偶氮染料脱色菌株AZR偶氮还原酶基因的克隆及其序列分析

利用16S rRNA鉴定偶氮染料脱色菌株AZR属于葡萄球菌属(Staphylococcus)中的科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii), 根据GeneBank上登录的葡萄球菌属的3个偶氮还原酶基因序列设计扩增引物, 从菌株AZR的基因组中扩增出偶氮还原酶基因, 其大小为567 bp, 编码188个氨基酸。GenBank搜索表明其为新基因, 递交GenBank数据库, 获得登录号为EU849488。通过互联网数据库及生物信息学分析工具进行初步分析表明, 该基因编码的蛋白属于黄素蛋白家族,     

偶氮还原酶AZR的结构及其K109的定点突变研究

利用同源建模构建了Rhodobacter sphaeroides的偶氮还原酶AZR的三级结构模型,AZR为一种α/β型结构的黄素氧化还原蛋白.两类依赖黄素的偶氮还原酶的三级结构对比表明它们具有高度的相似性.在序列和结构对齐分析的基础上,选择保守位点K109进行K109A和K109H的定点突变研究.突变后K109H的最适Ph=6,而K109A的最适Ph=9.突变未改变AZR的最适温度(30℃).第109位正电荷残基对甲基红的结合有重要影响;而K109H对NADPH的结合并非保守突变.K109可能只参与对NADPH的2'-磷酸基团的结合,而对NADH的结合无影响.     

偶氮还原酶AZR的结构及其K109的定点突变研究

利用同源建模构建了Rhodobacter sphaeroides的偶氮还原酶AZR的三级结构模型, AZR为一种a/b型结构的黄素氧化还原蛋白。两类依赖黄素的偶氮还原酶的三级结构对比表明它们具有高度的相似性。在序列和结构对齐分析的基础上, 选择保守位点K109进行K109A和K109H的定点突变研究。突变后K109H的最适pH=6, 而K109A的最适pH=9。突变未改变AZR的最适温度(30℃)。第109位正电荷残基对甲基红的结合有重要影响; 而K109H对NADPH的结合并非保守突变。K109可能只参与对NADPH的2’-磷酸基团的结合, 而对NADH的结合无影响。     

沼泽红假单胞菌偶氮还原酶相关基因的克隆及其生物信息学分析

脱色实验证明沼泽红假单胞菌(Rhdopsedomonas palustris)对偶氮染料有较强的降解能力,作者通过Gen Bank搜索,对所获得的所有偶氨还原酶基因在NCBI进行比对并设计引物,从沼泽红假单胞菌质粒中扩增获得了一条含471bp完整开放阅读框架的序列 GenBank搜索表明该基因为未登录的新基因。通过互联同数据库及生物信息学分析工具进行初步分析表明：该基因编码的蛋白是一种等电点为9.65的不稳定蛋白,定位于细胞质;由α螺旋、延伸带和随机卷曲三种形式组成,具有蛋白激酶C磷酸化等多个位点,并具有一个强跨膜疏水区。     

米曲霉木糖还原酶基因的克隆及序列分析

木糖还原酶（XR, EC 1.1.1.21）是真菌微生物代谢木糖的关键酶之一。本文以米曲霉基因组DNA为模板,克隆木糖还原酶基因（xr,GenBank登录号：FJ957890.1）,并对XR的序列、系统进化树、理化性质及蛋白结构等进行生物信息学分析。结果表明： xr基因序列长1449 bp,其中开放阅读框长960 bp,编码319个氨基酸,蛋白质分子质量35.9 kDa,等电点为5.78;米曲霉XR与其他菌种XR有较高的同一性,含有醛酮还原酶家族的两个指纹结构和一个参与辅酶结合活性位点指纹结构,以及醛酮还原酶家族典型的（β/α）8 TIM桶结构,说明米曲霉XR属于醛酮还原酶家族。     

茶树HMG-CoA还原酶基因全长cDNA克隆及序列分析

香气是茶叶的重要品质之一,萜类物质不仅香气好,而且沸点普遍较高,是构成茶叶香气的重要物质基础,决定着茶叶的香气品质,也可作为茶叶香型划分的依据。在植物中,倍半萜、多萜醇等通过胞质中的甲瓦龙酸(MVA)途径合成。HMG-Co A还原酶(HMGR)催化HMG-Co A(3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A)生成甲瓦龙酸,是依赖MVA萜类合成途径的关键限速反应。为了有助于理解茶树萜类合成的分子遗传机制,通过RACE-PCR方法从茶树中克隆了一个编码HMG-Co A还原酶的c DNA全长序列(命名为Cs HMGR1),该序列由1 979 bp组成,包含一个1 722 bp的完整开放阅读框,编码573个氨基酸。其推定的编码蛋白与橡胶树、旱莲木、人参、荔枝、西洋参、丹参、罗汉果及龙眼的同源蛋白具有80%~82%的序列一致性。利用Cs HMGR1和其它物种HMGR同源蛋白的催化区域构建系统发育树,表明其属于真核生物I类HMGR家族。结构分析表明,Cs HMGR1含有两个跨膜区,推测其与其它真核生物同源蛋白类似地定位于内质网上;含有两个HMG-Co A结合位点、两个NADPH结合位点、四个保守的催化活性残基及一个磷酸化位点,说明磷酸化/去磷酸化很可能也是其活性调节的重要方式。表达分析表明,Cs HMGR1在"大叶龙"叶芽、母株叶芽及花芽都有较强的表达。其表达调控及生理活性对茶叶品质可能有重要影响,并在其功能解析的基础上,有可能作为茶叶品质鉴定及育种的一个依据。     

大叶蛇葡萄无色花色素还原酶基因的克隆及其序列分析

无色花色素还原酶(LAR)是植物类黄酮合成途径中一个关键酶。本研究根据大叶蛇葡萄转录组测序得到了无色花色素还原酶(LAR)基因序列,通过RT-PCR技术克隆得到LAR基因cDNA全长,并对该序列进行生物信息学分析。结果表明:大叶蛇葡萄LAR基因cDNA全长为1 267 bp,包含一个长度为1 170 bp的开放阅读框,编码389个氨基酸,理论蛋白分子质量为42.38 kD,等电点为7.73。氨基酸多序列比对发现,该序列与同科植物葡萄等具有较高的同源性。生物信息学分析表明LAR为亲水性蛋白,不含信号肽,很可能定位于细胞质。本研究为进一步研究LAR基因的功能,阐明该基因在大叶蛇葡萄类黄酮合成路径中的作用提供了新的线索。     

异育银鲫过氧化物还原酶基因的克隆及其表达分析

采用反转录PCR和cDNA末端快速扩增技术从异育银鲫Carassius auratus gibelio肝脏中克隆了过氧化物还原酶(Prx)基因的cDNA全长序列。结果显示,异育银鲫过氧化物还原酶(CaPrx)基因cDNA全长1035 bp,开放阅读框长594 bp,编码197个氨基酸。在氨基酸序列的N端和C端各有一个保守的Cys残基,属于2-半胱氨酸类Prxs家族。多序列比对和系统进化树分析表明,异育银鲫与鲫Carassius auratus、青鱼Mylopharyngodon piceus、斑马鱼Danio rerio、犀角金线鲃Sinocyclocheilus rhinocerous和朝鲜鳑鲏Rhodeus uyekii等鱼类的Prx基因具有很高的同源性。实时荧光定量PCR结果显示,CaPrx基因在异育银鲫体内广泛表达,在血细胞和肝脏中表达量最高,在鳃和头肾的表达量较少。在感染鲤疱疹病毒Ⅱ型的个体中,肝脏和脾脏的CaPrx基因表达量显著下降,表明其抗氧化作用因病毒的感染而受到了一定的破坏。     

沼泽红假单胞菌偶氮还原酶新基因的克隆表达

前期实验证明沼泽红假单胞菌（Rhodopsedomonas palustris）对偶氮染料有较强的隆解能力,通过PCR扩增,从该菌粒DNA中扩增获得了一条未登录新基因PAR-1。将该基因构建到融合蛋白表达载体pGEX-4T-1,通过IPTG诱导,进行原核蛋白表达,SDS-PAGE电泳显示,有约48kD融合蛋白表达。对经诱导的大肠杆菌（BL21）进行偶氮染料脱色试验,检测到轻微脱色活性。     

日本蛇根草花青素还原酶基因的克隆及其生物信息学分析

花青素还原酶(anthocyanidin reductase, ANR)是原花青素合成途径中的关键酶,同时花青素还原酶对植物花色苷的积累也发挥着重要作用。本研究以日本蛇根草为材料,以其转录组测序结果为基础,设计引物通过RT-PCR方法成功克隆得到日本蛇根草ANR基因完整的cDNA序列,利用生物信息学方法和工具对日本蛇根草ANR基因的功能结构域、生理和化学参数、亲/疏水性、信号肽、二级结构等进行预测和分析。结果表明,该基因cDNA全长为1 020 bp,编码339个氨基酸,预测其蛋白分子量为36.37 kD,等电点为5.92,为亲水蛋白,不含信号肽序列。综上,本研究成功克隆获得日本蛇根草ANR基因并完成其生物信息学分析,研究结果将为解析该基因的功能奠定基础。     

果胶酶基因片段的克隆及其序列分析

根据Genbank上登录的果胶酶基因序列设计三对不同果胶酶片段的引物,从本实验室已筛选的一株具有降解果胶质功能的细菌(暂编号为:C105)中克隆到了果胶裂解酶(PL)和果胶甲酯酶(PE)基因片段。通过分析,PL基因片段与PE基因片段均与来源Erwiniachrysanthemi的果胶裂解酶和果胶甲酯酶基因的同源性很高,达到90%以上。     

耐盐偶氮染料脱色菌株GYW的筛选及特性

从某印染厂排水沟的底泥中分离筛选到1株对偶氮染料具有脱色能力的耐盐菌株GYW, 经16S rDNA序列分析, 鉴定为盐单胞菌属(Halomonas)中度耐盐菌。实验结果表明, 菌株GYW可以耐受10%以上的高盐度, 对酸性大红GR和其它偶氮染料具有广谱的脱色能力, 处于对数生长期的细胞脱色能力最强。对酸性大红GR的最佳脱色条件为：温度30°C, pH 7.5, LB培养基。氯离子对酸性大红GR脱色的抑制作用较强, 硫酸盐对脱色影响不大, 添加甜菜碱可提高染料的脱色速率, 最佳添加量为200 mg/L。     

霍山石斛托品酮还原酶基因的克隆及其表达分析

为了探究托品酮还原酶(tropinone reductase,TR)基因在石斛中的功能,该研究采用RT-PCR结合RACE技术,以霍山石斛原球茎为材料,克隆得到霍山石斛TR-I基因的cDNA序列,其在Gen Bank中的登录号为KY912085。TR-I基因的cDNA长1 043 bp,包含一个完整的共807 bp的ORF(open reading frame)(79-885),共编码268个氨基酸。生物信息学分析表明,该蛋白质可能是一种疏水性稳定蛋白质,无信号肽,不含卷曲螺旋结构,具有14个功能位点、47个潜在磷酸化位点,其二级结构由螺旋、折叠和卷曲结构组成。系统进化树分析表明,霍山石斛TR-I与铁皮石斛、金钗石斛的亲缘关系较近,处于同一分支。qPCR结果显示,TR-I基因在霍山石斛不同生长期的相对表达量均表现为茎叶根,且茎和叶中TR-I的表达量均随着生长期的延长呈现低–高–低的变化趋势;在不同品种中,金钗石斛的TR-I基因相对表达量最高,铁皮石斛中最低;不同浓度茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)处理比较,100μmol/L茉莉酸甲酯处理下TR-I基因表达量最高,推测该基因可能参与霍山石斛生物碱的合成途径。     

Bacillus halodurans菌株xynM基因的克隆、表达和序列分析

目的:用2株新分离鉴定的细菌克隆与最近源种(Bacillus halodurans C-125)木聚糖酶基因的同源序列,并对其进行序列分析。方法:根据已发表的近源种(C-125)的保守区序列设计引物,扩增出与其同源的木聚糖酶基因,进而用pQE31载体对该基因进行表达。同时对表达蛋白的三维空间结构进行网络模拟分析,对蛋白同源性进行比对分析。结果:克隆的木聚糖酶基因片段分别为1284bp和1236bp,而且该基因也成功表达;该蛋白是(α/α)6折叠构象,与C-125三者同属于一个分支上。结论:通过分析、表达蛋白编码外切-1,4-β-木聚糖酶,属于M家族。这该新分离菌株木聚糖酶的研究和应用提供了重要线索。     

烟草黄酮醇合成酶基因的克隆及其序列分析

根据已知的黄酮醇合成酶cDNA保守序列设计引物,用RT-PCR技术从烟草叶片中扩增获得黄酮醇合成酶cDNA片段,再用RACE方法得到其两端序列。根据获得的序列,设计引物分离得到完整的1188bp的黄酮醇合成酶基因,其开放阅读框编码346个氨基酸。序列分析显示,烟草黄酮醇合成酶与高杯花、矮牵牛和马铃薯的同源性分别为87％、86％和84％,与其它物种中的同源性也在80％左右,表明不同物种中黄酮醇合成酶基因具有高度同源性。此外,在氨基酸水平上,该酶与其它依赖于2-酮戊二酸的双加氧酶及其相关酶也具有同源性。     

小菜蛾羧酸酯酶基因的克隆及其序列分析

利用CODEHOP设计简并引物,通过反转录多聚酶链式反应(RTPCR)克隆小菜蛾Plutellaxylostella抗性种群中抗性相关的羧酸酯酶基因,随机挑取测序5个阳性克隆进行测序,测序结果经过blastx比较,发现所获得的大约420bp的基因片断均为羧酸酯酶基因,与双翅目昆虫蚊子的氨基酸序列同源性达85%以上 。     

巴西橡胶树的脂酰辅酶A还原酶cDNA克隆及其序列分析

从巴西橡胶树差减cDNA文库中筛选到一个与脂酰辅酶A还原酶同源性较高的基因片段,根据该基因片段序列信息,设计特异引物,采用RACE进行差异片段的5’和3’端的扩增,获得长度为1365bp的cDNA克隆R28（GenBank登陆号：AY461413）。序列分析表明,该基因包含1149bp的开放阅读框,5＇-UTR为96bp,3＇-UTR为128bp,编码382个氨基酸,推测其蛋白质的分子量为43．5kDa,等电点为8．97,有一个跨膜螺旋N（187至215位氨基酸）和1个由17个氨基酸组成的信号肽（1至17位氨基酸）。R28含有脂酰辅酶A还原酶的保守（NADP结合蛋白保守区）,推测该基因是一个脂酰辅酶A还原酶基因。     

金银花黄酮醇合成酶基因全长克隆及其序列分析

根据已知的其它物种黄酮醇合成酶cDNA保守序列设计引物,用RT-PCR技术从金银花叶片中扩增获得黄酮醇合成酶基因部分eDNA序列,再用RACE技术获得其两端序列.序列拼接得到完整的1 248bp的黄酮醇合成酶基因,根据获得的序列,设计引物扩增获得1 001 bp的开放阅读框,编码333个氨基酸.序列分析显示,金银花黄酮醇合成酶与烟草、马铃薯和桔梗的同源性分别为86％、83％和80％,与其它物种的同源性也在80％左右,表明不同物种中黄酮醇合成酶基因具有高度同源性.     

云南萝芙木pnae基因全长克隆及其序列分析

根据已知的其他物种PNAE酶cDNA序列设计引物,采用RT-PCR技术从云南萝芙木叶片中扩增获得pnae基因部分cDNA序列即PNAE酶基因中间大片段,再用RACE技术获得其两端序列。序列拼接得到完整的1 004 bp的PNAE酶基因,根据获得的序列,分析得到795 bp的开放阅读框,编码264个氨基酸。序列分析显示,云南萝芙木中PNAE酶氨基酸序列与蛇根木中的该酶氨基酸序列同源性高达90%,但和其他植物物种中的PNAE酶氨基酸序列,以及其他物种间的PNAE酶氨基酸序列同源性都不高,在40%-60%之间,表明不同物种中PNAE酶氨基酸序列不具有全序列的高度同源性。进一步序列分析发现,在各植物的PNAE酶氨基酸序列中都存在两个高度保守的氨基酸区域,表明不同物种中PNAE酶存在共同的高度保守区段。     

鱼类谷胱甘肽转移酶基因cDNA克隆及其序列分析

采用RT-PCR方法, 从鲢、鲤、鲫3种鱼类肝脏总RNA中克隆出了谷胱甘肽转移酶Pi型(GST Pi)cDNA序列, 推导了其编码的氨基酸序列。3种鱼类GST Pi的ORF全长627 bp, 编码208个氨基酸。翻译起始密码均为ATG, 终止密码子均为TGA。鱼类与哺乳动物、两栖类爪蟾以及节肢动物丝虫之间GST Pi氨基酸序列相似度平均值分别为50%、33%、15%左右。5种鱼类之间的氨基酸序列相似度较大, 其中鲤科鱼类之间平均为85%左右。我们以GST Pi为分子标记, 用最大简约数法(MP)构建了13个物种的系统进化树, 识别出两个大的单系类群: 哺乳类组成类群一(bootstrap 100); 鱼类组成类群二(bootstrap 93)。通过比较鱼类与哺乳类GST Pi N末端和C末端功能域的氨基酸组成差异,探讨了淡水鱼类GSTs承担较强的微囊藻毒素去毒能力的可能分子机制。