雌激素受体α磷酸化位点突变体T224A和S559A的构建及其转录激活活性检测

目的:构建雌激素受体α(ERα)T224A和S559A磷酸化位点突变体载体,在HEK293T细胞中检测其表达及突变体生物活性的改变。方法:以pc DNA3-Flag-ERα为模板,通过重组PCR技术扩增目的基因片段并突变碱基,插入pc DNA3-Flag载体;将构建的质粒转染HEK293T细胞进行瞬时表达,通过Western印迹检测融合蛋白的表达,采用萤光素酶报告基因方法检测ERα突变体的活性改变。结果:T224A和S559A磷酸化位点突变体在HEK293T细胞中得到表达,相对分子质量为66×103。在无雌激素(E2)时,野生型ERα及T224A和S559A突变体的转录活性分别为空载体的1.94、1.49和1.84倍;在雌激素存在时,野生型ERα活性增强了1.57倍,T224A和S559A突变体活性分别增强了0.54和0.61倍。结论:224位Thr磷酸化修饰对ERα的活性起重要作用,且2个磷酸化位点突变体受雌激素调控减弱。     

雌激素受体β潜在磷酸化位点突变体的构建及其活性测定

目的：构建雌激素受体（ER）β潜在磷酸化位点突变体,并在人胚肾细胞293T中检测其对ERβ下游基因转录的影响。方法：通过ERα和ERβ序列同源性比对,寻找ERβ的潜在磷酸化位点;以pcDNA3-ERβ-FLAG为模板,通过重组PCR,将ERβ264位、469位Ser编码基因突变为Ala编码基因,将突变片段连接到同样双酶切的pcDNA3-FLAG载体中,Western blot检测其表达;将重组质粒转入293T细胞中,检测突变体对含雌激素应答元件（ERE）的报告基因转录活性的影响。结果：ERα和ERβ序列同源性比对发现ERβ的264位Ser和469位Ser可能是其潜在的磷酸化位点;构建了ERβ264位和469位2个点突变体载体pcDNA3-FLAG-ERβ（S264A）和pcDNA3-FLAG-ERβ（S469A）,Western blot可检测到ERβ突变体融合蛋白在293T细胞中表达。萤光素酶活性检测表明,在没有雌激素刺激的情况下,2个突变体的活性较野生型没有变化;加入雌激素后,突变体的活性较野生型略有升高。结论：ERβ的264位和469位Ser位点的磷酸化可能不是ERβ调节下游基因转录所必需的,活性升高可能是由于ERβ构象变化造成的。     

用DREAM技术纠正人工合成基因中的突变

目的：介绍一种简便、有效的定点突变技术。方法：根据突变位点附近的DNA序列推导出氨基酸序列,再以此氨基酸序列进行逆翻译,这样在不改变氨基酸序列的前提下可以得到数目巨大的隐性突变体（silent mutants）,这些突变体中包含大量的限制性内切酶位点,选择合适的酶切位点设计引物用PCR技术扩增两侧DNA片段,然后以相应酶切融合这两个片段即可完成定点突变。结果：用该方法成功地在人工合成的含有缺失的可溶性组织因子基因的472位插入C,T两个碱基,校正了阅读框架,获得了预期的目的基因。结论：该方法简便、有效, 避免了多轮PCR和合成长引物导致突变的可能性,这种改进的PCR 定点诱变技术我们称之为“设计限制酶辅助突变”（Designed Restriction Enzyme Assisted Mutagenesis, DREAM）。此技术简单方便, 诱变的成功率高, 适于实验室常规应用。     

拟南芥高亲和性K~+转运蛋白AtHAK5功能位点的鉴定

AtHAK5是拟南芥高亲和性钾转运体,其基因表达受低钾条件强烈诱导,编码蛋白在低钾条件下可以整合到质膜.生物信息学分析发现其氨基酸序列含有多处潜在的磷酸化位点.本研究假设这些位点对于AtHAK5的功能至关重要,为探讨AtHAK5的功能位点,分别将AtHAK5 cDNA和带有13种不同点突变位点的AtHAK5转化到athak5突变体中,获得14种稳定表达的转基因植株.利用athak5突变体根对Cs敏感的表型,最终确定T549A和T666A为非核心磷酸化位点.如下11个位点为AtHAK5功能必需位点:F85L,T86A,T311A,T359A,P551S,D552N,S603A,S604A,K668E,S698A和V713L.     

利用DNA池技术研究猪GH基因启动子序列的多态性

目的:分析猪GH基因启动子区序列的多态性,期望筛选出对猪生长性状有显著影响的SNP位点,为地方猪种的选育及选种提供一定的理论依据.方法:以大约克、可乐猪、香猪和黔北黑猪为试验对象,构建品种DNA池,采用PCR产物直接测序法对猪GH基因启动子区-856～+171片段共1 027bp进行单核苷酸多态性检测.结果:除香猪外,在其他3个猪种5'-端侧翼序列发现5个SNP位点:C22T、A- 26T、G- 219A、T- 385A和C-391T,并且在大约克GH基因启动子区-640处发现了一个12bp碱基序列(GGCAAAGTGTAG)的缺失.结论:DNA池结合PCR产物直接测序技术能够很好的筛选SNP位点,本研究采用该技术在猪GH基因启动子区- 856～+171片段检测到了5个SNP位点.     

粉尘螨变应原第7组分全长基因序列测定与分析

目的：获得粉尘螨变应原第7组分编码基因并了解其分子特征。方法：根据GenBank已公布的Derf7核酸序列设计引物,用RT—PCR扩增获得其编码基因,插入pMD19-T载体进行序列测定和生物信息学分析。结果：获得Derf7全长基因约642bp,与参考序列（GenBankAY283292）同源性达99．7％％,仅在249位”A→G”和439位“C→T”发生点突变,含1个完整的开放读码框。推测编码蛋白由213个氨基酸组成,信号肽序列位于1-17aa,亲水性指数为0．031,跨膜区域位于171—190aa,二级结构由一螺旋（57．28％）、延伸主链（6．57％）和无规卷曲（36．15％）组成;亚细胞定位于细胞质,含有N-糖基化位点1个（151-154aa）,蛋白激酶c磷酸化位点1个（193-195aa）,酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点2个（155—158aaand173．176aa）。N端酰基化位点1个（97—102aa）。粉尘螨和屋尘螨变应原第7组分氨基酸序列相似度为86％,二者在螨类第7组分氨基酸序列构建出的分子进化树中聚成一簇。结论：获得了Derf7全长基因,为进一步获得其基因工程制品用于临床和实验研究奠定了基础。     

EcoRⅡ甲基化酶基因在小鼠NIH3T3细胞中的表达

CG外甲基化在哺乳动物细胞中的生物学意义仍不清楚。建立了特定位点CCWGG（W＝A／T）甲基化的哺乳动物细胞株。来自大肠杆菌的EcoRⅡ甲基化酶（催化CCWGG→CmCWGG）基因经定点诱变后重组到真核表达载体pCI－neo上,采用脂质体介导的方法将其转染小鼠NIH3T3细胞,经G418筛选获得有效表达的细胞株,酶切证实该细胞株基因组DNA上的大部分EcoRⅡ识别位点已被甲基化,PCR鉴定EcoRⅡ甲基化酶基因已稳定整合到细胞染色体上。     

基于细胞色素b基因序列对蜻科部分种类系统进化研究（蜻蜓目：差翅亚目）

采用PCR产物直接测序法,获得了蜻科6属9种蜻蜓的线粒体细胞色素b（Cyt b）核苷酸序列（长度576 bp）。A＋T平均含量较高,为69．2％。氨基酸密码子第三位点的A＋T平均含量最高（86．5％）。变异位点数为216个（约占37．5％）,简约信息位点148个,数据显示这几种蜻蜓之间DNA序列变异丰富。用一种豆娘Megalestes maai作外群构建系统发育树表明：蜻科为单系群,灰蜻属较进化,黄蜻属相对较古老一些。这6属的起源关系为：黄蜻属和赤蜻属→宽腹蜻属→椎腹蜻属和红蜻属→灰蜻属。     

小型猪胰淀素基因的多态性分析

目的探讨我国3个特有的小型猪品系,巴马小型猪,五指山小型猪,中国农大小型猪胰淀素（IAPP）基因多态性分布,为我国小型猪在2型糖尿病及代谢性疾病研究中的应用提供基础资料。方法提取3个品系小型猪血液基因组DNA,针对IAPP基因外显子3~内含子3的部分序列进行PCR扩增,产物鉴定、测序,统计分析基因多态。结果在所扩增的片段中共检测出2个SNPs位点,SNPs1：43G→A,位于外显子上,未引起的氨基酸的改变,突变发生在五指山猪（G/A杂合突变为16.7%,A纯合突变为83.3%）和中国农大猪（G/A杂合突变60%,A纯合突变为20%两个品系中。SNPs2：214C→T,位于内含子上,发生在五指山猪（T/C杂合突变为16.7%,T纯合突变为83.3%）和中国农大猪（T/C杂合突变为20%,T纯合突变为60%）两个品系中。结论在IAPP基因外显子3-内含子3的部分扩增序列中发现了2个SNPs位点,在3个品系小型猪中的分布不同。     

单增李斯特菌溶血素O的PEST序列激活ERK1/2磷酸化的作用

[目的]本研究旨在构建单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes,简称单增李斯特菌)溶血素O(Listeriolysin O,LLO)的关键结构域PEST序列(包含S44、S48和T51关键磷酸化位点)突变体,并针对其生物学功能展开研究。[方法]以李斯特菌参考菌株EGD-e为模板扩增编码LLO的hly基因,克隆至pET30a(+)原核表达载体,在此基础上利用氨基酸突变技术获得表达PEST突变体(LLO△PEST、LLOS44A、LLOS48A和LLOT51A)的重组质粒,转入E.coli Rosetta感受态细胞中,诱导表达重组蛋白经镍离子亲和层析纯化后进行SDS-PAGE分析。利用红细胞裂解试验检测重组蛋白的溶血活性,并通过Western blotting检测重组突变蛋白刺激Caco-2细胞后对MAPK关键信号分子ERK1/2磷酸化水平变化的影响。[结果]结果显示,本研究成功获得重组LLO及其突变体蛋白LLO△PEST、LLOS44A、LLOS48A和LLOT51A。在pH5.5和7.4条件下,LLO△PEST、LLOS44A、LLOS48A和LLOT51A均具有和LLO相当的溶血活性,说明PEST序列缺失或突变并不影响LLO的膜裂解活性。研究进一步发现,重组LLO及其突变蛋白刺激Caco-2细胞后均能激活ERK1/2的磷酸化。[结论]研究表明LLO的关键结构域PEST序列对于维持该蛋白的膜裂解能力及穿孔活性并非必需,且该结构域的缺失不影响李斯特菌在感染宿主时依赖LLO介导ERK1/2磷酸化的生物学过程。本研究将为进一步探索细菌感染过程中PEST序列对于LLO发挥生物学功能的潜在作用及分子机制奠定基础。     

野桑蚕性信息素结合蛋白基因pbp1、气味受体基因or1和or3的克隆及其与家蚕同源基因的进化分析

昆虫能够特异性识别同类异性。雄蚕蛾对雌蚕蛾感知定位过程中, 性信息素结合蛋白PBP1、气味受体OR1和OR3起重要作用。为研究家蚕Bombyx mori和野桑蚕Bombyx mandarina杂交困难的分子机制, 了解性识别相关基因的进化, 本研究克隆得到了野桑蚕的性信息素结合蛋白基因pbp1（GenBank注册号：GQ246497）和气味受体基因or1（Genank注册号：GQ246496）和or3（GenBank注册号：GQ246498）。序列分析发现, 家蚕与野桑蚕相比, pbp1基因存在4个SNP位点, 分别为C10A, A40T, T270C和A333G, 其中2个SNP位点引起氨基酸的改变, 分别为Q→K和N→Y; or1基因存在5个SNP位点, 分别为T910C, A1147C, A1192T, T1276C和G1282A, 其中1个SNP位点引起氨基酸F→L的改变; or3基因存在4个SNP位点, 分别为A507G, A513G, T605C和G672A, 其中1个SNP位点引起氨基酸I→T的改变。3个基因的遗传距离很近, 进化速率也很慢。氨基酸的分子量和等电点有细微差异或无差异。PHD预测的二级结构表明, 变异位点对附近区域的结构没有任何影响, 功能位点也没有变化。推测家蚕与野桑蚕之间, 这些基因功能可能没有差异, 即二者的雌雄性个体间可以相互感知、识别, 这与实验观察结果一致。     

脑源性神经营养因子基因多态性与注意缺陷多动障碍的关联性研究

目的：探讨脑源性神经营养因子（Brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF）G196A、C270T及Val66Met3个单核苷酸多态性（SNP）位点与注意缺陷多动障碍（ADHD）的关系。方法：选取无亲缘关系的ADHD患者共114例,健康对照共96例。采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）技术检测G196A、C270T和Val66Met3个多态性位点的多态性,采用HaploView4.0及SPSS13.0软件进行连锁不平衡分析并比较两组基因型分布和等位基因频率。结果：BDNF三个多态性位点基因型及等位基因频率分布均符合Hardy-Weinberg定律。ADHD组G196A和C270T多态性位点分布与正常对照组比较差异无统计学意义,而BDNF基因Val66Met位点的基因型及等位基因频率分布在ADHD组与对照组存在显著性差异（p〈0.05）,ADHD组Val66Met位点的等位基因G（Val）频率显著高于正常对照组。结论：BDNF基因Val66Met多态性可能与ADHD发病有关,携带有Val66Met多态性位点G等位基因的个体可能更容易产生ADHD。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化酶基因分子多态性研究

嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans, A.f）属于化能自养、革兰氏阴性细菌,好氧嗜酸,以氧化亚铁离子或还原态硫化物（S0&S2-）获得能量生长。在其Fe2+氧化系统中,亚铁氧化酶起重要作用。对不同硫化矿区分离得到的5株A.f进行生长动力学和对亚铁氧化活性的对比研究,结果显示不同菌株之间存在表型差异。提取A.f菌株的基因组DNA,设计引物,对亚铁氧化酶基因进行PCR扩增,同时对扩增产物直接进行测序,并同GenBank的参考序列进行比对分析,发现序列相似性在99%～97%之间,分析编码区域发现在第187～195位可能存在一个高变异区：在第187～189位,菌株YTW编码的氨基酸Thr→Pro;而在第193～195位,菌株TK是Met→Asn; 菌株BY则是Met→Ile。另外在位点第219位,所有菌株都是T→C,但编码的氨基酸未发生变化,属于同义密码子。对于编码区上游序列,比对后没有差异;而对于编码区下游序列,经比对发现存在一些差异位点。     

In-Fusion 技术构建Ⅰ型钠通道与绿色荧光蛋白融合表达及其突变载体

目的：构建Ⅰ型钠通道(Nav1.1)与绿色荧光蛋白（GFP）融合表达载体及其突变载体。方法：利用In-Fusion 技术将SCN1A 基 因亚克隆到绿色荧光蛋白真核细胞融合表达载体（pAcGFP1-C In-Fusion Ready Linear Vector）。PCR 扩增SCN1A 基因（与线性载 体对应两端有15 个相同碱基）,In-Fusion 技术进行融合即得到pCMV-GFP-C-SCN1A。将其转染HEK293T 细胞,Western blot 检 测Nav1.1 的表达。定点诱变试剂盒对其进行定点诱变。结果：1.成功构建Nav1.1 与GFP 融合表达载体pCMV-GFP-C-SCN1A;2. DNA 测序表明：在预期位点已经发生突变,SCN1A 基因第190 位色氨酸密码子(TGG)突变为终止密码子(TGA)。结论：Nav1.1 与 GFP 融合表达载体及其突变载体的构建成功,为进一步研究该突变位点导致Nav1.1 功能的改变奠定了基础。     

翻译后修饰可能影响黄瓜花叶病毒2b 蛋白抑制子活性及稳定性

黄瓜花叶病毒 (Cucumber mosaic virus,CMV) 编码的2b蛋白具有RNA沉默抑制子功能,为了研究翻译后修饰对2b功能的影响,利用反向PCR定点突变方法对CMV-Q株系2b蛋白的1个预测的磷酸化位点 (S40) 和2个预测的泛素化/SUMO化位点 (K22,K39) 进行了点突变,同时将点突变体插入植物表达载体。通过农杆菌共注射法对3个2b突变体的抑制子活性进行了分析,结果证明,当S40突变为A (2bS40A) 后,2b抑制局部和系统沉默的活性均大幅降低;当K22突变为R (2bK2     

毕赤酵母表达的嗜热蓝状菌β-葡萄糖苷酶N-糖基化修饰的作用与功能

【目的】研究N-糖基化对来源于嗜热蓝状菌β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,Bgl3A)的酶学性质影响。【方法】采用定点突变技术构建了3个去N-糖基化的突变体T44A、S228A、S299A,并分别在毕赤酵母GS115中表达纯化。【结果】与野生型Bgl3A相比,突变体S228A分泌蛋白产量极低,仅能微量检测到p NPG活性;突变体T44A和S299A的最适pH和最适温度没有改变,分别为4.0和75°C,但二者的T_m值和70°C下的热稳定性都明显优于野生型。以p NPG为底物时,突变体S299A和T44A的催化效率分别降低了14.5%和70.0%;以纤维二糖为底物时,T44A的催化效率基本不变,而S299A的催化效率提高了1.1倍。【结论】Bgl3A不同位点的N-糖基化修饰对酶的分泌和酶学性质的影响具有明显差异。其中,N226位的N-糖基化在维持酶的表达和功能方面至关重要,而去除N297位点的N-糖基化可以提高酶的热稳定性及对纤维二糖的催化效率。     

嗜热四膜虫异染色质蛋白Tcd1磷酸化位点的突变分析

四膜虫异染色质蛋白Tcd1在有性生殖时期特异表达,在大核基因组重排以及修复过程中发挥作用。磷酸化蛋白质组学分析表明,Tcd1存在3个磷酸化位点：S301,S303和S535。然而,Tcd1磷酸化修饰与其功能的关系并不清楚。本研究对TCD1基因的3个磷酸化位点进行了模拟磷酸化和模拟去磷酸化定点突变,获得模拟磷酸化突变基因TCD1S301D (TCD1S1D)、TCD1S301DS303D (TCD1S2D)与TCD1S301DS303DS535D (TCD1S3D) 和模拟去磷酸化的突变基因TCD1S301A (TCD1S1A)、TCD1S301AS303A (TCD1S2A)与TCD1S301AS303AS535A (TCD1S3A)。分别构建了不同突变体的过表达载体,转化四膜虫细胞并筛选获得不同突变体细胞株。Western印迹分析表明,Tcd1S1D、Tcd1S2D、Tcd1S3D与Tcd1S1A、Tcd1S2A和Tcd1S3A在四膜虫有性生殖期表达。免疫荧光定位分析发现,Tcd1S1D点状定位于细胞质中,Tcd1S2D在有性生殖初期点状定位于细胞质中,在新大核上形成均匀的定位,Tcd1S3D无法定位于亲本大核上,只是均匀定位于新大核上。Tcd1S2A和Tcd1S3A在新大核形成异常的块状定位,并且与异染色质蛋白Pdd1不能共定位。结果表明,Tcd1不同位点的磷酸化和去磷酸化修饰的动态变化决定了其在四膜虫细胞中的定位模式。     

Wee1B蛋白S15位点突变抑制小鼠1-细胞期受精卵的发育

为研究小鼠Wee1B蛋白S15位点磷酸化状态对小鼠1-细胞期受精卵发育的影响,构建pcDNA3.1/V5-His-TOPO-Wee1B-S15A（Ser突变成Ala）/D（Ser突变成Asp）突变体,体外转录成mRNAs. 对小鼠进行超排卵后当晚与雄鼠1∶1合笼,第2 d早取受精卵后培养至S期,显微注射Wee1B-WT(野生型)/KD（激酶失活型)-mRNAs和突变体Wee1B-S15A/D-mRNAs,观察其对受精卵发育、有丝分裂促进因子（MPF）活性及CDC2-pTyr15磷酸化状态的影响.结果表明,过表达Wee1B -WT和Wee1B-S15A/D可有效抑制受精卵有丝分裂进程,明显降低卵裂率. 过表达模拟磷酸化的突变明显抑制MPF的活性,CDC2-pTyr15磷酸化状态和MPF活性变化相一致. 因此,在小鼠1-细胞期受精卵有丝分裂过程中,PKA对小鼠Wee1B蛋白S15位点的磷酸化修饰是控制受精卵G2/M转换的重要方式.     

腾冲嗜热厌氧菌丙氨酸消旋酶底物通道氨基酸位点的功能

【目的】通过定点突变探究腾冲嗜热厌氧菌MB4中生物合成型丙氨酸消旋酶Tt Alr底物通道内氨基酸位点A172和S173的功能。【方法】利用定点突变PCR技术构建突变体,通过亲和层析法纯化酶蛋白,采用D-氨基酸氧化酶偶联法检测各突变蛋白的活性及其稳定性。【结果】通过定点突变PCR成功得到8个突变体,酶学特性分析发现,A172位点突变为丝氨酸(S)后酶蛋白的相对活性有所提升,但含有该位点突变的酶蛋白稳定性均大幅下降;S173位点突变为天门冬氨酸(D)后导致突变体蛋白的最适反应温度提升了15°C,半衰期大幅延长,但相对活性明显下降。【结论】丙氨酸消旋酶Tt Alr底物通道内A172和S173位点均是影响酶蛋白催化活性和稳定性的关键位点。     

三角帆蚌五个野生群体线粒体DNA 16S rRNA遗传特性

对中国主要淡水湖泊(鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖及巢湖)三角帆蚌5个野生群体的线粒体DNA 16S rRNA基因片段进行了扩增和测序,得到473bp的碱基序列,没有发现插入/缺失突变的核苷酸位点。检测到了32个多态性核苷酸位点,共7种单倍型。鄱阳湖群体的222(C→G)和325(A→G)位点,太湖群体的233(A→G)位点,巢湖群体的40(A→G)、138(A→T)和294(C→T)位点,洪泽湖群体的241(A→C)位点的变异可以作为区分群体分子遗传标记位点。洞庭湖群体未发现特异位点。在5个群体间鄱阳湖群体多态性位点、核苷酸多态性、单倍型多态性和单倍型数量4个指标都最高,表明鄱阳湖群体具有最为丰富的遗传结构,遗传变异最大,可作为三角帆蚌选育的基础群体。