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。     

藏羊GM-CSF基因的RT-PCR扩增、序列分析及蛋白结构预测

为了研究藏羊GM-CSF基因及其编码蛋白的功能,提取藏羊脾脏总RNA,应用RT-PCR技术对藏羊GM-CSF基因进行扩增及测序,并利用DNA Star软件进行序列分析及编码蛋白结构预测。测试表明,藏羊GM-CSF基因长度为381 bp,编码127个氨基酸;藏羊GM-CSF基因与参考绵羊、藏羚羊、山羊和水牛的GM-CSF基因的核苷酸序列同源性依次为100%、99.2%、98.7%和92.1%,氨基酸序列同源性依次为100%、97.6%、96.9%和81.0%。蛋白结构预测表明GM-CSF蛋白具有1个N-糖基化位点、1个N-豆蔻酰化位点、1个粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子信号、2个蛋白激酶C磷酸化位点、3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点;综合二、三级结构预测得出,该蛋白主要由α螺旋组成,其次是β转角和无规则卷曲,而β折叠相对较少。研究成果可为青海藏羊GM-CSF基因抗病功能的研究提供参考。     

产气荚膜梭菌青海分离株virS基因序列分析与蛋白结构预测

为了探究产气荚膜梭菌virS基因的结构及其编码蛋白的功能,本研究提取了产气荚膜梭菌青海分离株基因组DNA,PCR扩增virS基因、测序并分析序列与蛋白结构,使用在线服务器对VirS蛋白进行功能位点、三级结构、信号肽以及跨膜结构域预测。研究表明,产气荚膜梭菌分离株virS基因长度为1323 bp,编码440个氨基酸;分离株virS基因与JIR4025菌株、FORC-025菌株、Del1菌株、FORC-003菌株、LLY-N11菌株、CP15菌株、13菌株、ATCC13124菌株、JP55菌株、JP838菌株、EHE-NE18菌株以及SM101菌株等参考产气荚膜梭菌比对后,显示其核苷酸序列同源性依次为99.2%、99.5%、99.4%、99.4%、99.3%、99.3%、99.2%、99.0%、98.9%、98.2%、97.9%以及95.4%,氨基酸序列同源性依次为99.1%、99.5%、99.8%、99.5%、99.5%、99.5%、99.1%、99.5%、99.5%、98.2%、97.7%以及94.6%;二级结构预测表明分离株VirS蛋白主要由α螺旋组成,其次是β折叠;三级结构预测显示分离株VirS蛋白有5种结构,蛋白功能位点预测表明分离株virS蛋白具有5个N-糖基化位点、2个N-豆蔻酰化位点、5个蛋白激酶C磷酸化位点、2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个酪氨酸激酶磷酸化位点和1个糖基水解酶家族V。     

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。     

奶牛妊娠相关糖蛋白BoPAG16的表达及其结构功能预测

[目的]为了获得奶牛妊娠相关糖蛋白16(bovin pregnancy associated glycoproteins 16,BoPAG16),并对该蛋白进行结构和功能分析。[方法]从荷斯坦奶牛胎盘子叶中扩增BoPAG16基因,并用构建真核表达载体pcDNA3.1-Flag-BoPAG16,转染至293F细胞中,用SDS-PAGE和Western Blotting检测表达效果,用Flag-tag亲和层析柱纯化蛋白,并对BoPAG16基因编码的蛋白进行结构和功能预测分析。[结果]BoPAG16基因在293F细胞中成功表达,大小为56 kDa,纯化后纯度达到92%。预测BoPAG16蛋白N端15个氨基酸为信号肽,6个糖基化位点和13个B细胞抗原表位。[结论]成功表达并纯化奶牛妊娠相关糖蛋白BoPAG16,BoPAG16蛋白有6个糖基化位点和13个B细胞抗原表位。     

F基因型腮腺炎病毒全基因组基因特征分析

为了解我国现流行的F基因型腮腺炎病毒全基因组的基因特征,本研究选择对腮腺炎病毒F基因型参考株MuVi/Shandong.CHN/4.05[F]进行全基因组测序,结合其它来自于GenBank的腮腺炎病毒全基因组序列,共同分析我国流行的F基因型腮腺炎病毒的全基因组特征及其与现有疫苗株的遗传差异及抗原位点变异情况。通过研究发现,和腮腺炎病毒其它基因型相比,腮腺炎毒株MuVi/Shandong.CHN/4.05[F]全基因组核苷酸差异在3.8%~6.5%之间,其中与A基因型(疫苗株)差异最大,与B和N基因型差异最小。腮腺炎毒株MuVi/Shandong.CHN/4.05[F]和疫苗株在全基因组序列上分别存在26个和25个N-糖基化位点,和疫苗株相比,腮腺炎毒株MuVi/Shandong.CHN/4.05[F]在HN蛋白上第464~466氨基酸位点上增加了一个N-糖基化位点,而其它基因型的腮腺炎病毒在这个位点上也均为N-糖基化位点。另外,腮腺炎毒株MuVi/Shandong.CHN/4.05[F]和疫苗株在其它已知的抗原相关位点上也存在着氨基酸变异。我国现流行的腮腺炎流行株与腮腺炎病毒其它基因型及疫苗株之间在全基因组上已存在较大的差异,提示需进一步加强对国内现有腮腺炎流行株与疫苗株之间的遗传变异分析,系统评价当前疫苗的免疫保护效果。     

人转录因子AP4的生物信息学分析

[目的]预测分析人转录因子激活增强子结合蛋白4(activating enhancer binding protein 4,AP4)的性质、结构和功能。[方法]采用生物信息学方法对人AP4蛋白的理化性质、物种间同源性、信号肽与跨膜区、亲水性、蛋白亚细胞定位、蛋白质二/三级结构、三级结构可靠性、蛋白质相互作用等方面进行预测和分析。[结果]人AP4蛋白全长338个氨基酸,理论等电点5.63,相对分子质量38.73 kDa。AP4在进化上较为保守,不含信号肽与跨膜区,属于亲水性蛋白质,94.1%可信度定位于细胞核。二级结构含10个α螺旋区,占全部氨基酸的54.14%,5个β折叠区,占7.99%,其余37.87%的氨基酸处于无规卷曲状态。三维建模结果可靠。预测到10个与AP4存在相互作用的蛋白。[结论]系统预测分析了人AP4蛋白的性质、结构和功能。     

人P2Y_2蛋白的生物信息分析

[目的]利用生物信息学对人P2Y_2蛋白质的理化性质、物种的同源性、亲水性/疏水性、跨膜区域、蛋白质二级结构和三级结构、蛋白质间的相互作用、GO注释进行预测分析。[方法]使用多种分析软件对P2Y_2蛋白进行在线预测分析。[结果]人P2Y_2蛋白有377个氨基酸,等电点为9.72,哺乳动物中保守性较高;二级结构存在8个α螺旋和2个β折叠,三级结构预测结果的可靠性为39.42%,拉曼图分析表明预测结果较稳定,P2Y_2蛋白分布范围广,在神经元、神经胶质、内皮细胞和肿瘤的信号通路中有重要作用。[结论]P2Y_2蛋白存在2种核定位序列的不稳定疏水蛋白,有6个跨膜区且分布广泛,参与细胞衰老、伤口愈合等多种生理过程。     

SARS-CoV-2非结构蛋白NSP14的生物信息学分析

目的:通过生物信息学手段预测新型冠状病毒(SARS-CoV-2)中非结构蛋白NSP14的性质特征。方法:以SARS-CoV-2的NSP14氨基酸序列为研究对象,通过Blastp与SARS-CoV的NSP14进行比对,并利用ProtParam、ProtScale、PredictProtein和SWISS-MODEL等生物信息学软件工具对NSP14的理化性质、结构和活性区域等进行预测。结果:SARS-CoV-2的NSP14由527个氨基酸残基构成,是一种可溶性亲水蛋白,与SARS-CoV中NSP14氨基酸序列的一致率达到95%。NSP14二级结构中无规则卷曲含量最高,该蛋白质包含了N-糖基化位点、cAMP或cGMP依赖蛋白激酶磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和N-豆蔻酰化位点等5个保守基序。NSP14同时具备N端核糖核酸外切酶和N7-甲基转移酶2个结构域,其活性区域的总面积和体积分别为1469.712?~2和1708.967?~3。结论:基于SARS-CoV-2中NSP14的氨基酸序列,运用生物信息学相关软件分析和预测了NSP14蛋白的性质和结构,为新型冠状病毒疫苗研制和药物筛选提供理论依据。     

核盘菌AROM蛋白的三级结构分析

核盘菌编码AROM蛋白的arom基因已经被克隆测序,本文根据该基因翻译的氨基酸序列用同源模建方法和从头模建方法分析了AROM蛋白各结构域的三级结构和功能位点,以及该蛋白二聚体可能的组装方式。结果表明,核盘菌AROM蛋白的脱氢奎尼酸合酶结构域进一步由N-端含有一个Rossmann折叠的α/β结构域和C-端的α螺旋结构域组成;5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶结构域则由两个相似结构域组成,每个结构域含有不同拷贝数的β折叠和α螺旋;莽草酸激酶结构域的N-端由三个β折叠组成;脱氢奎尼酸酶结构域为(α2β2)3多肽,在N-端有一对反平行的β链,在C-端有loop环;莽草酸脱氢酶结构域含有一个由α/β组成的催化结构域和一个含有Rossmann折叠的NADPH结合结构域。     

牛NAD(+)异柠檬酸脱氢酶生物信息学分析

异柠檬酸脱氢酶(IDH)是三羧酸循环中的关键酶。为了进一步探索IDH的结构与功能,利用生物信息学方法对牛NAD(+)IDH进行分析。结果表明,该蛋白为亲水性蛋白,呈碱性,无跨膜区,在β亚基N端存在长度为16个氨基酸的信号肽,亚细胞定位在线粒体。二级结构预测结果显示该蛋白的三个亚基均以α螺旋为主,并且其上的螺旋和折叠均紧密有序排列,这有助于形成特定的结构域并发挥特定的生物学功能。对α和γ两个亚基采用同源建模法预测其三级结构模型,β亚基采用折叠识别法预测其三级结构模型,预测结果质量评估均较好。此外,分析了不同亚基的表面电荷分布,并预测了最可能的异柠檬酸和ADP的结合位点。通过生物信息学方法进行合理预测,为进一步研究IDH家族尤其是哺乳动物NAD(+)IDH提供了重要理论依据。     

抚仙金线鲃促性腺激素亚基基因克隆及组织表达分析

抚仙金线鲃Sinocyclocheilus tingi是云南抚仙湖特有种,虽然实现了人工繁殖,但在塘养环境下仍无法自然繁衍。鱼类的生殖活动受下丘脑-垂体-性腺轴的调控,其中促性腺激素在该过程中起重要作用。本实验利用实时荧光定量PCR和c DNA末端快速扩增技术从抚仙金线鲃垂体中克隆了GTHα、FSHβ和LHβ3种基因的c DNA序列,其中GTHα的开放阅读框(ORF)长度为357 bp,编码118个氨基酸,有10个半胱氨酸残基和2个N-糖基化位点;FSHβc DNA全长为856 bp,ORF长度为393 bp,编码130个氨基酸,有11个半胱氨酸残基和1个N-糖基化位点;LHβc DNA全长为930 bp,ORF长度为441 bp,编码146个氨基酸,有12个半胱氨酸残基和1个N-糖基化位点。实时荧光定量PCR结果显示,GTHα和LHβ都只在雄鱼和雌鱼的垂体中表达。FSHβ在垂体中表达量最高,在雌鱼和雄鱼的脂肪、肌肉和雄鱼的精巢和肝脏中有少量表达。本研究为抚仙金线鲃的人工繁育提供了重要的基础数据。     

人中心体蛋白Cep57的生物信息学分析

[目的]对人中心体蛋白Cep57(Centrosomal Protein 57)的理化性质、亲疏水性、跨膜区域、信号肽区域、二级结构、三级结构、蛋白质之间的相互作用、亚细胞定位进行预测分析。[方法]采用生物信息学方法,使用多种分析软件对Cep57进行预测分析。[结果]Cep57由500个氨基酸组成,等电点为9.35,在哺乳动物中较为保守;二级结构预测发现9个α螺旋和3个β折叠片层,三级结构预测结果的可靠性为100%,拉曼图分析表明预测结构稳定;亚细胞定位主要分布于细胞质及细胞核。[结论]人中心体蛋白Cep57是一个存在2种核定位序列的不稳定亲水蛋白,在细胞内分布范围广泛,参与维持细胞骨架的稳定及细胞周期的调控等生理活动。     

玉米木质形成素类AGP蛋白基因家族的生物信息学分析

[目的]鉴定玉米木质形成素类AGP蛋白(Xylogen-like arabinogalactan protein,XYLP)基因家族成员,并预测分析其理化性质、蛋白结构和系统发生树。[方法]采用生物信息学方法鉴定玉米XYLP成员,对其蛋白的理化性质、疏水性、亚细胞定位、系统发生树、结构域、蛋白质二/三级结构等方面进行预测和分析。[结果]从玉米基因组中共鉴定出16个ZmXYLPs基因;其蛋白产物全长在126~304氨基酸之间,理论等电点在5.53~9.18之间,不稳定系数在25.19~55.66之间,平均疏水指数在-0.098~0.698之间,主要定位在质膜上;二级结构均由α螺旋、无规则卷曲和延伸链组成,但是三级结构各不相同。[结论]ZmXYLPs多数是定位在质膜上的疏水稳定性蛋白,其中13个ZmXYLPs和At XYLPs分别聚在两个独立进化分支中。ZmXYLPs二级结构元件的比例和相继次序各不相同,其聚合角度和空间相邻关系也存在明显差异。     

人TEAD1蛋白质的生物信息学分析

[目的]采用生物信息学方法对人TEAD1蛋白质的理化性质、跨膜区域、亲疏水性、信号肽区域、二级结构、三级结构、蛋白质之间的相互作用、GO注释进行预测分析。[方法]使用多种分析软件对TEAD1蛋白质进行预测分析。[结果]TEAD1蛋白质由426个氨基酸组成,等电点为8.33,在哺乳动物中高度保守;二级结构预测发现6个α螺旋和10个β折叠片层,三级结构预测结果的可靠性为100%,拉曼图分析表明预测结构稳定;与TEAD1相互作用的蛋白质主要是核内转录调控蛋白质,并可参与Hippo信号通路。[结论]TEAD1一种存在核定位序列、无跨膜结构的亲水不稳定蛋白质,具有转录调控因子的作用,可通过Hippo信号通路,表现出促癌作用。     

汉赛巴尔通体P26蛋白基因克隆、分子特征及重组蛋白抗原特性分析

[目的]研究汉赛巴尔通体(Bartonella henselae,Bh)P26蛋白的抗原特性。[方法]根据GenBank中Bh P26基因DNA序列设计特异性引物,对阳性猫血液样品进行PCR扩增,克隆测序后进行分子特征分析。构建表达载体pETP26,转化至感受态细胞E.coli BL21(DE3)进行诱导表达;将重组蛋白纯化后免疫小鼠,用间接ELISA抗体检测试剂盒检测抗体,分析其免疫学特性。[结果]P26基因全长738 bp,编码246个氨基酸。推导的P26蛋白氨基酸序列含有4个潜在的N-糖基化位点、4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个N-豆蔻酰化位点和1个信号肽序列;抗原表位主要集中在106~190位。SDS-PAGE和Western Blot分析结果表明,表达的分子量为35 kDa,可与B h阳性血清发生反应;重组蛋白免疫小鼠后其血清样本Bh抗体检测结果为阳性。[结论]P26重组蛋白在大肠杆菌的高效表达且具有良好的反应和免疫原性,为进一步探讨P26蛋白在Bh感染诊断研究中的潜在价值提供前期基础。     

黑曲霉木聚糖酶Xyn43A基因的克隆和生物信息学分析

[目的]克隆黑曲霉木聚糖酶(Xyn43A)基因,进一步对其进行生物信息学分析。[方法]利用3'RACE与5'RACE技术,克隆Xyn43A全长cDNA序列,扩增Xyn43A的DNA序列,并进行序列分析。[结果]cDNA全长1152bp(不含Poly(A)),包含一个957bp开放阅读框,编码信号肽19个氨基酸,成熟肽299个氨基酸,5'与3'非编码区分别为113bp、82bp。预测该蛋白相对分子量为33.47kDa,等电点为4.55。该序列含一个长度为86bp的内含子。Xyn43A为亲水性稳定蛋白,有4个N-糖基化位点,26个磷酸化位点。与GH43族木聚糖酶亲缘性较近,具有GH43族糖基水解酶典型的5叶片螺旋桨结构。[结论]克隆了一个新的木聚糖酶基因,属于GH43族糖基水解酶。     

人CITED4基因及蛋白的生物信息学分析

[目的]预测人CITED4基因启动子信息及其蛋白质的理化性质、亲疏水性、细胞亚定位、蛋白质结构、相互作用蛋白质以及GO注释,以期为发现其新功能提供理论和结构基础。[方法]利用Promoter Scan、Prot Param和Clustal X2.1等预测分析CITED4基因及其蛋白的相关信息。[结果]CITED4基因有2个启动子,其转录活性受SP1、AP-2和CREB影响;其蛋白质是由184个氨基酸组成的主要定位于细胞核的不稳定疏水蛋白质,不稳定系数为65.05;氨基酸序列在152~173间保守性强;二级结构含有47个α螺旋16个β折叠;三级结构的建立需要更多可靠的模板,CITED4通过与AP-2等转录因子相互作用调控多个基因的转录活性。[结论]CITED4表达受SP1、AP-2和CREB的调控,CITED4蛋白通过调节多个靶基因的转录调控人体正常生理或病理状态。     

黄瓜CsEXP10蛋白的结构构建和分析

利用一系列生物信息学软件预测了黄瓜CsEXP10蛋白的理化性质、卷曲螺旋、疏水性、信号肽、跨膜结构、糖基位点、活性位点、亚细胞定位及二级和高级结构.结果 表明:该蛋白是一个疏水性稳定蛋白,定位于细胞壁,含有4个α-螺旋,11个β-折叠,5个跨膜区域和10个糖基化位点.     

非生物逆境胁迫相关NAC转录因子的生物信息学分析

通过生物信息学手段,对22种NAC蛋白(14种非生物逆境胁迫相关NAC蛋白、8种涉及不同生物学功能的NAC蛋白)进行氨基酸序列比对和系统发生树构建,对14种非生物逆境胁迫相关NAC蛋白氨基酸组成、理化性质、亲/疏水性、保守结构域、亚细胞定位、二级结构及三级结构等进行了分析、预测。结果显示,22个NAC蛋白中,非生物逆境相关的NAC蛋白聚成一类,其余NAC蛋白聚为另一类;非生物逆境胁迫相关的NAC蛋白序列分析显示,N-端具有A、B、C、D、E 5个保守的亚结构域,共同组成NAC结构域,C-端含有多个保守的酸性氨基酸位点,具有转录激活功能,同时蛋白中含有多个丝氨酸(S)、苏氨酸(T)和酪氨酸(Y)磷酸化位点;非生物逆境胁迫相关NAC蛋白主要亲水区域位于A、C、D亚域,大多定位于细胞核,个别定位于细胞质或线粒体,二级结构则以α-螺旋和β-折叠片为主;拟南芥RD26和ANAC三级结构上的一致性暗示了功能上的相似。