绵羊Wnt2蛋白生物信息学分析

Wnt2蛋白是Wnts蛋白家族的重要成员,参与卵巢的发育。本研究以NCBI蛋白质数据库中发布的Wnt2蛋白氨基酸序列为研究对象,采用生物信息学软件对Wnt2蛋白的理化性质、信号肽及跨膜结构域、糖基化和磷酸化位点、二级结构和功能结构域、亚细胞定位和功能结构分类、序列相似比对及聚类、三级结构进行预测分析。结果发现,绵羊Wnt2由360个氨基酸组成,其等电点为9.21,有糖基化位点和磷酸化位点,是一个有信号肽的稳定的蛋白;二级结构与三级结构一致,均显示Wnt2由α-螺旋、延伸链、无规则卷曲构成;绵羊Wnt2蛋白是细胞外蛋白,主要参与信号转导和转录调控。研究结果为深入探讨Wnt2基因及其编码蛋白的结构和功能提供相关依据。     

八氢番茄红素合成酶(PSY)的生物信息学分析

目的:通过生物信息学方法对八氢番茄红素合成酶基因(PSY)及氨基酸序列分析,并构建三维结构。方法:运用生物信息学方法对八氢番茄红素合成酶基因及其蛋白质序列的理化性质、亲/疏水性、信号肽、跨膜结构域、糖基化位点,磷酸化位点,二级结构,功能结构域和三级结构进行预测分析。结果:PSY基因含1239bp的开放阅读框,编码氨基酸数为412,为碱性不稳定蛋白;八氢番茄红素合成酶富含Arg、Leu、Ala、Ser、Val等氨基酸,为亲水性蛋白质;PSY为非跨膜蛋白,不含信号肽,具有多个磷酸化位点,α螺旋和无规卷曲是其主要结构元件。结论:用同源建模的方法构建其三维结构,得到合理模型,为采用生物工程提高番茄红素产量提供理论依据。     

杜仲Dirigent蛋白编码基因的克隆及序列分析

分别以杜仲基因组DNA和cDNA为模板克隆DIRs基因,并分析其序列及其蛋白的遗传特性。以杜仲为研究对象,利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术获得杜仲DIRs序列,并结合生物信息学方法对杜仲DIRs的序列进行深入分析。从杜仲中克隆DIRs基因序列,利用生物信息手段分析DIRs基因与其它物种的同源性、结构域、功能域、蛋白质理化特性、蛋白质序列跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点以及编码蛋白二级结构等进行分析。克隆的杜仲DIRs片段序列有468bp,不含内含子,编码155个氨基酸。推测的编码蛋白的氨基酸序列与芝麻、五味子同源性最高,分别达71%和70%,具有的5个保守基序,第1～148位之间是个高度保守的结构功能域—Dirigent,为亲水性蛋白,相对分子质量为17kD,理论等电点为4.91,不具有跨膜区;亚细胞定位在细胞质中,不属于分泌蛋白;序列预测具有13个磷酸化位点,未预测到糖基化位点,二级结构主要以无规则卷曲结构组成。以上研究为进一步探讨DIRs基因在木脂素生物合成途径中的功能提供了理论依据。     

锦鲤疱疹病毒丹东株ORF83基因克隆及生物信息学分析

锦鲤疱疹病毒病是具有高致病性、传染性的疾病,对渔业生产造成巨大的危害。为了研究锦鲤疱疹病毒衣壳蛋白ORF83的结构和功能,本研究采集感染锦鲤疱疹病毒活鱼样品,经DNAStar软件预测分析、DNA提取,PCR扩增、重组质粒构建等步骤成功克隆到ORF83(1)和ORF83(2)基因。应用生物信息学分析蛋白结构与功能,并构建系统进化树。结果显示,两蛋白均能编码前体蛋白,均由α螺旋、β折叠、无规则卷曲组成,均有4个跨膜区域;抗原性较好;但不含保守结构域;ORF83(1)N端11个氨基酸序列为信号肽序列;ORF83(2)N端33个氨基酸序列为信号肽序列;ORF83(1)氨基酸序列存在1个潜在的N-糖基化位点、ORF83(2)氨基酸序列存在3个潜在的N-糖基化位点,两蛋白均潜在13个磷酸化位点,无潜在的O-糖基化位点;系统进化树分析表明,KHV-DD ORF83与美国株、以色列株、日本株均具有同源性。通过研究表明,本研究成功克隆到ORF83基因,并对其结构和功能进行分析,获得重要的生物信息学数据,为进一步研究锦鲤疱疹病毒发病机制和疱疹病毒抗体制备等提供了理论基础。     

绵羊TFAM基因编码蛋白生物信息学分析

为进一步了解和研究绵羊线粒体转录因子A(TFAM)基因的结构和功能,采用生物信息学方法构建了不同物种的TFAM基因系统发育树,并对绵羊TFAM基因编码蛋白质理化性质、二级结构、亚细胞定位、蛋白磷酸化、三级结构及功能结构域等进行分析。结果表明:绵羊和山羊亲缘关系最为接近,其次是家牛,与原鸡、斑马鱼亲缘关系较远。绵羊TFAM基因共编码246个氨基酸,以赖氨酸含量最高;二级结构以α-螺旋和无规则卷曲占为主;综合分析,此蛋白为碱性、不稳定性亲水蛋白,不存在信号肽和跨膜结构域;其主要在细胞核、线粒体、细胞骨架内发挥其生物学作用。该蛋白的丝氨酸磷酸化位点比较多,而酪氨酸和苏氨酸的磷酸化位点相对较少;且含有2个HMG结构域,在两个HMG结构域之间存在一个由12个氨基酸残基组成的短连接区域。     

大花杓兰亲环素基因(CmCyP)的克隆及生物信息学分析

亲环素是一个多基因家族,在植物生命活动中发挥着重要的作用。该研究以大花杓兰(Cypripedium macranthum)为材料,采用RT-PCR技术克隆到1个亲环素基因(CyP),并对其进行生物信息学分析。结果表明:大花杓兰CyP基因的开放阅读框序列为525 bp,命名为CmCyP(GenBank登录号为MH411125),编码174个氨基酸。预测CmCyP蛋白是一个位于细胞质、相对分子量约为18 kD、理论pI为8.73、无信号肽、跨膜结构域的亲水性蛋白质。磷酸化和糖基化位点预测分析发现,CmCyP蛋白存在18个潜在的磷酸化位点和2个潜在的糖基化位点。蛋白保守结构域预测分析发现,CmCyP蛋白包含一个高度保守的肽脯氨酰顺反异构酶结构域,属于单结构域亲环素。对二级结构进行预测分析发现,CmCyP蛋白中存在无规卷曲70个、延伸链56个、α-螺旋23个、β-折叠25个,这4种结构元件在三级结构中也有体现。系统进化树结果显示,大花杓兰CmCyP蛋白与铁皮石斛(Dendrobium catenatum)和万带兰(Vanda hybrid cultivar)的CyP蛋白的亲缘关系较近。该研究首次克隆了大花杓兰亲环素基因(CmCyP),为进一步探讨CmCyP基因的生物学功能奠定了基础。     

罗非鱼无乳链球菌α蛋白基因的克隆、鉴定及分子特性分析

本研究克隆了罗非鱼源无乳链球菌HN0101分离株的α蛋白基因,通过生物信息学对其序列分析结果显示:α蛋白基因的ORF由1341个碱基组成,编码一个长度为446个氨基酸的多肽,N-端具有一个保守的YSIRK信号肽序列和一个AlphaC_N超家族结构域,C-末端含有1个保守Gram_pos_anchor超家族结构域,而在中间具有2个重复的Rib结构域;比较不同来源分离株的α蛋白结构,发现主要区别在于Rib结构域重复数目的不同;同源性及系统进化树分析,发现本株菌的α蛋白与已报道的人源A909和鱼源GD201008-001α蛋白聚为一簇,同源性达100%;罗非鱼源无乳链球菌α蛋白为亲水性蛋白,存在一个跨膜区,有37个潜在的磷酸化位点和1个潜在的N-糖基化位点;二级结构分析发现存在较多的无规则卷曲,推测有12个氨基酸区域可能是B细胞抗原表位;当选择大肠杆菌为表达宿主时,该重组蛋白的溶解度高达100%,亚细胞定位显示该蛋白位于细胞壁上。     

牛卵巢PRSS35基因CDS序列分析

为测定牛卵巢丝氨酸蛋白酶35 (PRSS35)的CDS序列并进行生物信息学分析。试验根据NCBI上已公布牛PRSS35基因的mRNA序列设计特异性引物,使用RT-PCR技术扩增牛卵泡中PRSS35的CDS序列。结果显示,牛PRSS35基因CDS区序列全长为1 239 bp,共编码412个氨基酸,PRSS35与其他10个物种的同源序列相似性较高,且该蛋白具有一个长度为20个氨基酸的信号肽,具有11个O-糖基化位点和2个N-糖基化位点,以及3个磷酸化位点,并发现有一个典型的Tryp_Spc结构域,即胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶结构域。为进一步研究该基因及其编码蛋白在卵泡发育过程中所起的作用提供了一定的理论依据。     

结核分枝杆菌rpoB基因的生物信息学分析

通过生物信息学的方法对rpoB基因及其蛋白质序列的理化性质、亲/疏水性、信号肽、糖基化位点、磷酸化位点、二级结构和三级结构等进行预测分析。结果表明,RNA聚合酶β亚基为富含Val、Glu及Leu的非稳定亲水性蛋白,其中不含信号肽,磷酸化程度较高。α螺旋和无规则卷曲是RNA聚合酶β亚基的主要二级结构元件。用同源建模方法构建三维结构,通过Ramachandran Plot对模型进行评估得到了合理的RNA聚合酶β亚基结构模型。分析rpoB基因及其编码蛋白质的特征对于研究结核杆菌致病及耐利福平药物机理有着重要的意义。     

牙鲆Ⅰ型甲腺原氨酸脱碘酶基因片段的克隆及序列分析

在GenBank中查找到已知的斑马鱼、奥尼罗非鱼、金头鲷、爪蟾等物种的Ⅰ型甲腺原氨酸脱碘酶的基因序列并运用Primer Premier 5.0软件对这些物种的Ⅰ型甲腺原氨酸脱碘酶基因序列进行同源性分析。依据同源性较大的保守区基因序列设计一对引物,并提取变态期牙鲆仔鱼总RNA作为模板进行RT-PCR,得到一条cDNA片段。将产物连接到T载体中,转化、扩增重组质粒。提取大肠杆菌中的重组质粒进行DNA测序。将DNA测序所得到的基因序列翻译成蛋白序列和已知的奥尼罗非鱼、金头鲷、底鳉、斑马鱼的Ⅰ型甲腺原氨酸脱碘酶基因序列进行同源性分析。结果显示,利用RT-PCR的方法扩增出一条280 bp的目的基因片段,比对结果发现其和奥尼罗非鱼、金头鲷、底鳉、斑马鱼的Ⅰ型甲腺原氨酸脱碘酶基因的蛋白序列的同源性分别为85%,83%,81%,71%。对蛋白序列进行生物信息学分析发现整个蛋白序列中无信号肽,无糖基化位点,无跨膜结构域,但含有一个典型的T4_deiodinase结构。在N-端第69～70区段有β-折叠中心;第35～37区段可能形成转角或无规则卷曲;第8～13区段,第16～20区段等区段是柔性区域。D1蛋白N端第8～11区段,第47～55区段,第90～91区段为优势抗原表位区域。本实验所获得的基因序列是前尚未见报道的牙鲆Ⅰ型甲腺原氨酸脱碘酶基因序列的一部分,为进一步研究该基因的结构与生物学功能奠定了基础。     

Molecular cloning of hepatic glucose-6-phosphatase catalytic subunit from gilthead sea bream (Sparus aurata): response of its mRNA levels and glucokinase expression to refeeding and diet composition

To examine the relationship between structure and function of glucose-6-phosphatase (G6Pase) in fish, we undertook molecular cloning and modulation of G6Pase expression by starvation and refeeding on diets with different nutrient composition in the liver of the carnivorous fish, Sparus aurata. A cDNA encoding the full-length G6Pase catalytic subunit from the liver of S. aurata was isolated. This cDNA encodes a 350-amino acid protein, with low homology to the mammalian G6Pase, although it contains most of the key residues required for catalysis. Based on hydrophobicity and membrane structure prediction, we propose a model containing nine-transmembrane regions for S. aurata G6Pase. Northern blots showed that refeeding after a prolonged starvation rapidly reverses the glucose/glucose-6-phosphate substrate cycle flux in the fish liver through decreased G6Pase expression and strong glucokinase (GK) induction. The effect of refeeding different diets on G6Pase and GK expression, indicated that hepatic intermediary metabolism of fish fed diets with low protein/high carbohydrate diets is impelled towards utilization of dietary carbohydrates, by means of modulation of GK mRNA levels rather than G6Pase expression. These findings challenge the role attributed to dysregulation of G6Pase or GK expression in the low ability of carnivorous fish to metabolise glucose.     

双峰驼凝乳酶原基因的生物信息学分析

通过生物信息学的方法对双峰驼凝乳酶原基因及相应的氨基酸序列的同源性、理化性质、保守结构域、亚细胞定位、信号肽、跨膜结构域、亲水性/疏水性、二级结构进行预测分析.结果表明,双峰驼凝乳酶原基因开放阅读框全长1 146 bp,编码381个氨基酸,属于胃蛋白酶A超家族,预测定位于内质网（膜）的稳定亲水性蛋白,具有一个16个氨基酸的信号肽,其不含跨膜结构域.无规卷曲是其二级结构中最大量的结构元件,α螺旋和延抻链分散于整个蛋白质中,活性位点的分析表明,编码蛋白有6类活性位点.分析双峰驼凝乳酶原基因及其编码蛋白质的特征,能够为深入开展双峰驼凝乳酶的表达和凝乳特性研究提供理论依据.     

RT-PCR克隆籼稻叶绿素a/b结合蛋白基因全长cDNA及序列的in silico分析

根据日本晴cab4基因序列(GenBank:AK104499.1)设计引物,用RT-PCR的方法从籼稻9311中克隆了叶绿素a/b结合蛋白基因的全长cDNA,命名为cab-9311(cab gene from 9311)。insilico分析表明:cab-9311与cab4基因同源性为99%,编码的蛋白含有244个氨基酸,与cab4基因编码的蛋白同源性为98%。蛋白分子质量为26.9kD,理论等电点为6.52。第54位～第216位氨基酸是一个典型的叶绿素a/b结合蛋白功能域(chlorophyll a/bbinding domain)。跨膜分析和蛋白质三级预测显示,该蛋白在C端有一个典型的跨膜区。亚细胞定位分析表明该蛋白定位于叶绿体,是一个叶绿体内囊体膜上的锚定蛋白。     

猴痘病毒CrmB蛋白的结构特征及其抗原表位分析

为深入了解猴痘病毒(Monkeypox virus, MPXV)的CrmB(cytokine response modifier B)蛋白的结构特征和抗原表位，运用ORF Finder、ExPaSy、SignalP 6.0、TMHMM 2.0、Cell-Ploc、Conserved Domains、 SOPMA、SWISS-MODEL、NetNGlyc 1.0、NetPhos 3.1、IEDB、SYFPEITHI、Clustalx、MEGA 11.0、Prankweb、DrugBank等多种生物信息学方法，分析CrmB蛋白的开放阅读框、理化性质、信号肽、跨膜区、亚细胞定位、结构域、糖基化/磷酸化位点、二级/三级结构、B/T细胞抗原表位、抗原决定簇、蛋白同源性、配体结合位点、小分子抑制药物等。CrmB蛋白是由349个氨基酸组成的不稳定蛋白质，相对分子量为38 308.75;理论等电点为6.24,分子式为C₁₆₂₁H₂₅₅₀N₄₆₀O₅₅₀S₃₂;二级结构以不规则卷曲为主，有信号肽...     

A novel second myostatin gene is present in teleost fish.

We report on the isolation and characterisation of the complete cDNA sequence encoding a novel bone morphogenetic protein-like protein (sbMSTN-b) in the teleost fish Sparus aurata. The encoded protein is 68% identical to S. aurata MSTN at the amino acid level, and homologues were also found in Umbrina cirrosa and Tetraodon nigroviridis. Phylogenetic analysis suggests that the MSTN-b gene may be present in most, perhaps all, teleost fish species. RT-PCR on different tissues/stages indicates that MSTN-b is expressed almost exclusively in the central nervous system, starting from late larval stages. Quantitative analyses indicate an increase of sbMSTN-b expression in the brain associated with metamorphosis, at the same time as completion of nervous system differentiation.     

Proteins from fish eggs that protect DNA from acid precipitation and inhibit DNA synthesis

We partially characterized proteins that inhibit DNA acid precipitation from various fish eggs (Sparus aurata, Dicentrarchus labrax, Mugil cephalus and Zeus faber). The active proteins were purified by acetone fractionation. The activity was found to be heat resistant. Of bivalent cations tested only Co(2+) and Cu(2+) exerted a profound promoting effect in the activity from all fish. The protein fraction from Sparus aurata inhibited DNA synthesis in PCR performed by different DNA polymerases. The possible role of DNA protective proteins in fish egg physiology is discussed.     

Cellular responses in the skin of the gilthead sea bream Sparus aurata L. and the sea bass Dicentrarchus labrax (L.) exposed to high ammonia

Adult gilthead sea bream Sparus aurata and sea bass Dicentrarchus labrax were exposed for 24 and 48 h, respectively, to two concentrations of ammonia each (mean values of 3·34 and 13·10 mg l(-1) TA-N in S. aurata; 2·99 and 11·90 mg l(-1) TA-N in D. labrax). Light microscopy and computerized morphometry were used to evaluate ammonia-induced alterations in skin structure during exposure and following recovery in normal water. In S. aurata, ammonia exposure induced a concentration-dependent increase in the number (hyperplasia) of neutral mucous cells (mc), with peak values at 24 h recovery after exposure. An increase in the dispersion of melanosomes in skin melanocytes was also observed in the dermis and occasionally in the epidermis of S. aurata, with peak values at 24 h of ammonia exposure. Exposure of D. labrax to ammonia had, likewise, concentration-dependent effects on mucous secretion. Of the two types of mc in this species, there was an increase in the number of the neutral mc and a reduction in the much more numerous acid mc, with peak values at 24 and 48 h, respectively, of ammonia exposure. The more intense mucous secretion in D. labrax compared to S. aurata could be related to the lower tolerance to ammonia in D. labrax, as reported elsewhere. Finally, the increase in melanosome dispersion was less evident in D. labrax, due to highly variable control values. These morphological alterations to the skin could be useful indicators of non-specific stress in cultured fishes.