牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ cDNA分子克隆及其蛋白质结构分析

利用基因特异引物Y_MTSP₁和Y_MTSP₂,通过RT-PCR从牦牛肝脏组织RNA中克隆出了牦牛MT-Ⅰ(GenbankAccessionNo:AY513744)和MT-Ⅱ(GenbankAccessionNo:AY513745)基因编码区全长。将牦牛MT-Ⅰ和MT-ⅡcDNA序列在CBI上进行同源性搜索发现,牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ编码区序列在不同哺乳动物中相当保守。牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ编码的MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白分别由61个氨基酸组成,其具有保守的短肽结构如:C-X-C,C-C-X-C-C,C-X-X-C等,其决定MT蛋白分子的整个三维结构,在分子进化上十分保守。同时对牦牛MT的疏水性和跨膜区分析表明,牦牛MT蛋白可能不存在跨膜区,也不存在信号肽,是1种非分泌蛋白。并通过同源比较模建,预测和构建了牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白的分子空间结构,表明牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ由α-和β-两个结构域组成,在α-结构域含有5个Cys短肽结构,β-结构域有4个Cys短肽结构,且2个结构域由保守的三肽序列KKS相连。     

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.     

牦牛CAPN3基因的克隆及组织表达特异性

以牦牛背最长肌为材料,采用RT-PCR法克隆了CAPN3基因的CDs区,并对其进行生物信息学分析。结果表明,牦牛CAPN3基因的CDs区长2 469 bp,编码822个氨基酸残基;生物信息学分析显示,其编码的蛋白属于非分泌表面蛋白,含有35个磷酸化位点,主要在细胞质和细胞核中发挥生物学作用。二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲、伸展链和β-转角组成,具有Cys Pc、calpain-Ⅲ和EFh家族蛋白结构域,无信号肽。牦牛CAPN3基因与黄牛、绵羊和猪在系统发育树上的距离最近。运用实时荧光定量分析CAPN3在不同组织中的表达量,CAPN3基因在牦牛的7种组织中均有表达,但在背最长肌、胰脏中的表达量较高。     

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-IV 4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189 bp), 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a和b两个结构域组成, 其中β结构域相同, a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。     

黄鳝cGnRH-Ⅱ的cDNA克隆与序列分析

促性腺激素释放激素（Conadotropin-releasing hormone,GnRH）是一个保守的十肽神经家族激素,在脊椎动物的性腺发育和繁殖功能的维持方面起着重要的调控作用。本文通过运用RACE和RT-PCR方法,从黄鳝脑组织中克隆得到cGnRH-ⅡcDNA全序列,其核苷酸序列长度为617bp。该cDNA编码的cGnRH-Ⅱ的前体氨基酸序列结构组成与其他物种的cGnRH-Ⅱ前体结构一致,其推导的蛋白前体长度为83个氨基酸,包括一个信号肽、cGnRH-Ⅱ十肽和一个由蛋白水解位点（Gly—Lys—Arg）连接的GnRH联接肽,其中信号肽和联接肽的长度分别为21和49个氨基酸。cGnRH-Ⅱ的氨基酸序列和其他相关物种cGnRH-Ⅱ氨基酸序列比较结果显示,cGnRH-Ⅱ cDNA的蛋白编码区高度保守,而非编码区的保守性程度很低。     

伪狂犬病病毒宿主关闭蛋白的基因克隆及结构分析

为研究伪狂犬病病毒 (pseudorabiesvires ,PRV)UL4 1基因编码的病毒宿主关闭蛋白 (VHS)的结构与功能 ,通过PCR扩增得到含UL4 1基因完整编码区的 1174bp片段 ,将该片段克隆到表达载体pGEX KG中GST下游 ,在大肠杆菌BL2 1(DE3)中实现了GST VHS融合蛋白的高效表达 .序列分析发现VHS蛋白具有 4个保守区 ,并且第 3个保守区与核酸内切酶结构域FEN 1(1A76 )高度同源 .PROSPECT软件预测的伪狂犬病病毒VHS蛋白三维结构中含有 10个α螺旋和 2 2个β折叠 ,与单纯疱疹病毒Ⅰ型的VHS蛋白三维结构十分相似 .     

植物翻译控制肿瘤蛋白的分子结构特征与功能预测分析

翻译控制肿瘤蛋白(The translationally controlled tumor protein,TCTP)是一类广泛存在于动物、植物及酵母中的,在进化上高度保守、与其它任何蛋白家族均未显示出明显的序列同源性的蛋白.采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的拟南芥(Arabidopsis thaliana)、牵牛(Ipomoea nil)、草莓(Fragaria x ananassa)、橡胶树(Heveabrasiliensis)、南瓜(Cucurbita maxima)、卷心菜(Brassica oleracea)的翻译控制肿瘤蛋白的核苷酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、转运肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、蛋白质的二级及三级结构、分子系统进化关系等进行预测和分析.结果 表明,该基因的全长包括5'、3'非翻译区和一个开放读码框,其编码的蛋白是一个无跨膜结构域,不具转运肽的亲水性蛋白,包括一个β-折叠核心区和一个主要的α-螺旋区,不规则卷曲散布于整个蛋白质中,具有TCTP-1和TCTP-2两个特征结构域.     

小麦条锈菌II类几丁质合成酶基因PstChsII的克隆及表达特征

摘要:【目的】克隆小麦条锈菌几丁质合成酶基因PstChsII,分析其在小麦条锈菌不同发育时期的表达水平。【方法】利用RT-PCR和PCR技术克隆PstChsII的cDNA序列和基因组序列,利用不同的生物信息学软件对序列进行分析,运用实时荧光定量技术分析基因在孢子、芽管以及不同侵染时间的表达水平。【结果】PstChsII基因（Genbank登录号GQ329851）编码区存在15个内含子,开放阅读框长2727 bp,编码908个氨基酸。PstChsII蛋白C端含有7个跨膜螺旋区,N端含多个保守结构域和“QXR     

盐藻小G蛋白基因(DsRab)的克隆及在高盐胁迫下的表达分析

采用RT-PCR和RACE技术扩增了杜氏盐藻小G蛋白基因cDNA全长序列(GenBank Accession No.JN989548),命名为DsRab,对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR方法检测盐胁迫下该基因的表达情况。结果表明,DsRab基因的cDNA全长为1 299 bp,开放阅读框(ORF)为612 bp,编码203个氨基酸,5’非编码区78 bp,3’非编码区609 bp;保守性结构域分析可知编码的小G蛋白有4个GTP/GDP保守结构域,1个效应区、1个羧基端的半胱氨酸结构域和5个Rab亚家族共有的结构域;二级结构预测表明该蛋白有32.02%的α-螺旋,23.65%的伸展片段,44.33%的自由卷曲,三维建模成功;比对分析发现DsRab蛋白与多种生物的Ypt/Rab的氨基酸序列具有较高的同源性。荧光定量PCR结果表明,盐藻在高盐(3.0 mol/L)胁迫下,DsRab基因表达量显著上调,1 h后表达量达到最大值,为正常培养下对照组(0 h)的4.9倍,差异极显著(P<0.01)。     

甘蔗β-1,3-葡聚糖酶基因的电子克隆与分析

以高粱β-1,3-葡聚糖酶基因(β-1,3-glucanase gene)cDNA序列为探针,搜索甘蔗EST数据库,而后通过电子克隆技术,拼接获得甘蔗β-1,3-葡聚糖酶基因ScBG。采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、卷曲螺旋、亚细胞定位、信号肽、功能域及高级结构等方面进行了预测和分析。结果表明:ScBG基因全长1270bp,包含一个长达1011bp的完整开放读码框(open reading frame,ORF),编码336个氨基酸,分子量为34.8KD,理论等电点为4.98。该蛋白质很可能是胞外定位的诱导物释放型酸性葡聚糖酶,是一种稳定的分泌蛋白,且可信度达最高等级1。该蛋白属于糖苷水解酶第17家族,含有N端信号肽,在第7～29位氨基酸处含有跨膜信号区,在第31～321位氨基酸处含有糖苷水解酶17家族结构域,含2个主要的功能结构域。10个物种ScBG蛋白氨基酸序列的同源性分析表明,甘蔗ScBG基因编码蛋白与高粱β-1,3-葡聚糖酶基因的编码蛋白的同源性最高,达79.82%。以上研究结果为ScBG基因下一步的分子克隆、功能鉴定和应用提供基础。     

史氏鲟两种促性腺激素β亚基cDNA克隆及序列进化分析

从史氏鲟(Acipenserschrenkii)脑垂体中提取总RNA,利用GeneRacerTM技术,分别克隆得到促性腺激素Ⅰ(GTHⅠ)和Ⅱ(GTHⅡ)的β亚基cDNA全长。史氏鲟GTHⅠ-β亚基cDNA全长为1088bp,开放阅读框为384bp,编码128个氨基酸(Genbank序列登录号为:AY575920);GTHⅡ-β亚基cDNA全长为616bp,开放阅读框为408bp,编码136个氨基酸(Genbank序列登录号为:AY575921)。与其他脊椎动物进行了两种基因的氨基酸序列同源性比较表明:史氏鲟GTHⅠ-β与西伯利亚鲟相似性最高,为99·1%;与硬骨鱼类中鲈形目相似性最低,为34·5%。GTHⅡ-β与西伯利亚鲟相似性为98·3%,与其他硬骨鱼类除鲈形目外都超过60%,与鸟类的相似性最低,为42·8%。两个基因成熟肽构建的MP树显示:GTHⅠ与FSH的β亚基和GTHⅡ与LH的β亚基构成两个明显的聚类。用Mega2软件计算了所比对物种间开放读码框的核苷酸遗传距离并构建了NJ树和MP树,两个基因β亚基的NJ系统树和MP系统树拓扑结构相似,鲟鱼与真骨鱼类分别聚类,共同形成硬骨鱼纲聚类,与传统分类学一致。成熟肽相似性、遗传距离和系统树分支长度显示GTHⅠ-β亚基在真骨鱼类进化速率显著快于其他脊椎动物,而LH-β亚基在羊膜动物中进化比其他脊椎动物快。暗示这两种糖蛋白基因的进化伴随物种进化而显示其功能[动物学报52(2):362-375,2006]。     

牦牛HSP72基因的结构及生物信息学分析

克隆测序了牦牛HSP72基因的全序列,并分析了该基因的结构,以及HSP72蛋白的氨基酸组成、等电点、亚细胞定位、跨膜区、疏水,亲水区、结构域、特征位点、密码子偏好性、二级结构等蛋白质性质。结果表明：牦牛的HSP72基因序列全长为1926bp,无内含子,共编码641个氨基酸;牦牛的HSP72基因和HSP72蛋白与普通牛、猪、人相比存在着一定差异,这可能是导致他们之间对温度适应性差异的主要原因之一。     

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。     

植物金属硫蛋白MT2的生物信息分析

用生物信息分析方法对已在GenBank上注册的拟南芥等13种植物金属硫蛋白MT2的氨基酸序列与组成、亚细胞定位、跨膜区与信号肽、疏水性／亲水性、蛋白质二、三级结构以及功能等进行分析与预测。结果表明,植物MT2主要位于叶绿体中,无信号肽,是非跨膜的亲水性蛋白,不规则卷曲是其蛋白质二级结构的主要结构元件,无功能结构域。这一结果可为植物MT2深入的结构与功能分析及利用提供进一步的信息与参考。     

家蝇转铁蛋白基因的克隆和生物信息学分析

为了研究家蝇转铁蛋白基因功能,获得全长cDNA序列并对其蛋白序列进行生物信息学分析,利用在线分析程序和相关工具软件分析转铁蛋白基因的开放读码框,分析编码蛋白的理化性质、结构域、并预测其空间结构和功能。结果表明家蝇转铁蛋白基因编码蛋白由622个氨基酸组成,分子量为70.58kDa,理论等电点为5.33,为稳定蛋白,有跨膜区,含有信号肽,该蛋白属于TR-FER保守结构域家族,亚细胞定位于细胞核,二级结构以无规则卷曲为主,功能预测该蛋白具有酶活性。     

千里光β-微管蛋白基因结构与功能的生物信息学分析

β-微管蛋白是影响细胞新陈代谢和行使功能的重要结构物质,研究β-微管蛋白基因的序列信息对揭示其蛋白结构与功能具有重要指导意义。从千里光全长cDNA文库中分离得到β-微管蛋白基因,并采用生物信息学软件进行序列分析。结果显示,该基因长度为1750 bp,编码的蛋白质长度为448个氨基酸,与柚子β-微管蛋白的同源性最高,达96%;其蛋白质分子量为50.01 kD,理论等电点为4.83。β-微管蛋白二级结构主要组成为无规则卷曲结构和α螺旋结构;结构域分析发现该蛋白具有两个保守结构域;三级结构预测为相对稳固的类球形结构;信号肽分析将该蛋白主要定位于细胞质、过氧化物酶体、线粒体基质等亚细胞器位置。将该基因序列上传至GenBank所获得的登录号为KF887495。本实验结果为千里光β-微管蛋白的作用机制揭示和应用研究提供了基础数据,也为植物β-微管蛋白基因的分子研究提供了理论依据及基础资料。     

桃WRKY基因家族全基因组鉴定和表达分析

WRKY转录因子是植物中最大的转录调控家族之一,在生物和非生物胁迫以及植物生长和发育过程中起着重要调控作用.本文利用HMMER 3.0软件,使用WRKY保守域全蛋白序列(Pfam数据库编号:PF03106)鉴定桃(Prunus persica L.)基因组中的WRKY基因;利用DNAMAN 5.0,WebLogo 3,MEGA5.1,MapInspect和MEME等软件对其蛋白序列进行生物信息学分析.本文共鉴定得到61个桃WRKY基因.进化树分析结果显示,桃WRKY蛋白分为Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ类型,类型Ⅰ分为Ⅰ-C亚组和Ⅰ-N亚组,类型Ⅱ分为Ⅱ-a,II-b,II-c,II-d和II-e亚组.WRKY结构域分析显示,WRKY结构域高度保守,绝大多数都含有WRKYGQK七肽和锌指结构.染色体定位分析显示,桃WRKY基因分布于8条染色体中,呈不均匀分布.内含子和外显子结构分析表明,WRKY基因结构进化高度保守.保守元件分析表明,桃WRKY基因家族包含5个保守元件,元件1,2和3为WRKY盒,元件4,5为未知盒.桃WRKY基因家族都包含有WRKY盒,类型Ⅰ中含有2个WRKY盒;II-d亚组中含有未知元件5.半定量和荧光定量PCR结果显示,16个WRKY基因均在桃的根,茎,叶,花和果中表达,但其相对表达水平不同.     

植物法呢基焦磷酸合成酶的生物信息学分析

采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的番茄(Lycopersicon esculentum)、橡胶(Hevea brasiliensis)、香蕉(Musa acuminata)、苹果(Malus×domestica)、向日葵(Helianthus annuus)、葡萄(Vitis vinifera)等的法呢基焦磷酸合成酶的核苷酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、转运肽、跨膜拓朴结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级及三级结构、分子系统进化关系等进行预测和推断。结果表明:该酶基因的全长包括5’、3’非翻译区和一个开放阅读框;其编码的蛋白是一个无跨膜结构域、不具转运肽的亲水性蛋白,包括5个保守的结构motif,其中两个是富含天冬氨酸(Asp)的motif,α-螺旋和不规则盘绕是蛋白质二级结构最大量的结构元件,β-转角和延伸链散布于整个蛋白质中,蛋白质的功能域在空间布局上是由α-螺旋围绕形成的中间具一个“大空穴”的立体结构,“大空穴”的表面藏有五个功能保守motif,其中两个Asp-motif位于“空穴”的内壁。     

西伯利亚蓼几丁质酶基因Class Ⅳ的克隆及生物信息学分析

根据西伯利亚蓼抑制消减文库（SSH）中获得的几丁质酶（CHI）基因的部分序列,采用RACE技术克隆了具完整编码区的cDNA序列,基因全长1017bp,开放阅读框编码270个氨基酸。序列分析表明,该基因的编码蛋白（PsCHI1）以前体形式存在,N端分别有22个氨基酸的信号肽和35个氨基酸的几丁质结合域（CBD）,C端199个氨基酸为催化区（CD）,连接CBD与CD的14个氨基酸为可变交联区,成熟蛋白为不含信号肽部分,呈碱性,带正电荷。PsCHI1与所选其它植物classⅣCHI前体序列具有高度的同源性（53％-69％）,而与classⅠ和classⅡCHI的氨基酸序列同源性较低,推测为植物classⅣCHI。根据日本水稻CHI晶体结构构建了PsCHI1三维分子模型,分析显示PsCHI1可以识别比classⅠ和classⅡCHI短的几丁质片段,并以其它植物CHI的已知结构域和功能为基础,确定PsCHI1具有能够水解真菌细胞壁的结构,推测其可能有抗病原微生物的功能。     

牦牛MC1R基因的克隆测序及其分析研究

以麦洼牦牛、斯布牦牛、天祝牦牛和九龙牦牛为研究对象,对黑色素皮质素受体1(Melanocortin receptor I,MCIR)基因编码区进行了克隆测序及分析.结果表明,牦牛的MC1R基因编码区全长954 bp,编码317个氨基酸:4个牦牛品种间及与普通牛间在MC1R基因的编码区内共有13个碱基差异,无碱基的插入和缺失现象,编码蛋白共有9个氨基酸差异.MC1R蛋白为亲水性蛋白,无信号肽,有糖基化位点和7个跨膜区.系统进化分析显示,麦洼牦牛与斯布牦牛的MC1R基因相似性最近.本研究结果时今后开展MC1R基因与牦牛毛色性状的相关性分析以及牦牛的毛色遗传机理、基因定位、基因表达调控等研究具有重要的意义.