蛋白三级结构预测。[方法]根据嗜水气单胞菌溶血素基因(HlyA)设计特异性引物,采用PCR方法扩增并亚克隆至pMD18-T载体中,进行DNA测序分析。[结果]获得Hly A基因片段大小为1 022 bp,推导编码297个氨基酸,其中1-30aa区域为信号肽序列,7-196aa区域为溶血素-N端结构域(PF12563),222-297aa区域为杀白细胞素结构域(PF07968)。HlyA蛋白三级结构与模板(PDB:1XEZ_A)相似性达41.76%,主要由β折叠、转角构成,与拉马钱德兰图方法检测Hly A蛋白空间结构基本一致。[结论]该研究有助于理解嗜水气单胞菌Hly A基因功能及其溶血机制。     

人精氨酸酶Ⅰ基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆人精氨酸酶Ⅰ(human-ARGⅠ)基因并分析其生物学特性。[方法]根据NCBI数据库提供的人精氨酸酶Ⅰ基因序列设计其特异性引物,利用PCR扩增目的基因,并将其连接到p CMV-MYC载体上并利用生物信息学工具分析人精氨酸酶Ⅰ蛋白的生物学特性。[结果]酶切鉴定与DNA测序结果显示人精氨酸酶Ⅰ基因全长969bp,编码322个氨基酸残基;人精氨酸酶Ⅰ蛋白属于精氨酸酶——组蛋白去乙酰化酶超家族,是位于细胞质中的稳定亲水性蛋白,无信号肽,不含跨膜结构域,其二级结构由无规则卷曲,α-螺旋和延伸链构成,并且三级结构与二级结构预测结果高度一致,建模结果准确可靠。[结论]人精氨酸酶Ⅰ基因全长969 bp,编码322个氨基酸残基,分子量为34 734. 94,p I 6. 72,其氨基酸序列中无信号肽,无跨膜结构域,是非分泌型及亲水性蛋白,是属于精氨酸酶-组蛋白去乙酰化酶超家族,无规则卷曲为二级结构中最主要的结构元件,并且三级结构与二级结构预测结果高度一致,建模结果准确可靠。     

人NR2F2基因的克隆及其生物信息学分析

[目的]克隆人NR2F2(Nuclear Receptor subfamily 2,group F,member 2)基因并分析其生物学特性。[方法]根据NCBI数据库提供的人NR2F2基因序列设计其特异性引物,通过PCR扩增目的基因,并将其连接到p ET-28a载体上,然后进行酶切鉴定与DNA测序来确定人NR2F2基因克隆的正确性,再利用生物信息学在线工具分析人NR2F2蛋白的生物学特性。[结果]酶切鉴定与DNA测序结果表明人NR2F2基因开放阅读框为786 bp,编码261个氨基酸残基,分子量为29 162.79 Da,p I为5.96。NR2F2蛋白是主要位于细胞质和细胞核中的亲水性蛋白,不含跨膜结构域,无信号肽,其二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸链构成,并且三级结构与二级结构预测结果一致。[结论]克隆获得人NR2F2基因,其编码的蛋白质属于类固醇/甲状腺激素受体超家族,α螺旋和无规则卷曲为二级结构中最主要的结构元件。GO注释分析表明,人NR2F2属于转录因子,参与序列特异性DNA结合、基因转录、RNA的生物合成、RNA代谢等过程。     

狗Toll样受体5基因的克隆与序列分析

[目的]克隆狗TLR5基因,应用生物信息学软件对其进行结构和功能的预测分析。[方法]依据Gen Bank中已公布的狗TLR5基因的CDS区设计出特异性引物。PCR扩增获得狗TLR5目的基因,并构建重组质粒p CR2.1-Dog TLR5,测序正确后应用生物信息软件分析其序列特征。[结果]克隆得到的基因序列与Gen Bank中登录的狗TLR5(NC 006620.3)的同源性高达99%。狗TLR5的ORF为2 577 bp,编码858个氨基酸,蛋白分子质量约94.675 7 k Da,理论等电点为8.57,不稳定系数为43.14,表明为不稳定蛋白。狗TLR5蛋白N端的前20个氨基酸构成了其信号肽序列。核苷酸序列同源性比对结果表明,狗的TLR5基因序列与大熊猫、雪豹、东北虎和猎豹TLR5基因同源性相对于其他比对物种较高,分别为78.7%、77.2%、76.8%和76.3%。[结论]成功克隆出狗TLR5基因,生物信息学分析表明狗TLR5基因与Toll样受体家族具有相似的结构特征。狗TLR5基因的成功克隆与序列分析为进一步研究其在分子免疫方面的作用机制奠定了基础。     

羊口疮病毒安徽株VIR基因克隆与 生物信息学分析

目的获取并分析ORFV AH-F10株VIR基因序列及预测其编码蛋白的生物信息学特点。方法利用实验室保存的羊口疮AH-F10株,设计VIR基因引物并进行PCR扩增、克隆及序列测定,同时利用生物信息学方法对其编码的蛋白的理化性质、二级结构、三级结构、信号肽、磷酸化位点、跨膜结构域以及线性细胞表位进行预测。结果 AH-F10-VIR基因长552bp,编码183个氨基酸,与Nantou株的VIR基因同源性最高,核苷酸同源性高达99.6%,氨基酸同源性为100.0%。生物信息学分析结果显示编码的蛋白相对分子量为19.88kDa,等电点为4.83,为亲水性蛋白;α-螺旋、β-转角、无规则卷曲和延伸链分别占36.07%、3.83%、43.17%和16.94%;三级结构预测显示VIR蛋白存在较多的α-螺旋与无规则卷曲,同二级结构预测结果相符;含有17个磷酸化位点,无信号肽和跨膜结构区域,有15个潜在的B细胞优势表位,4个CTL细胞表位以及5个Th细胞表位。结论成功克隆了羊口疮安徽株VIR基因并预测了VIR蛋白的生物信息学相关信息,为进一步研究VIR蛋白奠定了基础。     

植物乳杆菌LY-78乳酸氧化酶基因克隆与生物信息学分析

[目的]对植物乳杆菌LY-78乳酸氧化酶基因(lox)进行克隆及生物学信息学分析。[方法]PCR克隆lox基因,测序后采用多种生物学信息软件预测该基因对应蛋白的理化性质和结构特征。[结果]植物乳杆菌LY-78的乳酸氧化酶基因全长1 101 bp,编码366个氨基酸,其蛋白分子量38 730.1 Da,p I 5.58,亲水性非分泌蛋白。该蛋白氨基酸序列系统进化树分析表明,该基因序列保守性较高,可以反映近缘物种的亲缘关系;具有保守的α-羟基酸脱氢酶结合结构域。[结论]为揭示植物乳杆菌LY-78乳酸氧化酶的生理功能及在苯乳酸代谢机理中的作用提供了理论依据。     

玉米大斑病菌钙调磷酸酶B亚基基因的克隆与生物信息学分析

[目的]克隆玉米大斑病菌CnB基因,并进行初步的生物信息学分析.[方法]采用cDNA末端快速扩增(Rapid Amplification of cDNA Ends,RACE)技术,扩增玉米大斑病菌CnB基因全长cDNA序列和DNA序列.运用相关生物信息学软件对该基因序列进行分析和预测其编码蛋白的结构功能.[结果]CnB基因含4个外显子和3个内含子,最大开放阅读框为525 bp(GenBank登录号EF 469732),编码174个氨基酸;预测蛋白含约59.77%的α螺旋,8.62%的β转角,6.32%的延伸串,25.29%的不规则卷曲;含有高度保守的4个"EF-hand"Ca2 结合区域,属于Ca2 结合蛋白家族成员,与小麦叶枯病菌(Phaeosphaeria nodorum)、灰葡萄孢(B.cinerea)、粗糙麦孢霉(Neurospora crassa)等病原真菌中CnB基因有90%以上的氨基酸同源性.[结论]首次在玉米大斑病菌中克隆得到CnB基因,为进一步研究该基因功能奠定基础.     

从江香猪λ1干扰素基因的克隆及序列分析

[目的]对从江香猪λ1干扰素(interferon-λ1,IFN-λ1)基因进行扩增、克隆和生物信息学分析。[方法]根据Gen Bank登录的猪IFN-λ1基因序列(FJ455508)设计合成特异性引物,通过RT-PCR从淋巴细胞中扩增IFN-λ1基因CDS区并进行克隆和生物信息分析。[结果]从江香猪IFN-λ1基因CDS全长576 bp,共编码191个氨基酸,其分子式为C949H1543N277O270S7,相对分子质量21.38 k Da;该蛋白等电点为9.42,为亲水性蛋白。从江香猪IFN-λ1含有丰富的二级结构,以α-螺旋(64.40%)和无规卷曲(25.65%)为主,蛋白质三级结构中主要以α-螺旋为主,同源性及系统进化树分析结果表明从江香猪与野猪IFN-λ1核苷酸同源性最高(为100%),亲缘关系最近。[结论]从江香猪IFN-λ1基因的克隆和生物信息学分析为进一步研究其抗病毒功能奠定了基础。     

中华蜜蜂气味结合蛋白基因AcerOBP7的克隆及序列分析

[目的]克隆中华蜜蜂(Apis cerana cerana) Acer OBP7基因并分析其相关生物学信息。[方法]收集中华蜜蜂样本,提取总RNA,反转录制备c DNA。设计特异性引物,PCR扩增Acer OBP7基因的ORF序列。利用多种生物信息学软件对编码蛋白的理化性质和结构特征进行预测和分析。[结果]获得中华蜜蜂气味结合蛋白基因Acer OBP7的c DNA序列。Acer OBP7基因的开放阅读框(ORF)长438 bp,编码145个氨基酸。存在信号肽,无跨膜结构,在53～140个氨基酸之间有一个昆虫气味结合蛋白家族的PBP-GOBP家族的保守结构域,信号肽源于氨基酸中的1～20位,其对应的剪切位点落在氨基酸中的20位与21位间。有一些相对清晰的疏水区。[结论]Acer OBP7蛋白属于Classical OBP亚家族,具有典型的PBP-GOBP家族结构,是一种分泌蛋白。     

共表达ETEC K99、GFP重组大肠杆菌的构建及表达北大核心

[目的]构建K99、GFP基因重组质粒并在大肠杆菌BL21(DE3)感受细胞中表达。[方法]利用PCR扩增技术扩增K99基因和GFP基因,经连接和转化将目的片段克隆到pLA载体上,利用双酶切技术及PCR技术对重组质粒进行鉴定并测序分析,利用Western Blot技术分析蛋白质表达情况。[结果]测序分析结果表明,基因具有正确的阅读框;双酶切和PCR鉴定得到498 bp和720 bp的特异性条带;荧光检测表明重组菌表达了蛋白;Western Blot结果表明重组菌表达为融合蛋白。[结论]成功构建了大肠重组菌,并表达外源融合蛋白。     

麦洼牦牛TF基因的克隆及蛋白质结构分析

[目的]探讨麦洼牦牛转铁蛋白(Transferrin,TF)的结构及生理功能。[方法]采用RT-PCR方法,从麦洼牦牛心脏克隆出TF基因,并运用多种生物信息学软件对其进行核苷酸序列及蛋白质结构分析。[结果]克隆得到的麦洼牦牛TF基因开放阅读框为780 bp,编码259个氨基酸,分子质量为28.33 k Da,理论等电点8.57,不含跨膜区域,存在信号肽序列,二级结构以随机卷曲和α-螺旋为主,无β-折叠,同源建模预测出牦牛TF蛋白与猪血清转铁蛋白有相似的三级结构,同源性可达71.91%。[结论]成功克隆了麦洼牦牛TF基因并分析了其蛋白质结构,为进一步研究TF蛋白功能提供理论基础。     

金黄色葡萄球菌ymdB基因的克隆表达及生物信息学分析

[目的]克隆、表达金黄色葡萄球菌ymd B基因,并对其编码产物进行生物信息学分析。[方法]以金黄色葡萄球菌ATCC 25923菌株的基因组DNA为模板,用聚合酶链式反应扩增ymd B基因,将扩增基因酶切后与表达载体pET-32a(+)连接,构建重组质粒并转化大肠杆菌TG1,增菌培养后提取质粒,经PCR、基因测序鉴定后,再转化大肠杆菌BL21(DE3),对转化菌株进行诱导后,进行10%SDS-PAGE分析。使用Protparam、PSORT、CDD、Signal P 4. 1、TMpred、Net Phos 3. 1 Server、PSIPRED、SWISS-MODEL等软件,分析YmdB蛋白的氨基酸数目、相对分子质量、理论等电点、带电荷氨基酸总数、半衰期、稳定性、疏水性、亚细胞定位、保守结构域、信号肽、跨膜区、磷酸化位点、二级结构、三维结构等。[结果]构建了表达载体pET-32a(+)-ymd B,在37℃经异丙基-β-D硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后获得表达。YmdB蛋白由266个氨基酸组成,相对分子质量为30134. 53Da,等电点为6. 23,正电荷氨基酸总数为33个,负电荷氨基酸总数为35个,在大肠杆菌内的半衰期为10 h以上,是稳定的亲水蛋白质,定位于细胞质中,与YmdB蛋白家族具有相似的保守结构域,没有信号肽,有一个跨膜区和14个磷酸化位点,二级结构中ɑ螺旋、β折叠和无规则卷曲分别占42. 11%、9. 40%、48. 49%,三维空间结构与二级结构预测结果大致相同。[结论]成功克隆、表达了金黄色葡萄球菌ymdB基因,并对YmdB蛋白进行了生物信息学分析,为深入研究该蛋白的分子作用机理打下一定基础。