牛凝乳酶原基因克隆及序列的进化分析

利用RT-PCR克隆获得牛凝乳酶原基因的cDNA序列, 测序后与GenBank中凝乳酶原基因进行序列比对和生物信息学分析。序列比对统计分析显示, 该基因为牛凝乳酶原B基因, 与已知牛和其他哺乳动物的凝乳酶原基因具有很高的同源性,18种哺乳动物凝乳酶原基因密码子一、二、三位点的碱基偏倚度分别为：6.227、1.042和1.456。这表明该基因具有整体保守性和突变位点偏倚性两个特征, 可以作为哺乳动物系统进化的研究对象。采用多种方法构建的该基因系统进化树一致表明, 偶蹄动物与灵长动物的亲缘关系比偶蹄动物与啮齿动物的亲缘关系更近, 比偶蹄动物与食肉动物的亲缘关系更远, 并且18种哺乳动物的亲缘关系与动物种系进化关系一致, 为哺乳动物系统进化关系研究提供了分子水平的佐证和依据。     

中华鲟阿黑皮素原cDNA 序列克隆及其序列分析

通过构建中华鲟(Acipenser sinensis)垂体的SMART cDNA 质粒文库, 首次从文库中筛选得到阿黑皮素原(Proopiomelanocortin, POMC) cDNA 全长序列, 分别为阿黑皮素原A 型基因 (Proopiomelanocortin I,AsPOMC-A, EV824935) 和阿黑皮素原B 型基因(Proopiomelanocortin II, AsPOMC-B, EV825368)。 其中,AsPOMC-A 和AsPOMC-B 分别在文库中出现128 次和19 次。AsPOMC-A 全长1122 bp, 有792 bp 的开放阅读框, 共编码264 个氨基酸。 AsPOMC-B 全长1216 bp, 有792 bp 的开放阅读框, 共编码264 个氨基酸。以其氨基酸序列为分子标记, 比较了3 种鲟鱼的共6 种POMC 的氨基酸同源性, 并利用已报道的鱼类的POMC氨基酸序列构建了系统发育树, 可识别2 个大的单系类群, 即类群I: 非新鳍亚纲类群(仅包含辐鳍亚纲的长吻雀鳝), 类群II: 新鳍亚纲类群。AsPOMC 可能是一种进化上更原始的基因。       

牛凝乳酶原基因在大肠杆菌中的表达

以Tac为启动子构建了牛凝乳酶原B基因表达质粒pTaAc,转化大肠杆菌JMl05,对数生长期加入O．1mmo1／L IPTG能明显诱导凝乳酶原的产生。基因表达除受IPTG的影响外,也受温度的调节控制。在30℃培养,IPTG存在时,凝乳酶原产量极低j在42℃无IPTG的条件下,基因也能表达。按电泳扫描计算凝乳酶原蛋白占细胞可溶性总蛋白量的12～19％,按ELISA法测定凝乳酶原产量为80～100mg／L,经变性、复性及酸化有活性的凝乳酶产量为14—20mg/L。     

凝乳酶原mRNA的分离及其cDNA克隆的鉴定

用异硫氰酸胍法从牛胃粘膜组织中分离到poly(A)RNA。经电泳分析、体外翻译活性分析及No rIhern转移杂交分析,结果表明,poly(A)RNA中含有完整的,具有生物活性的凝乳酶原mRNA,大小为16S。从poly(A)RNA建立的cDNA库中,以C500-pepsinogen为探针进行初级筛选,集中阳性克隆成为凝乳酶原和相关胃蛋白酶原cDNA富集库。从寓集库中选出插入片段带有凝乳酶原基因所特有的EcoRI切点的19个克隆。经限制性内切酶谱分析确定pcT 5为凝乳酶原基因克隆,其5’端缺少80bP。以pCT 5的插入片段为探针,从cDNA库中进一步筛选得到pCTl5。酶谱分析表明,pcTl5的两端均足以覆盖编码区域,而在917位左右约有110bP的缺失。从而不仅充分证明了分离的poly(A)RNA中含有全链长的凝乳酶原mRNA,而且还可通过拼接pCT5及pCTl5获得完整的凝乳酶原基因。     

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。     

牛凝乳酶的结晶及其二硫键的化学修饰

为了配合凝乳酶的蛋白质工程,围绕酶的纯化,结晶和二硫键的化学修饰进行了研究。实验结果表明采用FPLC Mono Q柱代替DEAE-纤维素柱层析可以提高同工酶A,B及其降解组分C的分离效果并缩短纯化时间。以10mg／ml的纯凝乳酶B为出发材料,在4℃1．4—2．0mol／L氯化钠条件下进行培养可以获得外形近似为正立方体晶体。化学修饰的结果证明,凝乳酶的三对二硫键处于酶分子不同的空间部位。0．72mmol／L DTT在Ph6．3条件下能还原处于分子表面的一对二硫键,经溴化氰降解分肽测定为Ｃys²⁵⁰-Cys²⁸³,还原后引起活力下降25％。在二硫键之间引入汞原子其活力与还原酶,羧甲基化酶的活力大体相同,说明Cys²⁵⁰-Cys²⁸³在维持凝乳酶具有活力的空间构象中起着一定的作用。     

牛凝乳酶原基因的合成及其在乳酸克鲁维酵母中的表达

凝乳酶在奶酪加工中应用广泛,为获得高活性的凝乳酶制剂,采用乳酸克鲁维酵母为宿主,首次对经密码子优化的牛凝乳酶原基因进行表达。利用DNAWorks3.0软件辅助设计,用两步PCR法合成了小牛凝乳酶原基因(GenBank Accession No.AA30448)。将该基因插入酵母表达载体pKLAC1,构建了重组载体pKLAC1-Prochy,并用电脉冲法将线性化的重组质粒转化到乳酸克鲁维酵母GG799中。通过含1%酪蛋白的YEPD平板活性筛选,PCR鉴定,最后获得了一株多拷贝整合的基因工程菌chy1。该菌株可分泌表达牛凝乳酶原,经SDS-PAGE分析,证明重组牛凝乳酶原的分子量约为41kDa,符合预期大小,酸化处理后为36kDa,证明可以正确自我剪切。液体培养96h后,酶活最高达到99.67SU/mL。分别以半乳糖和葡萄糖为碳源的条件下表达,其酶活性差异不大,说明在发酵期间,可以不经过半乳糖诱导即可产生高水平的牛凝乳酶原产物。该工程菌的获得为进一步优化产酶条件及放大工艺提供了条件,并为凝乳酶的工业化生产奠定了基础。     

蓖麻蚕卵黄原蛋白cDNA的克隆及序列分析

本文论述了蓖麻蚕卵黄原蛋白cDNA迅速克隆化的方法,SDS－PAGE鉴定的蓖麻蚕卵黄原蛋白由大小二个亚基构成,求出的分子量大亚基为180kDa,小亚基为45kDa,从解析的蓖麻蚕卵黄原蛋白氨基酸序列推算的分子量大亚基为161．06kDa,小亚基为40．53kDa,如果考虑到翻译后的修饰,这与SDS－PAGE求出的分子量是吻合的。蓖麻蚕卵黄原蛋白cDNA是由5788pb构成,一个ORF为5337个碱基,编码了1779个氨基酸。在信号肽的15个氨基酸残基中,有12个是硫水性氨基酸残基。这与其他昆虫卵黄原蛋白信号肽区域的硫水性分析是一致的。蓖麻蚕卵黄原蛋白N-linked glycosylation site的分布与家蚕、柞蚕和天蚕不同,3处N-linked glycosylation site存在于大亚基里,2处地多聚丝氨酸区域上流的小亚基里。另外,我们发现在所解析的柞蚕、天蚕的蓖麻蚕卵黄原蛋白氨基酸序列的C－末端区域里DGQR、GICG功能部位及其后的6个半胱氨酸都完好地保存。     

天蚕卵黄原蛋白cDNA的克隆及序列分析

天蚕卵黄原蛋白cDNA的全碱基序列由5 720个碱基构成,一个开读框有5 334个碱基序列,编码了包括由15个氨基酸组成的信号肽在内的共1 778个氨基酸的蛋白质前体。天蚕和柞蚕卵黄原蛋白的同源性非常高,氨基酸序列达到92.6%,碱基序列达到94%。天蚕、柞蚕和家蚕的卵黄原蛋白的糖链附加位点(N-linkedg-lycosylationsite):柞蚕有4个,家蚕有5个,天蚕和家蚕相同保存着5个。在N-末端区域,天蚕和家蚕有多聚丝氨酸区域和可被胰蛋白酶识别的RSRR部位;柞蚕虽然也具有多聚丝氨酸区域,但没有可被胰蛋白酶识别的RSRR部位。在C-末端区域里,大多数昆虫从G ICG功能部位至C-末端结尾具有7个~10个半胱氨酸(Cys)。鳞翅目的4种昆虫柞蚕、天蚕、家蚕和舞毒蛾(A.pernyi,A.yam am ai,B.m ori,L.dispar)都是7个半胱氨酸。     

牛凝乳酶原基因在乳酸乳球菌中的表达

【目的】利用乳酸乳球菌nisin诱导基因表达系统(the NIsin Controlled gene Expression system,NICE)表达牛凝乳酶原。【方法】从克隆载体pS19-PPC中获得牛凝乳酶原基因,将该基因与表达载体pNZ8148连接并电转化乳酸乳球菌NZ9000,转化子经酶切、PCR和测序鉴定后,用nisin进行诱导表达,表达产物利用SDS-PAGE和Western blot鉴定,表达产物纯化后检测凝乳活性。【结果】重组牛凝乳酶原与天然牛凝乳酶原比较,其分子量大小、免疫性质、生物活性和抑制剂敏感性没有发现显著差异,其凝乳活性可达2×103IMCU/mL。【结论】在乳酸乳球菌中表达了具有凝乳活性的牛凝乳酶原,同时乳酸乳球菌作为发酵剂和凝乳酶产生菌双重角色的实现,为奶酪加工提供了新思路和新方法。     

牛凝乳酶原基因在大肠杆菌中表达调控的研究

Shine-Dalgarno序列与起始密码子之问的距离与组成对凝乳酶原基因表达有明显的影响,可导致其表达水平有15倍之差。SD序列至ATG之间为15bp不利于表达,表达质粒中sD-ATG在7-11bp之间都有可能获得高效表达;但决定因素不是简单的长度,而是RBS附近可能的二级结构即△G的大小、SD序列及ATG中参与配对的碱基数目。将pTLC23中凝乳酶原cDNA3＇端端非翻译区插入终止密码子TGA与转录终止子rrnBT₁T₂之间适当位置可提高凝乳酶原基因的表达,这可能是因为这段序列能形成由53个碱基对和8个碱基组成的稳定的mRNA二级结构,起到转录终止子的作用,而一般认为串联终止子对终止转录更为有效。     

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.     

蒙古牛BMPR-IB基因部分cDNA的克隆和序列分析

BMPR-IB基因主要在哺乳动物卵巢中表达,对卵泡的发育和分化起重要作用。该研究从影响卵巢生长发育和调控的BMPR-IB基因出发,以牛卵巢的RNA为模板,按照不同物种BMPR-IB基因的相似性设计特异引物,运用RT-PCR技术扩增并获得了特异片段,该片段经PCR、酶切和测序验证,证实所克隆序列为牛BMPR-IB序列,包含有953bp组成的部分cDNA序列,同源性分析结果表明,牛BMPR-IB基因序列与绵羊、山羊、人、猪、小鼠的BMPR-IB基因分别为98%、97%、92%、93%、88%的同源性。这为克隆其他物种的BMPR-IB基因提供了依据,同时牛骨形态发生蛋白的测序为更好地理解牛的生殖机理提供帮助。     

野桑蚕卵黄原蛋白的鉴定及cDNA序列分析

利用SDS-PAGE和Western blot方法分析鉴定了野桑蚕Bombyx mandarina Moore卵黄原蛋白,发现该蛋白由大小两个亚基组成,分子量分别为175 kD和42 kD。利用昆虫卵黄原蛋白进化上的保守性,根据家蚕的卵黄原蛋白cDNA序列设计特异性引物在野桑蚕的总RNA进行RT-PCR扩增,对于3′和5′端进行RACE扩增,解析获得了野桑蚕卵黄原蛋白cDNA全序列(GenBank登录号AY 309967)。该序列含有5.754个碱基,由一个开放阅读框组成,编码1.780个氨基酸,卵黄原蛋白的氨基酸序列与家蚕的同源性达到97.6%。在特定的酶切位点(RSRR)处,即第364～367个氨基酸位置,卵黄原蛋白前体被酶切为大小两个亚基,根据氨基酸推算的相对分子质量分别为161.571 kD和40.794 kD,如果考虑到翻译后的修饰,这与SDS-PAGE的结果是吻合的。同源性分析表明,昆虫卵黄原蛋白一级结构分化基本上局限在同一目内,具有较高的保守性。     

烟叶脉坏死病毒原鉴定及cDNA克隆与序列分析

田间采集辽宁地区烟叶脉坏死病标样所得分离物,在测定的１２个科３５种植物中只侵染茄科的一些烟草品种及洋酸浆（ｐｈｙｓａｌｉｓｆｌｏｒｉｄａｎａ）,可由桃蚜（Ｍｙｚｕｓｐｅｒｓｉｃａｅ）传播。病叶汁液稀释限点（ＤＥＰ）为１０￣（－２）－v１０￣（－３）;失毒温度（ＴＩＰ）为５５一６０℃;体外保毒期（Ｌ）为４８－７２小时。病毒粒体形态呈线条状７２０×１２ｎｍ,病叶脉坏死部细胞质中含风轮状内含体。病毒提取物的紫外最大吸收为２６５ｎｍ,最小吸收为２４５ｎｍ,Ａ＿（２８０）／Ａ＿（２６０）为０．８２。该病毒分离物与ＰＶＹ￣０抗血清呈阳性反应。以病毒ＲＮＡ为模板,按国外报道的ＰＶＹ￣Ｎ序列合成引物经逆转录合成ｃＤＮＡ。用ＰＣＲ扩增出约０．８０ｋｂ的ＣＰ基因片段,将这一片段插入载体ｐＧＥＭ７Ｚ－ｆ（＋）中转化Ｅ．ｃｏｌｉＤＨ５ａ菌株得到了ＣＰ基因的克隆。ｃＤＮＡ序列分析表明,和国外报道的ＰＶＹ￣Ｎ序列同源性极高,初步表明引起辽宁地区烟叶脉坏死病的毒原为ＰＶＹ￣Ｎ。     

木瓜凝乳酶基因的克隆及序列分析

通过设计一对特异性的引物,采用RT－PCR方法从未成熟的木瓜组织中扩增得到木瓜凝乳酶基因,并将其重组到pPIC9K载体中,转化大肠杆菌并筛选阳性克隆,序列测定并利用BLAST软件进行核酸及氨基酸序列相似性分析,结果表明：通过序列组成及特征结构分析,扩增得到的基因为木瓜凝乳酶基因。     

牛促卵泡激素α亚基cDNA的克隆与序列分析

从牛脑垂体中提取总RNA, 分离mRNA, 反转录获得cDNA, PCR扩增获得长为380 bp的牛促卵泡激素α亚基cDNA片段, 将它克隆于pUC19中, 进行序列分析, 结果表明: 所克隆的α亚基基因编码区序列与Erwin所发表的序列基本相同, 仅编码第24位赖氨酸的密码有差异, 同时将所获基因的核苷酸序列及相应氨基酸序列与人、啮齿类的同类基因相比较, 具有很高的同源性.     

人尿激酶原cDNA序列缺失突变体的构建及表达

采用PCR重叠延伸法和基因重组技术构建了人尿激酶原cDNA序列中缺失150～156位氮基酸的突变体,以COS-7细胞中获得暂时性表达以及在CHO细胞中稳定高效表达,其表达水平为450～500IU／10⁶cell／24h,表达产物经SDS-PAGE电转溶实验和westemblot分析证明,细胞分泌的Pro-UK突变体与天然Pro-UK以及完整全长DNA序列表达Pro-UK的分子量相同,为54kDa．绝大多数为单链,比完整cDNA序列表达产物的单链比例明显增高,与纤维蛋白的亲和性有所提高。     

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。