山羊磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶生物信息学分析

旨在克隆山羊磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPx)基因cDNA全序列并进行序列分析.提取山羊睾丸中总RNA,利用RT-PCR和RACE技术,扩增山羊PHGPx基因cDNA序列并对其生物信息学进行分析.结果表明,山羊PHGPx基因cDNA序列全长844 bp,共编码199个氨基酸;山羊与牛、猪、人和小鼠的氨基酸序列同源性均大于90％;山羊PHGPx蛋白二级结构功能区域属谷胱甘肽过氧化物酶家族,预测23-24和28-29氨基酸位点有潜在的信号肽位点;UPGMA算法构建该物种间分子系统进化树,山羊与牛先聚为一类,再分别与猪、鼠、人、鸡聚类,最后与蜜蜂聚类,与物种动物学分类基本吻合.首次克隆了山羊PHGPx基因,具有GSH-Px家族典型特征,研究结果将为PHGPx基因表达分子调控研究提供一定的理论依据.     

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.     

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。     

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%。     

二倍体蔷薇FT基因序列多样性研究

以3个类群73个二倍体蔷薇属(Rosa)植物为材料,克隆获得其FLOWERING LOCUS T(FT)同源基因,并对该基因的编码区序列进行多态性分析以及多维尺度(MDS)聚类分析。结果显示,73个二倍体蔷薇植物的FT基因共检测到215个核苷酸多态性位点,其中包括214个SNP和1个缺失突变,平均185个碱基发生1次突变;氨基酸多态性分析结果显示共有35个氨基酸发生变异,平均379.6个氨基酸残基发生1次突变;突变位点统计分析结果发现39、258、426 bp位点是高频突变位点,其碱基由A或C突变为T。MDS聚类分析结果表明,3个类群FT基因编码区序列的碱基组内差异依次排序为:野生种月季组中国古老月季,氨基酸组内差异依次排序为:中国古老月季月季组野生种,推测中国古老月季在长期栽培驯化过程中,其FT基因可能经历了较强的人工选择压力,月季组的种和变种可能是古老月季的重要亲本来源。     

簇毛麦HMW-GS及其启动子基因的克隆与序列分析

利用2对特异引物,从簇毛麦(Dasypyrum villosum)基因组中分离克隆出一个簇毛麦HMW-GS基因VHG-2(GenBank登录号为FJ600492)及其启动子序列VHGp-1(GenBank登录号为FJ600489).VHGp-1序列长度为1 099 bp,从5′至3′方向依次有E-box、N-box、G-box、HMW谷蛋白特异38 bp增强子和TATA-box等典型的HMW-GS基因启动子作用调控元件,说明VHGp-1为簇毛麦HMW-GS的启动子基因.VHG-2序列长度为1 572 bp,具有单一完整的、可编码498个氨基酸的开放阅读框(ORF),该ORF推导的氨基酸序列结构分析表明,编码区依次包含由21个氨基酸残基组成的信号肽、105个氨基酸残基组成的N-末端区、330个氨基酸残基组成的中部重复区和42个氨基酸残基组成的C-末端区;中部重复区主要重复单元为6肽(PQQGQQ)和9肽(GYYPTSP/LQQ);有6个半胱氨酸残基(Cys),其中5个分布在N-末端区,1个分布在C-末端区,第3、4个相邻.这些特征与报道的y-型HMW-GS多肽结构基本一致,说明VHG-2是簇毛麦的y-型HMW-GS基因.系统进化分析表明,簇毛麦HMW-GS启动子序列(VHGP-1)与智利大麦(H.chilense)H基因组的D-hordein基因、拟鹅观草和阿拉善鹅观草St基因组的HMW-GS基因的启动子具有比较近的同源关系,簇毛麦HMW-GS基因(VHG-2)与冰草、拟鹅观草和中间偃麦草的y-型HMW-GS基因具有较近的同源关系.     

SNP与Hbb基因多态性的关联性

目的从单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）水平探索小鼠生化标记基因Hbb多态性的形成机理。方法从DNA、RNA和蛋白多肽3个方面分析研究Hbb基因的多态性。结果基因组DNA中有4个SNP位点与Hbbd/s多态性相关：分别为外显子1中的2个T（G）,外显子2中的G（A）和外显子3中的A（G）;RNA水平有4个SNP位点与Hbbd/s多态性相关：分别对应为外显子1中的2个T（G）,外显子2中的G（A）和外显子3中的A（G）;蛋白多肽水平第13、20和139位氨基酸残基,即Cys/Gly、Ser/Ala和Thr/Ala间的转换与Hbb/s多态性相关,分别对应于外显子1中的2个T（G）和外显子3中的A（G）。结论第13、20和139位氨基酸残基,即Cys/Gly、Ser/Ala和Thr/Ala间的转换可能是Hbbd/s多态性的形成原因。     

乙型肝炎病毒X蛋白的优势氨基酸序列与热点突变位点的生物信息学分析

乙型肝炎病毒X蛋白(hepatitis B virus X protein,HBx)全长154个氨基酸,与肝癌发生密切相关.为确定HBx的优势氨基酸序列和热点突变位点,在GenBank中下载所有HBx的氨基酸序列13950条,剔除插入突变、缺失突变和起始密码子非甲硫氨酸的序列,最后保留7126条.通过分析这7126条序列,计算出HBx每个位点的氨基酸分布情况,出现频率最高的氨基酸为该位点的优势氨基酸,其他氨基酸为突变氨基酸.154个位点的优势氨基酸组成HBx优势氨基酸序列.突变率>10.0%的热点突变位点有32个.其中第36、42、44、87、88和127位氨基酸有4种(突变率>1.0%)以上突变形式,具有较高的多态性.与肝癌密切相关的K130M/V131I双突变率为34.7%.通过7126条HBx序列与优势序列的同源性比较,随机选出其中50条序列(2条与优势序列同源性<75%,48条同源性为76%~99%),与23条参考序列及优势序列共同构建系统发生树.结果显示,HBx优势氨基酸序列属于基因型C,这与基因型C为全球主要流行型一致.本研究首次系统性分析了GenBank中HBx的优势序列,确定了32个HBx热点突变位点和6个多态性较高的位点,为基于HBx突变的基础和应用研究奠定了基础.     

山羊、绵羊MT-Ⅳ分子特性研究

金属硫蛋白(MTs)是一类低分子量、金属和半胱氨酸含量高的细胞质蛋白,哺乳动物的MTS包括MT-Ⅰ、MT-Ⅱ、MT-Ⅲ和MT-Ⅳ4种亚型,其中MT-Ⅳ只在磷状复层扁平上皮细胞中表达,相关研究报道较少.本研究根据GenBank已公布的动物MT-Ⅳ基因序列,设计出扩增山羊和绵羊MT-Ⅳ基因的特异性PCR引物MT-ⅣSP1和MT-ⅣSP2,利用RT-PCR的方法,分别从山羊和绵羊的瘤胃组织mRNA中,克隆出山羊和绵羊的MT-Ⅳ基因编码区序列(均为189bp),序列登录GenBank,获得序列号EF470251和EF624067.通过序列分析,表明山羊和绵羊两个物种MT-Ⅳ基因编码区全编码均为189 bp、编码62个氨基酸,其中绵羊的MT-Ⅳ含有20个半胱氨酸,而山羊第61位保守的半胱氨酸被色氨酸所代替.两个物种的MT-Ⅳ均不含芳香族氨基酸,含有MTs特有的C-X-C、C-X-X、C-C-C-X-C-C结构,无明显的跨膜结构域,无信号肽,是一种细胞质蛋白.二级结构分析表明两个物种的MT-Ⅳ二级结构大多数为无规则卷曲结构,分别在第7～9和第49～51氨基酸残基性存在折叠结构,不存在螺旋结构.三级结构预测结果表明两个物种MT-Ⅳ的三级结构由α和β两个结构域组成,其中β结构域相同,α结构域山羊少一个半胱氨酸残基,其结构与绵间存在明显差异,这一差异可能对山羊MT-Ⅳ的生理功能产生一定影响,有必要深入研究.     

中国大陆野猪SLA DRB基因exon2的序列变异分析

本文基于135头野猪样本中检测到的15种SLA DRB基因exon 2序列的遗传变异分析,探讨DRB基因在不同地理区域中自然选择的变化特征.研究发现DRB基因exon 2抗原结合位点的非同义替换率为同义替换率的2.95倍,表明该位点受到平衡选择的强烈作用.在系统发生分析中,在基于核苷酸序列构建的NJ树中,野猪DRB位点的15种等位基因全部聚为一枝,没有发现跨种多态现象;而在基于氨基酸序列构建的系统发生树中,野猪SLA-DRB*nnu6和人DRB基因exon 2片段聚在一起,这种氨基酸残基的高度相似可能是由于自然选择压力下产生的趋同.野猪DRB基因exon 2的序列多态性分析表明,东北野猪基因多态性低于四川野猪和华南野猪,这可能与不同气候条件和地理环境下的寄生虫等因素对SLA等位基因变异的影响存在差异有关.     

中国1995～2004年鸡传染性支气管炎病毒地方分离株膜蛋白基因的遗传变异分析

应用RT-PCR方法扩增到了我国1995～2004年20株IBV现地分离株的膜蛋白(Membrane,M)基因片段.序列测定表明,20株IBV分离株M基因开放阅读框由672～681bp组成,编码由223～226个氨基酸残基组成的多肽.与我国分离株LX4相比,M基因推导氨基酸序列的变异主要发生在2～17位、221～223位,其中4～6位存在氨基酸的插入和缺失,导致IBV毒株间M蛋白糖基化位点的差异.与GenBank中34株IBV参考毒株M蛋白基因推导氨基酸序列进行比较和分析,系统进化关系显示54株IBV毒株分属于5个进化群.我国IBV分离株M基因在进化关系上较为独立,主要分布在第Ⅱ群和第Ⅳ群,其中第Ⅱ群分离株和中国台湾毒株进化关系密切.此外,参考IBV国内分离株S1基因及N基因系统发育进化树的研究结果,并与M基因进行比较,表明我国IBV也存在着基因重组现象,尤其是疫苗毒和流行毒之间的重组.     

红树植物秋茄中受盐胁迫抑制的cyclophilin基因的鉴定与表达分析

利用代表性差异分析方法获得秋茄中两个编码亲环素(cyclophilin)蛋白的cDNA片段(称为SRGKC2和SRGKC3),该片段大小分别为282 bp和160 bp;序列分析表明:SRGKC2和SRGKC3是同一基因区域的不同长度片段,SRGKC3是SRGKC2片段的一部分。SRGKC2在84个氨基酸范围内与大戟属cyclophilin蛋白的氨基酸序列的一致性达到90%,SRGKC3在47个氨基酸范围内与蚕豆cyclophilin蛋白的一致性达到93%。Northem分析表明:盐分抑制SRGKC2片段的表达。依赖SRGKC2片段的序列资料,利用cDNA快速末端扩增(RACE)技术获取秋茄中cyclophilin基因的全长cDNA片段(命名为KCCYPl)(GenBank登录号:AY150052)。该cDNA全长约为0.9kb,含有一个516个核苷酸的完整开放阅读框,编码172个氨基酸,等电点为8.57,分子量18.2 KDa。42-49位氨基酸残基为推测的ATP/GTP结合位点A基序(P-loop),48-54位氨基酸残基是插入的7个氨基酸残基。文中还对SRGKC2在不同种中的表达状况进行了分析。     

乌拉尔甘草查耳酮异构酶基因多态性分析

目的:对乌拉尔甘草黄酮代谢途径中的关键酶查耳酮异构酶(CHI)进行基因克隆及多态性分析。方法:取5株乌拉尔甘草新鲜根样,提取RNA并逆转录得cDNA,利用特异引物克隆乌拉尔甘草CHI基因,测序并对所得序列进行多态性分析。结果:共获得62条全长为690 bp的乌拉尔甘草CHI基因cDNA序列,编码229个氨基酸残基。多态性分析显示62条CHI基因cDNA序列存在47个变异位点,可分为20种不同单倍型(单倍型1~20),其相似度为99.62%;氨基酸序列存在30个变异位点,可分为16种类型(AA1~AA16),一致性为98.99%。CHI基因编码蛋白为稳定性亲水蛋白,相对分子质量为24 400,等电点为5.3~6.7,二级结构以α螺旋和无规卷曲为主。同源性分析显示,该基因序列与豆科植物大豆的CHI基因亲缘性最近。结论:克隆了乌拉尔甘草CHI基因并对其进行了多态性分析,为进一步探究CHI基因对甘草苷生物合成的分子调控机制奠定基础。     

猪T细胞受体γ链基因的克隆及生物信息学分析

目的:克隆猪T细胞受体γ链(pTCR-γ)基因,用以研究猪T细胞受体分子结构与功能。方法与结果:以GenBank上登载的pTCR-γ基因为参考序列,用RT-PCR法从猪外周血淋巴细胞中克隆pTCR-γ基因。序列分析表明,pTCR-γ基因开放读框为1026bp,编码341个氨基酸残基,含有由23个氨基酸残基构成的信号肽序列;与参考序列相比,在核苷酸和推导氨基酸序列上的同源性分别为95.6%和88.8%;系统进化分析发现,该基因与绵羊、恒河猴、人、马、牛的同源性相对较高,与褐鼠、家犬、家鼠、家猫的同源性次之,而与禽类、鱼类的同源性最低;生物信息学结构预测表明猪T细胞受体γ链含2个结构域,其中1个为IG_LIKE1结构域(IGv结构域),由第14～114位共101个氨基酸残基组成;另一个为IG_LIKE2结构域(IGc结构域),由第143～238位共96个氨基酸残基组成。结论:克隆并应用生物信息学技术分析了猪T细胞受体γ链基因序列及编码蛋白的结构特征,为进一步研究γ链的结构与功能奠定了基础。     

小地老虎几丁质酶基因的克隆与序列分析

利用昆虫几丁质酶对几丁质的调控作用破坏几丁质新陈代谢的平衡来防治害虫, 在生物防治策略中具有很大的发展潜力。从处于预蛹期的小地老虎Agrotls ipsilon (Hufnagel)体中肠内提取总的RNA, 经反转录, 利用cDNA末端快速扩增技术（RACE）获得了几丁质酶基因的cDNA序列。该基因序列已经登录GenBank并获得登录号为EU035316。该序列长度为2 823个碱基, 含有一个1 674个碱基的开放读码框。开放读码框编码558个氨基酸残基, 预测的分子量为62.5 kDa, 等电点5.12。推导得到的氨基酸序列含有2个N-位糖基化位点,20个O-位糖基化位点, 含有2个几丁质酶所具有的保守序列：N-端的催化区和C-端的几丁质结合区。氨基酸序列与其他昆虫, 特别是鳞翅目昆虫的几丁质酶高度同源。     

扩展青霉PF898碱性脂肪酶cDNA的克隆及序列分析

扩展青霉 (Penicilliumexpansum)PF898可产生一种具有工业价值的碱性脂肪酶 (PEL) .在测定了其N端 12个氨基酸残基序列的基础上 ,通过RT PCR、5′RACE、基因克隆及序列测定 ,获得了PEL完整的cDNA序列 (GenBank登录号为AF2 84 0 6 4 ) .cDNA全长 10 5 0bp ,包括PEL编码区、3′非翻译区和部分 5′非翻译区基因的序列 .编码区cDNA由 85 5个碱基组成 ,编码 1个由 2 85个氨基酸残基组成的酶蛋白 ,其信号肽及前肽部分由 2 7个氨基酸残基组成 ,成熟肽部分由 2 5 8个氨基酸残基组成 .根据氨基酸组成推导该脂肪酶蛋白的分子量为 2 7 3kD .该脂肪酶的氨基酸序列 130～ 134位上有各类脂肪酶中普遍存在的G X S X G保守序列     

棉铃虫酚氧化酶原基因的克隆、序列分析和组织表达

利用RT-PCR和RACE方法,获得了棉铃虫Helicoverpa armigera酚氧化酶原(prophenoloxidase,PPO)基因一个亚型cDNA的完整序列。该序列全长2 405 bp,含有一个2 097 bp的开放阅读框,编码一个由698个氨基酸残基组成的蛋白质。推导的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫PPO2基因相应氨基酸序列有较高的同源性(76％～80％),同时该序列具有铜离子结合位点等PPO基因所具有的典型特征。组织特异性表达分析表明,该基因在棉铃虫血细胞、体壁和中肠中均有表达。     

蚯蚓纤溶酶基因的克隆与序列分析

目的:获取蚯蚓纤溶酶(EFE)的基因,并对其进行序列分析。方法:从赤子爱胜蚓中提取总RNA,然后利用RT-PCR技术扩增EFE的基因,并将其插入pUCm-T载体,经PCR和酶切鉴定后进行序列测定及分析。结果:DNA序列分析表明,所克隆的EFE基因全长为738bp,其中编码区段为735bp,共编码245个氨基酸残基,成熟肽为238个氨基酸残基。与GenBank中已报道的粉正蚓的EFE序列F-Ⅲ-2的同源性最高,两者在核苷酸序列上有2处不同,即第137位(T→C)和第632位(G→T),密码子也因而分别由GTC、GGT变为GCC、GTT,导致第46位、211位的氨基酸残基分别由缬氨酸、甘氨酸变为丙氨酸和缬氨酸。结论:从赤子爱胜蚓中成功克隆了1条EFE基因F245。序列测定及同源性分析表明,蚯蚓纤溶酶F245与已报道的多条EFE基因序列具有高度同源性,且具备完整的编码区。该序列的克隆为用基因工程的方法生产单一成分的高酶活性EFE奠定了基础。     

我国四株狂犬病毒M和P基因序列分析和所编码蛋白的分析

为了解我国狂犬病毒M、P基因序列和结构特点,用RT-PCR方法获得目的基因片段,测定核苷酸序列后,计算机分析核苷酸和氨基酸序列及其功能区位点结构。结果显示四株病毒M基因核苷酸和氨基酸序列同源性分别为83.9%～99.5%和93.1%～99%,四株狂犬病毒M蛋白上调节病毒RNA转录和复制功能的第58位氨基酸残基均为谷氨酰胺残基(E),与特异性细胞蛋白WW区域作用的PPxY结构序列均为PPEY保守序列;四株病毒P基因核苷酸和氨基酸序列同源性分别为83.6%～99.8%和87.2%～99%,P蛋白与胞浆动力蛋白轻链LC8相互作用的序列位于143～148位氨基酸残基,均为DKSTQT,四株病毒P基因与L蛋白、N蛋白作用位点序列显示未发生影响其生物学功能的变异。研究结果证实了这两种蛋白结构在病毒致病性中起重要作用的推论。     

红树植物秋茄中受盐胁迫抑制的cyclophilin基因的鉴定与表达分析

利用代表性差异分析方法获得秋茄中两个编码亲环素(cyclophilin)蛋白的cDNA片段(称为SRGKC2和SRGKC3),该片段大小分别为282bp和160bp;序列分析表明：SRGKC2和SRGKC3是同一基因区域的不同长度片段,SRGKC3是SRGKC2片段的一部分。SRGKC2在84个氨基酸范围内与大戟属cyclophilin蛋白的氨基酸序列的一致性达到90％,SRGKC3在47个氨基酸范围内与蚕豆cyclophilin蛋白的一致性达到93％。Northern分析表明：盐分抑制SRGKC2片段的表达。依赖SRGKC2片段的序列资料,利用cDNA快速末端扩增(RACE)技术获取秋茄中cyclophilin基因的全长cDNA片段(命名为KCCYP1)(GenBank登录号：AY150052)。该cDNA全长约为0．9kb,含有一个516个核苷酸的完整开放阅读框,编码172个氨基酸,等电点为8．57,分子量18．2KDa。42—49位氨基酸残基为推测的ATP／GTP结合位点A基序(P—loop),48—54位氨基酸残基是插入的7个氨基酸残基。文中还对SRGKC2在不同种中的表达状况进行了分析。