溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统效应蛋白HY322基因的克隆和生物信息学分析

本研究从溶藻弧菌中成功克隆获得HY322基因的编码区序列(GenBank:KX245317.1),该基因全长969 bp,可编码322个氨基酸,应用生物信息学的方法和工具对溶藻弧菌HY9901效应蛋白HY322的理化性质、蛋白结构、遗传进化关系和抗原特性等方面进行预测和分析。结果表明:HY322蛋白为不稳定的亲水性蛋白,蛋白呈酸性,无跨膜区,无明显的信号肽;二级结构以α螺旋为主,进化分析显示溶藻弧菌HY9901与哈维氏弧菌(V.harveyi)聚为一支,表明在进化关系上最为接近。HY322序列中包含有一个与鞭毛形成有关的Fli N功能结构域。多种参数预测了HY322可能的B细胞抗原优势表位,分别是第32~33、100~102、138~140、215~216、235~238、246~249区段。利用SWISS-MODEL软件,得到了HY322亚基三维模型。本研究从生物信息学角度验证了HY322作为弧菌共同抗原的可行性,为下一步的疫苗研发提供了理论依据。     

溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统分子伴侣护航蛋白VscO的基因克隆及其生物信息学分析

克隆了溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)ZJ03株Ⅲ型分泌系统(T3SS)分子伴侣护航蛋白(Chaperone escort protein)vscO基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明,vscO基因全长462 bp,编码153个氨基酸,理论分子量约为18.43 kD,pI值为9.22。细胞定位分析显示vscO基因位于外周质,不存在信号肽,无跨膜区。vscO基因具有转录起始区-35区和-10区,以及翻译识别信号SD序列(Shine-Dalgarno sequence)。该氨基酸序列含有多种活性位点,如蛋白激酶C磷酸化位点等。系统进化树发现溶藻弧菌的VscO蛋白与副溶血弧菌聚为同一亚族。VscO亚基三维结构模型显示其与副溶血弧菌T3SS的YscO蛋白有相似构型。信号通路分析推测VscO位于T3SS的针状样结构上。蛋白网络互作图谱发现VscO与10种T3SS蛋白具有相邻关系。本研究结果将为溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统护航机制的研究奠定基础。     

溶藻弧菌转运蛋白TolB的免疫原性与免疫保护性

旨在研究溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)HY9901转运蛋白Tol B作为疫苗候选抗原的可能性,根据已发表的全基因组序列,设计特异性引物PCR扩增tol B的基因全长序列。序列分析显示,该基因(Gen Bank登录号JQ846501)全长1 353 bp,共编码450个氨基酸残基。BLAST分析发现,溶藻弧菌tol B基因与其他已知弧菌的tol B具有较高的同源性,序列保守,可作为共同抗原候选蛋白。用原核表达的tol B蛋白免疫SPF级小鼠,制备多克隆抗体,ELISA效价达1∶40 000。免疫印迹表明鼠抗tol B血清能与诱导后的重组蛋白发生特异反应。为进一步研究tol B对石斑鱼(Epinephelus awoara)的免疫保护性,用Tol B蛋白两次免疫石斑鱼,ELISA检测发现,免疫石斑鱼血清的抗体效价在第4周达到峰值(1∶2 048)。攻毒实验结果表明Tol B对石斑鱼的免疫保护率为76%。结果表明,溶藻弧菌转运蛋白Tol B具有较好的免疫原性和免疫保护性,可作为弧菌亚单位疫苗的候选抗原。     

溶藻弧菌耐药基因qnr的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)喹诺酮类耐药基因qnr并分析其蛋白结构,为研究该蛋白的生物学功能奠定基础。[方法]根据NCBI上公布的相关序列设计qnr基因特异性引物,利用PCR方法扩增基因序列,进行DNA测序及生物信息学分析。[结果]从溶藻弧菌染色体上获得qnr基因大小为651 bp,编码216个氨基酸,进化分析可知其与副溶血弧菌有很近的亲缘关系,二级结构分析含有五肽重复序列,三维结构与大肠杆菌质粒上的qnr蛋白空间结构极为相似。[结论]通过对蛋白质序列分析和结构预测,初步确定该基因为喹诺酮耐药基因,为水产细菌的耐药机制研究奠定基础。     

溶藻弧菌HY9901 AcrA基因克隆与序列分析（英文）

Touchdown PCR扩增溶藻弧菌HY9901 AcrA基因部分序列, 得一460 bp片段, 再以反向PCR和巢式PCR联合扩增其侧翼序列, 拼接得一由1101 nt组成, 共编码366 aa的完整基因。该基因演绎的氨基酸序列与几种弧菌的同源性都比较高, 与创伤弧菌YJ016、副溶血弧菌RIMD 2210633、灿烂弧菌12B01、霍乱弧菌O1 N16961同源性分别为76%、73%、71%和70%。     

溶藻弧菌HY9901 AcrA基因克隆与序列分析

Touchdown PCR扩增溶藻弧菌HY9901 AcrA基因部分序列,得一460bp片段,再以反向PCR和巢式PCR联合扩增其侧翼序列,拼接得一由1101 nt组成,共编码366 aa的完整基因.该基因演绎的氨基酸序列与几种弧菌的同源性都比较高,与创伤弧菌YJ016、副溶血弧菌RIMD 2210633、灿烂弧菌12B01、霍乱弧菌O1 N16961同源性分别为76%、73%、71%和70%.     

溶藻弧菌kdpD基因敲除突变株的构建及其表型特征

【目的】探究kdpD基因对溶藻弧菌生物学特性的影响。【方法】采用Overlap PCR和同源重组技术,结合正负向筛选,构建kdpD基因无标记基因框内敲除突变株,比较kdpD突变株和野生株HY9901在生长速率、胞外蛋白酶活性以及毒力等方面的差异。【结果】成功构建溶藻弧菌kdpD基因敲除突变株。体外实验表明,kdpD的缺失对溶藻弧菌的生长曲线和胞外蛋白酶活性的影响不明显,但是突变株的泳动能力和生物被膜形成能力出现下降。斑马鱼致病性试验结果显示,突变株毒力下降了8.84倍。【结论】kdpD基因参与调控溶藻弧菌的泳动能力、被膜形成和毒力,但不影响生长速率和胞外蛋白酶活性。     

致倦库蚊Cecropin基因家族的比较和系统发育分析

利用生物信息学方法比较分析了致倦库蚊Cecropin家族4成员的基因结构、氨基酸序列、蛋白理化特性,预测蛋白空间结构,并基于7种昆虫绘制分子进化树,随后使用RT-PCR方法获取致倦库蚊Cecropin家族4成员的c DNA。结果表明:致倦库蚊Cecropin家族基因有两条正向编码,两条反向编码,长度为330~544 bp,由2个外显子和1个内含子构成;氨基酸序列长度为59~61 aa,具有两条基序和多个保守位点;编码的蛋白理论分子量为6 284.6~6 619.0 k D,p I值为10.36~11.24,亲水性平均系数为0.393~0.551;蛋白预测的二级结构和三级结构结果基本一致,它们具有1个信号肽结构域和1个催化结构域,结构域主要由α-螺旋构成;7种昆虫的Cecropin蛋白进化关系与物种进化关系基本一致,并以"目"或"亚目"为单位分别聚类,CPIJ005108与致倦库蚊Cecropin祖先基因最相似。本研究的分析结果可为蚊科Cecropin结构和功能的研究提供有价值的信息。     

人APEX1基因的生物信息学分析

APEX1是影响基因表达和氧化还原活性相关碱基修复和多功能蛋白的关键基因,对APEX1基因及编码蛋白进行生物信息学方面的深入分析,更有利于对APEX1基因相关癌症及其他遗传流行病学的阐述。本研究利用生物信息学分析方法以11个物种APEX1基因序列及编码蛋白序列为研究对象,对人APEX1基因进行了系统进化分析及预测启动子及Cp G岛,并对其蛋白质理化性质及结构功能等进行了预测分析。核酸分析结果表明,人APEX1基因包含5个外显子,预测核心启动子区域为158~208 bp。进化分析结果显示,人与黑猩猩的遗传距离为0.003,亲缘关系最近。蛋白预测软件结果显示,人APEX1蛋白主要由自由卷曲及α-螺旋结构组成,无合适信号肽及明显跨膜区,表明该基因不参与跨膜物质运输及信号转导。     

溶藻弧菌溶血活性检测及溶血素基因、启动子区功能

[目的]研究溶藻弧菌的溶血现象,溶血素基因vah的分布及vah基因、vah启动子区对溶藻弧菌溶血活性的贡献.[方法]对46株分离自华南沿海水生动物体内和海水的溶藻弧菌环境株及溶藻弧菌标准株1.1587进行溶血实验;比较具有溶血活性的溶藻弧菌野生株ZJ051、vah基因大肠杆菌BL21重组表达株、vah缺失突变株和基因回补株间溶血能力的差异;检测vah基因在溶藻弧菌中的分布,比较溶血株与非溶血株vah基因及上游启动子区的序列差异.[结果]47.8％的溶藻弧菌菌株产生溶血活性,因此溶血现象普遍存在于溶藻弧菌环境株中;vah基因的表达产物具有溶血活性,vah基因缺失突变株不具有溶血活性,而vah基因回补株恢复溶血活性.vah基因普遍存在于溶藻弧菌中,且基因序列非常相似,氨基酸序列完全相同,然而不同菌株的启动子区第188-190碱基位点存在差异.[结论]溶藻弧菌vah基因是造成溶藻弧菌溶血的直接原因,但溶藻弧菌溶血能力的差异并非是由vah基因本身差异决定,极有可能与启动子区第188-190碱基位点相关.     

拟态弧菌溶血素基因的克隆测序与生物信息学分析

目的对拟态弧菌安徽分离株HX4(V.mimicusHX4株)的全长溶血素基因(vmh)进行克隆测序和生物信息学分析,为表达溶血素蛋白(VMH)奠定基础。方法采用PCR法扩增V.mimicusHX4菌株全长vmh基因,将其克隆至pMD18-Tvector并进行测序,应用生物信息学软件分析vmh基因的同源性及其编码蛋白的分子特征。结果V.mimicusHX4菌株vmh基因全长序列2235 bp,编码由744个氨基酸组成的分子量约为82.85 kDa的VMH蛋白。V.mimicusHX4菌株vmh基因的核苷酸序列和氨基酸序列与参考株相应序列的同源性分别介于98.9%~99.1%和96.6%~97.3%。VMH蛋白N端前25个氨基酸组成信号肽,7~27位氨基酸之间存在一个跨膜区域,蛋白二级结构中无规卷曲含量最高,达39.52%,其次为α-螺旋和β-折叠,分别占25.81%和26.75%,β转角含量最低,仅占7.93%。VMH蛋白含有多个T细胞和B细胞抗原表位,同时存在T、B细胞抗原表位的区域最有可能位于肽链第86~95、193~211、419~440和459~501位区段。结论拟态弧菌VMH蛋白是一种高度保守的毒素蛋白,对HX4菌株vmh基因及其编码蛋白信息特征的了解,有助于进一步表达VMH蛋白。     

弧菌外膜蛋白OmpU的免疫交叉反应性和交叉保护性北大核心CSCD

【目的】通过对弧菌外膜蛋白Omp U的克隆、表达以及免疫学特性分析,明确外膜蛋白Omp U是否为弧菌的共同抗原,并具有免疫交叉反应性和交叉保护性。【方法】对弧菌外膜蛋白omp U基因进行克隆和生物信息学分析。分别制备副溶血弧菌、溶藻弧菌、创伤弧菌、拟态弧菌和霍乱弧菌的Omp U重组蛋白抗血清,对Omp U的免疫交叉反应特性以及抗原表位定位情况进行比较分析。以霍乱弧菌的Omp U重组蛋白免疫小鼠后,再以多种弧菌进行攻毒,分析其交叉免疫保护作用。【结果】外膜蛋白Omp U在弧菌种内和种间相似性分别为73.0%–100%和58.6%–89.0%,并至少存在9个保守的B细胞抗原表位。Omp U重组蛋白抗血清在弧菌种内和种间均产生显著的免疫交叉反应,识别弧菌中分子量35–40 k Da的同源蛋白。副溶血弧菌ATCC17802、创伤弧菌ATCC27562和拟态弧菌ATCC33653来源的Omp U重组蛋白抗体能识别供试菌株,提示这些菌株的Omp U抗原表位定位于细胞表面。Omp U重组蛋白对免疫后的小鼠具有交叉免疫保护作用,攻毒实验后小鼠相对存活率(RPS)为43.0%–100%。【结论】上述结果表明,外膜蛋白Omp U是弧菌中一种保守的共同抗原,具有免疫交叉保护性,可以作为弧菌广谱疫苗的候选抗原。     

水稻OsUVR8基因电子克隆及生物信息学分析

[目的]获得水稻Os UVR8基因的编码区序列,并进行生物信息学分析。[方法]以拟南芥UVR8蛋白的氨基酸序列作为查询探针,用电子克隆的方法获得Os UVR8基因的编码区序列;用生物信息学软件对Os UVR8蛋白进行预测和分析。[结果]Os UVR8基因有13个外显子,编码区序列长1 764 bp,编码587个氨基酸。Os UVR8蛋白分子量为62132.7 Da,理论等电点为5.87,含有41个芳香族氨基酸,比较稳定,为亲水性蛋白。无规则卷曲是主要的二级结构,其次是延伸链。位于细胞内叶绿体、线粒体之外的区域。具有9个RCC1重复。有35个磷酸化位点,19个O-β-葡萄糖糖基化位点,6个Yin-Yang位点。三级结构与拟南芥UVR8蛋白三级结构相似。[结论]获得了水稻Os UVR8基因的编码区序列并进行了生物信息学分析。     

副溶血性弧菌脂蛋白定位系统转运蛋白结构与功能的生物信息学分析

【目的】副溶血性弧菌是一种重要的人畜共患病原菌,脂蛋白定位系统(Localization of lipoprotein system,Lol)负责该菌脂蛋白的转运与定位,与其致病力及耐药性密切相关,对Lol系统转运蛋白进行系统的生物信息学分析,有助于推动副溶血性弧菌致病与耐药机理的进一步研究。【方法】本文通过生物信息学分析技术,结合ExPASy在线工具、SignalP 4.0 Server、TMHMM-2.0、STRING、SWISS-MODEL等软件,分析了副溶血性弧菌Lol系统转运蛋白LolA-E及LolCD_2E的基本性质、蛋白互作关系及三级结构。【结果】LolA和LolB为酸性亲水蛋白,含信号肽位点,无跨膜区域。LolC和LolE为碱性疏水膜蛋白,LolCD_2E为中性疏水膜蛋白,LolC-E及LolCD_2E均无显著的信号肽位点。蛋白相互作用网络显示,LolA–E五个蛋白的编码基因均共表达,负责脂蛋白的合成与转运,并与BamA、Pal、MacB、CmeC等外膜蛋白具有密切的互作关系。三级结构同源建模发现,副溶血性弧菌与大肠杆菌拥有相似的LolA和LolB结构,LolC-E含有MacB蛋白的同源结构,赋予了该系统消耗ATP运输脂蛋白的重要功能。此外,本研究还首次发现了副溶血性弧菌LolC和LolE中存在一段保守的Hook结构,是LolCD_2E复合物与LolA结合并转运脂蛋白的关键区域。【结论】本研究为副溶血性弧菌Lol系统转运蛋白的表达纯化、结构与功能的研究提供了重要的数据基础,为后续抗菌药物的研发提供了新型作用靶点。     

羊流产嗜衣原体ompA基因克隆及生物信息学分析

分析羊流产嗜衣原体ompA基因结构并预测其编码蛋白的结构和功能。采用DNA Star、DNA MAN、vector NTI suite11.5序列分析软件和在线网站ExPASy分析该基因的结构和预测其编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、一级结构修饰位点、二级结构特征及三维空间构象、潜在抗原表位等。结果显示,该基因全长1 170 bp,可编码389个氨基酸,编码蛋白理化性质较稳定,无各种亚细胞定位序列,含有多个能被其他酶修饰的位点,该蛋白以无规则卷曲为主,大部分氨基酸残基包埋在分子内部,含5个跨膜区,3个亲水性较强的抗原表位。ompA基因生物信息学分析结果为ompA蛋白功能的深入研究和新型多价疫苗的开发提供了基础数据。     

抗PRRSV双功能单链抗体基因的构建、序列分析及蛋白结构预测

为构建抗PRRSV与抗人红细胞单链抗体(2E8-Sc Fv)融合的双功能单链抗体基因并预测其结构和功能,本研究以PRRSV杂交瘤细胞株为模板,通过RT-PCR和SOE-PCR构建PRRSV-Sc Fv基因,将其重组到2E8-Sc Fv C端构建双功能单链抗体基因并测序分析,利用生物信息学软件预测其结构功能。结果显示,成功获得长735 bp的PRRSV-Sc Fv基因,由Linker、VH和VL组成,VH、VL均含明确的CDR和FR区及特征性Cys,与多种鼠源Sc Fv基因高度同源,具有重组功能性鼠源抗体可变区特征,与2E8融合后形成全长1 470 bp的2E8-PRRSV-Sc Fv基因。经生物信息学分析,融合基因编码490个氨基酸,亲水性评估值为-0.365,为亲水性蛋白;结构预测分析显示,其存在丰富的二级结构,可折叠形成含有多个沟槽结构的空间构象,利于抗原的结合,理论上具有良好的抗原结合活性。本研究成功构建抗PRRSV双功能单链抗体基因并对其编码的蛋白质结构进行了预测,为今后进行融合蛋白的表达及最终研究PRRSV抗原快速检测方法奠定基础。     

心脏肌球蛋白结合蛋白C的生物信息学分析

MYBPC3基因突变是家族性肥厚型心肌病的原因之一。本文对心脏肌球蛋白结合蛋白C基因(cardic myosin binding protein C,MYBPC3)及其编码蛋白(c My BP-C)进行生物信息学分析。运用生物信息学相关数据库和在线生物学软件分析MYBPC3基因的结构与突变位点,对c My BP-C蛋白分子物种间的序列同源性、蛋白质空间结构、理化性质、组织特异性、蛋白质翻译后修饰、蛋白质相互作用网络进行分析。结果表明人MYBPC3基因mRNA全长为4 217 bp,编码区为3 825 bp,MYBPC3基因编码1 274个氨基酸组成的多肽,与物种进化程度一致,属于免疫球蛋白超家族,是酸性亲水蛋白,稳定性不高,其主要二级结构元件为随机卷曲。与c My BP-C存在相互作用的基因和蛋白主要是磷酸激酶与肌小节组成成分。本文对MYBPC3基因进行生物信息学分析,为深入研究MYBPC3基因的分子功能以及靶向治疗遗传性心肌病提供一定的依据。     

副溶血弧菌拟核相关蛋白H-NS间接抑制VP1687-1686的启动子区转录

为了探讨副溶血性弧菌拟核相关蛋白H-NS对Ⅲ型分泌系统(T3SS) VP1687-1686基因位点的转录调控,本研究提取副溶血弧菌hns突变株(Δhns)和野生株(WT)的总RNA,采用引物延伸实验研究靶基因的转录起始位点,并根据产物的丰度判断H-NS对靶基因的调控关系;采用实时定量RT-PCR研究靶基因mRNA在WT和Δhns中转录丰度,以判定H-NS对靶基因的转录调控关系;将靶基因启动子区域DNA序列克隆至lacZ基因上游,将重组质粒转入WT和Δhns中,得到相应的LacZ菌株,通过LacZ报告基因融合实验研究H-NS对靶基因的调控关系;用PCR扩增靶基因的启动子区DNA序列,并纯化His-H-NS蛋白,通过凝胶阻滞实验(EMSA)研究His-H-NS是否对靶基因启动子区具有直接的结合作用。研究结果显示,T3SS的VP1687-1686只含有一个转录起始位点,位于翻译起始位点上游82 bp处,且H-NS能够抑制其转录活性,但不能直接结合到VP1687-1686区的启动子区。另外,H-NS对calR的转录无调控作用,His-H-NS也不能结合到其启动子区。本研究的结果初步说明,H-NS能够间接抑制VP1687-1686的转录,该抑制机制与CalR无关联。     

副溶血弧菌拟核相关蛋白H-NS间接抑制VP1687-1686的启动子区转录

为了探讨副溶血弧菌拟核相关蛋白H-NS对Ⅲ型分泌系统(T3SS) VP1687-1686基因位点的转录调控,本研究提取副溶血弧菌hns突变株(Δhns)和野生株(WT)的总RNA,采用引物延伸实验研究靶基因的转录起始位点,并根据产物的丰度判断H-NS对靶基因的调控关系;采用实时定量RT-PCR研究靶基因mRNA在WT和Δhns中转录丰度,以判定H-NS对靶基因的转录调控关系;将靶基因启动子区域DNA序列克隆至lacZ基因上游,将重组质粒转入WT和Δhns中,得到相应的LacZ菌株,通过LacZ报告基因融合实验研究H-NS对靶基因的调控关系;用PCR扩增靶基因的启动子区DNA序列,并纯化His-H-NS蛋白,通过凝胶阻滞实验(EMSA)研究His-H-NS是否对靶基因启动子区具有直接的结合作用。研究结果显示,T3SS的VP1687-1686只含有一个转录起始位点,位于翻译起始位点上游82 bp处,且H-NS能够抑制其转录活性,但不能直接结合到VP1687-1686区的启动子区。另外,H-NS对calR的转录无调控作用,His-H-NS也不能结合到其启动子区。本研究的结果初步说明,H-NS能够间接抑制VP1687-1686的转录,该抑制机制与CalR无关联。     

海七鳃鳗(Petromyzon marinus)anoctaimin-1蛋白的生物信息学分析

七鳃鳗是现存的最原始的无颌类脊椎动物之一,也是连接无脊椎动物与脊椎动物的重要环节,对生物的起源与进化有很高的研究价值。anoctamin-1蛋白(ANO1)是一种重要的跨膜蛋白,与细胞内阴离子的跨膜运输相关。以海七鳃鳗为例,利用不同软件对海七鳃鳗ANO1蛋白的理化性质、结构域、蛋白结构特征、物种进化保守性以及系统进化关系进行生物信息学分析表明:海七鳃鳗ANO1的开放阅读框为2 373 bp,编码791个氨基酸,属于anoctamin蛋白家族,具有7个跨膜区;二级结构含有无规则卷曲、α螺旋和β折叠。将海七鳃鳗与其他物种的ANO1氨基酸序列进行同源比对,并构建系统进化树,以确认海七鳃鳗ANO1基因的保守性和进化地位。对ANO1基因及蛋白的生物信息学分析为ANO1基因及蛋白的相关研究提供了重要的信息基础。