樟叶越桔熊果苷合成酶基因VdAS1的克隆及序列分析?

根据樟叶越桔( Vaccinium dunalianum)叶芽转录组测序获得的熊果苷合成酶基因VdAS1部分EST序列设计引物,结合RACE￣PCR技术获得VdAS1基因全长1577 bp cDNA序列。其完整的开放阅读框推测编码由475个氨基酸残基组成的VdAS1蛋白,理论相对分子量为52?22 kD,等电点pI＝5?74,负电荷残基( Asp＋Glu)总数为53个,正电荷残基( Arg＋Lys)总数为45个,不稳定系数为37?93,属稳定性蛋白质。生物信息学分析表明VdAS1与枸杞的糖基转移酶相似率高达74％,其二级结构主要构件为α￣螺旋和随机卷曲,不存在跨膜区,属于亲水性蛋白质,并结合信号肽预测结果推测VdAS1直接锚定在细胞基质中行使功能。该研究为后期VdAS1的异源表达和功能研究奠定了基础。     

普氏野马GH基因的克隆及生物信息学分析

普氏野马(Equus przewalskii)属国家 I 级保护动物,是现存的马中唯一的的野生亚种。生长激素(Growth Hormone,GH)是大脑垂体前叶分泌的一种多肽类激素,对动物个体的生长、发育的影响极其明显。为了更好的保护普氏野马,提高其野外生存与繁殖能力,本研究利用PCR技术首次获得了普氏野马 GH 基因,并利用生物信息学方法对其编码的蛋白质结构和功能进行分析和预测,旨在探明普氏野马生长激素(Growth Hormone, GH)基因的结构特点以及其编码蛋白质的结构与功能。结果显示,普氏野马 GH 基因所在基因组DNA全长为1 577 bp,经BLAST比对后,发现普氏野马与家马(GenBank: EU939446.1)GH 基因序列相似性高达99.68%,属于同源序列。该基因编码蛋白质的氨基酸数量为152个,分子量为17 638.54 Da,理论等电点为9.01,带负电荷的残基总数(Asp+Glu)为19个,正电荷残基总数(Arg+Lys)为23个,分子式为C₇₉0H₁₂₇₄N₂₁₆O₂₂₆S₇。普氏野马GH蛋白属于细胞外蛋白,含有生长激素样结构域,不具有相关跨膜结构,其含有信号肽的可能性为0.35%。这为普氏野马GH基因的开发利用奠定了分子基础。     

大肠杆菌青霉素G酰化酶基因及其邻近区域的核苷酸全序列

我们由E.coli AS1.76克隆了青霉素G酰化酶的基因,并且测定了其全部核苷酸序列。青霉素G酰化酶结构基因是由下述功能片段组成的:(1)编码信号肽(26个氨基酸残基)的78个碱基对;(2)编码α-亚基(209个氨基酸残基)的627个碱基对;(3)编码间隔肽(54个氨基酸残基)的162个碱基对;(4)编码β亚基(557个氨基酸残基)的1671个碱基对。此外,我们还发现起始密码子(ATG)前有个核糖体结合位点和启动子序列以及在终止密码子(TAA)之后有个转录终止信号。与最近发表的青霉素G酰化酶基因的DNA序列比较,同源性达99.7%。     

北京棒杆菌邻氨基苯甲酸合成酶基因的克隆、序列分析及表达

以北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)野生株AS1.299和突变株PD-67的基因组为模板,用PCR方法扩增了邻氨基苯甲酸合成酶(AS)基因(trpEG)片段和前端控制序列。核酸序列分析结果表明,该片段全长3374bp,包含3个ORF,推测分别为前导肽基因trpL、AS componentⅠ基因trpE和AS componentⅡ基因trpG。C.pekinense野生株AS1.299与突变株PD-67相比较,trpL基因完全一样;trpE基因有6个碱基的突变,导致了5个氨基酸残基的改变;trpG基因有1个碱基的突变,导致了1个氨基酸残基的改变;同时它们在-35序列处还有一个A→G的突变。通过同源性比较发现,C.pekinense AS1.299与Corynebacterium glutamicum ATCC13032和Brevibacterium lactofermentum的亲缘关系是很近的。trpL基因上游存在启动子区域,并能被Escherichiacoli的RNA聚合酶所识别,实现异源互补。野生型和突变型AS基因在C.pekinense AS1.299和PD-67中都得到表达,并且重组菌相对于宿主菌的酶活都有了很大提高。摇瓶发酵实验结果表明,带有突变型AS基因的PD-67重组菌生长比较慢,稳定期比PD-67推迟24h,但产生的L-色氨酸比PD-67高22.39%。     

千里光脂肪醛脱羰基酶(CER1蛋白)的保守基序(CSM)与功能结构域分析

基于已构建的千里光全长c DNA文库,克隆其脂肪醛脱羰基酶基因(Gen Bank No.:KT895253),并进一步分析该基因所编码蛋白质(CER1蛋白)的氨基酸保守基元序列(conserved sequence motif,CSM)和蛋白质功能结构域的关系。蛋白质一级结构分析发现,千里光CER1蛋白由623个氨基酸残基组成;进化树和序列比对结果提示SH-片段和LH-片段这两个富含His的保守基元序列在不同物种中表现出高度保守性;3-D结构预测结果表明,高等植物CER1蛋白水合状态下具有高效的底物结合能力和脂肪醛脱羰基的催化效率。因此,根据脂肪醛脱羰基酶氨基酸保守基序对蛋白质功能域的决定作用,推测CER1蛋白的保守结构域是形成底物结合部位和酶催化活性中心的结构基础。     

唐鱼细胞色素P450 1A基因cDNA克隆及分析

鱼类细胞色素P450 1A(CYP1A)基因作为一种有效的生物标志物已被广泛应用于环境污染物的评价,唐鱼在水环境污染监测中有较好的应用优势,为建立唐鱼在水环境的检测的有效生物标志物方法,本研究对其CYP1A基因进行克隆。利用RT-PCR法扩增出一条651bp的唐鱼CYP1A基因cDNA片段,该片段与其他物种的CYP1A基因具有很高的相似性。在此基础上进行5'端扩增和3'RACE获得了唐鱼CYP1A基因的全长cDNA序列,其长度为2177bp,其中编码区长1566bp,编码521个氨基酸残基组成的蛋白质,推测该蛋白质分子量大小为58.5kDa,理论等电点为5.65。所得序列具有CYP1A分子的主要特征和功能域,包括亚铁血红素结合区、酶功能所需的精氨酸密码子和终止密码子。推导出的氨基酸序列与斑马鱼、底鳉、虹鳟、大西洋鳕、人、鼠等脊椎动物同源性分别为87.7%、70.1%、76.2%、62.2%、54.5%、55.7%。     

紫丁香查尔酮异构酶基因SoCHI的克隆及表达分析

采用RACE技术从紫丁香(Syringa oblata Lindl.)花中克隆获得查尔酮异构酶基因(CHI)的cDNA全长序列,命名为SoCHI,其编码的蛋白质为SoCHI蛋白。序列分析结果表明:SoCHI基因的开放阅读框(ORF)长度为684bp,编码227个氨基酸残基,并且,该基因全部由外显子构成,无内含子。SoCHI蛋白理论相对分子质量24 988,理论等电点p I 5.53,不稳定系数为47.58,平均亲水指数为-0.096,并包含2个氢键结合位点、2个活性催化位点和7个底物结合位点;在该蛋白质的二级结构中,α-螺旋、延伸链和无规则卷曲分别占该蛋白质氨基酸残基总数的31.7%、20.3%和48.0%。同源性比对结果表明:紫丁香与其他9种植物CHI蛋白的同源性很高(均在76%以上),与同科[木犀科(Oleaceae)]植物桂花(Osmanthus fragrans Lour.)和油橄榄(Olea europaea Linn.)CHI蛋白的同源性更高(达88%)。实时荧光定量PCR扩增结果表明:SoCHI基因的相对表达量在紫丁香的嫩叶中最高,在成熟叶中次之;该基因的相对表达量在紫丁香花发育过程中先上升后下降,并在花蕾期达到最高。研究结果显示:SoCHI基因编码的氨基酸序列相对保守,且其表达与紫丁香花呈色关系密切。     

梭梭Na+/H+逆向转运蛋白基因克隆及分析

采用RT-PCR、RACE方法从超旱生、耐盐植物梭梭中扩增出Na+/H+逆向转运蛋白基因的开放阅读框架,其核苷酸序列长1 683bp,推测的氨基酸序列全长为560个氨基酸残基。含有多个物种Na+/H+逆向转运蛋白基因的高度保守序列氨氯砒嗪脒的结合位点(LFFIYLIPPI)。序列一致性分析结果显示,该cDNA片段与同科植物NHX基因的一致性为70%～80%,但与不同科植物的一致性较低,仅为60%,表明该基因在进化上存在多样性,但它们都具有氨氯砒嗪脒结合位点,对Na+具有高度专一性,对植物的耐盐性起着重要作用。     

3种棱型大麦中脱水素6(DHN6)的性质、突变位点与蛋白质进化分析

脱水素(dehydrins,DHNs)是高等植物胚胎发育晚期产生的一类特异多肽,能够逆转细胞脱水所造成的伤害.为明确脱水素性质与功能的关系,本研究从3种棱型大麦分离到Dhn6基因,生物信息学分析其编码的蛋白质序列长度分别为523个(六棱)、502个(四棱)和486个(二棱)氨基酸残基;氨基酸突变位点分析发现该基因具有整体保守性和突变位点偏倚性.蛋白质性质与二级结构分析表明,DHN6是高度亲水的碱性蛋白质,线性结构和自由卷曲为二级结构的主要组分,K-片段参与α-螺旋结构的形成,由此推测DHN6的兼性α-螺旋结构域在稳定膜结构的水合保护体系过程中发挥着重要的生理功能.构建的21个物种DHN6蛋白质系统发生树,发现禾本科植物遗传距离较近,结合核苷酸序列的物种特异性,本研究认为Dhn6基因可作为物种鉴定依据.     

一种苦荞主要过敏原基因cDNA的克隆及序列分析

为了获得苦荞中主要过敏原的cDNA和由此推导的蛋白质序列 ,分析其结构特点 ,以苦荞幼根根尖为材料 ,提取总RNA并反转录mRNA为cDNA第一链 .通过RT PCR、3′RACE、基因克隆及序列测定 ,获得一种苦荞主要过敏蛋白基因的cDNA片段 (GenBank登录号为AY0 4 4918) .该cDNA片段由 76 8bp组成 ,包括 3′端非编码区 180个bp ,开放阅读框 5 88bp .可编码一个由 195个氨基酸残基组成的功能蛋白及一个终止密码 .苦荞主要过敏原基因与甜荞 2 2kD过敏蛋白、豆球类蛋白的核苷酸序列分别有 95 %和 93%的同源性 .其推导的氨基酸序列与甜荞球蛋白、刀豆蛋白、甜橙柠檬素分别有 93%、83%和 5 7%的同源性 .该过敏蛋白 183～ 188位氨基酸残基KEEEKE在多数不同过敏原中均存在 ,推测可能为其中的抗原决定簇序列     

斯达氏油脂酵母肌动蛋白基因克隆及序列分析

以产油真菌斯达氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi AS 2.1560)为材料,提取总KNA,反转录成cDNA.根据真菌肌动蛋白(actin)保守核酸序列设计引物,PCR扩增后获得部分序列,再采用cDNA末端快速扩增技术获得了开放阅读框全长为1128 bP的cDNA序列,该序列编码蛋白质含375个氨基酸残基,等电点为5.49.同源性比较发现该基因(Accession No.EU258762)与其它已知真菌的actin基因相似性在75%以上,氨基酸序列相似性在90%以上.通过不同物种肌动蛋白进化树分析发现L.srarkeyi与亚罗解脂酵母(Yarrowia lipolytica)有较近的亲缘关系.该研究对探索L.starkeyi产油机制有一定的参考价值.     

一色齿毛菌锰过氧化物酶2基因克隆及生物信息学分析

摘要 锰过氧化物酶（manganese peroxidase,MnP）是由一系列同功酶组成的木质素降解酶。我们前期工作克隆了一色齿毛菌（Cerrena unicolor) MnP1基因序列。在此基础上,本研究采用简并PCR、染色体步移和RACE等技术对C. unicolor mnp2基因(Cu-mnp2)序列进行克隆。同时,采用生物信息学软件对Cu-mnp2的基因结构、Cu-MnP2的蛋白质结构及多物种MnPs蛋白质序列的系统进化关系进行分析。克隆得到3 053 bp的Cu-mnp2 DNA序列(GenBank:JX270806.1)和1 429 bp的Cu-mnp2 cDNA序列(GenBank: JQ782580.1)。序列分析结果显示,Cu-mnp2 DNA序列包含14个外显子和13个内含子,启动子区域包含TATA-BOX、SP1和AP1等作用元件;Cu-mnp2 cDNA序列包含71 bp的5′UTR、230 bp的3′ UTR以及1 128 bp的开放阅读框(ORF)。Cu-mnp2 ORF序列的BLAST比对结果表明,Cu-mnp2与Trametes versicolor FP-101664 SS1 mnp序列覆盖度为53%,序列相似性为65%;与Heterobasidion irregulare mnp、C. unicolor mnp1等cDNA序列都有较高的序列相似性。Cu-mnp2的ORF编码(GenBank:AFK91530.1)由340个氨基酸残基组成的多肽链(Cu-MnP2)。Cu-MnP2蛋白质序列的BLAST比对和蛋白质三维结构均显示,Cu-MnP2包含Mn ²⁺ 、Ga ²⁺ 、血红素及芳香底物结合位点。对包含Cu-MnP1、Cu-MnP2蛋白质序列在内的多物种MnPs蛋白质序列的系统发育分析表明,多物种的MnPs分为两大类群,分别为包含4个二硫键的短MnPs和包含5个二硫键的长MnPs。其中,Cu-MnP1与Cu-MnP2均属于短MnPs,Cu-MnP2与Trametes versicolor MrP 的蛋白质序列亲缘关系最近。通过Cu-mnp2基因的克隆和序列分析,对继续研究C. uniclor的MnP同工酶基因结构和功能奠定基础。     

人牛精浆蛋白相关新基因的cDNA克隆、定位和表达

为了研究牛精浆 (bovineseminalplasma ,BSP)蛋白及其相关蛋白在受精及受精卵发育中的重要作用 ,寻找BSP蛋白相关新基因 .采用cDNA末端快速扩增 (RACE)技术 ,克隆了一个BSP蛋白相关基因的cDNA序列 .应用辐射杂种细胞系 (RH)技术进行了基因染色体定位 .通过RT PCR检测了该基因在人体各组织中的表达情况 .并将该基因编码的蛋白进行了原核表达 .新基因的cDNA长度为 10 5 2bp ,其开放阅读框架 (ORF)编码了一个含 2 2 3个氨基酸残基的蛋白质 ,氨基酸序列中含有 4个纤连蛋白Ⅱ结构域 ,与BSP蛋白在结构上具有一定的相似性 ,称其为人BSP相关蛋白 (humanBSP relatedproteins ,HBRP) .该基因定位于染色体 19q13,在大肠杆菌中表达为 5 2kD的融合蛋白 .研究结果提示 ,应用RACE方法克隆了一种新的人类与BSP蛋白相关的基因 ,推测其编码蛋白是与BSP蛋白功能相关的结合蛋白 ,通过基因重组技术大量获得表达蛋白 ,对进一步研究新蛋白的生物学功能具有重要的意义 .     

茶树胞质型苹果酸脱氢酶的原核表达及生物信息学分析

利用RT-PCR及cDNA末端快速扩增法,获得了完整的茶树细胞质苹果酸脱氢酶(cMDH)基因Cs-cMDH(GonBank登录号为GQ845406).该基因全长1 235 bp,编码332个氨基酸,分子量约为35.5kD.含重组质粒pGEX-MDH的E.coli Rosetta经0.5 mmol·L~(-1) IPTG于32℃诱导3 h后可以获得大量可溶性的61.5 kD融合蛋白.NCBI的BLAST结果显示,Cs-cMDH与高等植物cMDH的氨基酸序列一致性高达88%～93%.通过基于蛋白质结构的多序列比对,预测Cs-cMDH为二聚体,每个亚基包含13个β-折叠及13个a-螺旋.Cs-cMDH包含典型的MDH"指纹"(fingerprint)序列G~(12)AAGQIG~(18),其氨基酸残基D43在所有NAD-MDH中都很保守.Cs-cMDH还包含一些与其它NAD-MDHs同源的保守序列单元,如NAD+结合位点、催化模体及底物结合位点.而且Cs-cMDH还包含在所有植物NAD-cMDHs中都相当保守的6个Cys,因此我们推断Cs-cMDH为茶树细胞质NAD-MDH.茶树基础代谢相关基因cMDH的克隆和原核表达为Cs-cMDH的功能研究奠定了基础.     

葡萄PRC1-like核心组分基因克隆及序列分析

克隆葡萄PRC1-like核心组分基因并预测其功能。在NCBI中分别查找与拟南芥PRC1核心组分基因同源性最高的葡萄序列,采用CTAB法提取葡萄品种‘赤霞珠’(Cabernet sauvignon)嫩叶中总RNA,运用RT-PCR技术进行克隆,得到葡萄PRC1-like核心组分基因的CDS序列,并通过各种在线软件对葡萄PRC1-like核心组分基因及其编码的蛋白质进行生物信息学分析。获得4个葡萄PRC1-like核心基因,这些基因CDS全长分别为1 614 bp、1 362 bp、1 293 bp和1 275 bp,分别编码568个、453个、430个和424个氨基酸,预测其蛋白质的相对分子量分别为64.17 kD、50.69 kD、47.99 kD和47.71 kD,推测这些蛋白均为亲水性不稳定蛋白,与已知拟南芥PRC1相应的核心蛋白具有高度的同源性,亚细胞定位预测结果表明这些蛋白主要存在于细胞核中。推测葡萄PRC1-like在葡萄发育中起着重要作用,这为进一步阐明葡萄PRC1-like的功能及作用机制提供了理论依据。     

梭梭甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及序列分析

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中扩增出BADH基因的cDNA序列(命名为HaBADH),其开放阅读框为1 503 bp,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,并含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C).其核苷酸序列与藜科几种盐生植物如盐爪爪(Kalidium foliatum)、中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)、三角叶滨藜(Atriplex triangularis)、菠菜(Spinacia oleracea)、山菠菜(Atriplex hortensis)和甜菜(Beta vulgaris)等的相似性均在85%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在87%以上,表明BADH基因在藜科植物中是一种比较保守的基因.研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定基础.     

草鱼过氧化氢酶全长cDNA的克隆、序列同源分析与组织表达

过氧化氢酶(catalase,CAT)是生物体内抗氧化防御系统的关键酶之一,在清除过氧化氢而避免机体产生氧化应激的过程中起重要作用.本研究从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝胰脏中克隆了CAT完整编码序列(complete coding sequence,CDS).该CAT序列(GenBank登陆号:FJ560431)全长2 263 bp,包括完全开放阅读框(ORF) 1 575 bp、5'非编码区(UTR) 118 bp和3' UTR 570 bp.其ORF编码525个氨基酸残基,理论分子量为59.59 kD,等电点为7.02.在草鱼CAT cDNA的终止密码子附近,其3' UTR具有长且完整的AC重复序列,与斑马鱼、鲢鱼及啮齿类动物CAT的3' UTR AC重复序列相似.序列比较表明,草鱼CAT的核苷酸及推测氨基酸序列与其它多种物种的一致性均较高,其一致性分别为93.4%~43.0%和98.1%~63.3%.同时,草鱼CAT cDNA的推测氨基酸序列具有与其它动物高度保守的特征性基序,包括亚铁血红素结合信号序列"RLFSYPDTH"、酶活性中心序列"FDRERIPERVVHAKGA"及3个催化位点残基His74、Asn147和Tyr357.此外,草鱼CAT还具有保守的亚铁血红素结合口袋与NADPH 结合位点.根据草鱼CAT基因的上述特征,推测其属于CAT基因家族中的单功能或典型CAT基因亚群.采用实时荧光定量PCR (Q-PCR)检测草鱼CAT的组织表达特征.结果显示,草鱼CAT mRNA在所检测的11种组织器官中均有表达,其中在肝中表达水平量较高,在红肌、白肌和脂肪中表达量较低.本研究结果将有助于进一步探讨鱼类CAT基因的结构与功能,并为研究其抗氧化分子机理奠定基础.     

DREB1A类转录调控域中对转录激活功能起关键作用的氨基酸

从烟草品种k326中克隆到2个干旱应答元件结合蛋白类(DREB-Like)转录因子基因,命名为NtDREBI和NtDREB1A.序列分析发现,NtDREBI和NtDREB1A编码的蛋白质具有典型的AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚族A类特征.酵母单杂交结果显示,NtDREBI具有激活功能, 而NtDREB1A不能激活下游基因,但可以与DRE元件结合.将NtDREBI、NtDREB1A与其它AP2/EREBP类转录因子序列比对,发现在C末端第148位氨基酸有显著差别.采用定点突变方法进一步研究表明,DREB1A类转录因子的第148位氨基酸残基与其邻近氨基酸残基的相互作用对调控转录激活功能起关键作用.     

甘薯贮藏蛋白(sporam in)A基因编码区克隆及序列同源性分析

采用 PCR技术 ,从我国广泛栽培甘薯品种南薯 88基因组中扩增和克隆到甘薯贮藏蛋白 A基因编码区段 ,并测定了其全部核苷酸序列 .该编码区长 65 7bp,编码一个长 2 1 9个氨基酸残基的蛋白质 ,其中信号肽长 37个氨基酸残基 ,成熟蛋白质长 1 82个氨基酸残基 ,其分子量为 2 0 k D.将该片段的核苷酸序列与已登录在 Gen Bank中的另外 6个甘薯贮藏蛋白 A基因编码区序列进行比较 ,发现其同源性高达 90 % ,说明甘薯贮藏蛋白 A基因编码区序列具有高度保守性 .虽然 7个基因编码区的核苷酸总变异为 1 0 % ,但在每两个基因之间的比较则表明其核苷酸的变异范围小于 7% .