大腹圆蛛主壶腹腺cDNA文库构建和丝蛋白基因筛选

首次通过反转录-置换法和使用pUC18质粒成功构建大腹圆蛛（Araneus ventricosus)主壶腹腺（major ampullate gland)cDNA基因文库,并以鸟枪法从中筛选出具有典型重复结构的大腹圆蛛主壶腹丝蛋白cDNA基因AvF1,大小为1744bp,编码区为1572bp,编码氨基酸524个,分子量为42489.55Da,典型的重复结构为（GGP）nGGX。与现有已知的蛛丝蛋白基因中三带金蛛（Argiope trifas-ciata)鞭毛样丝基因（AtfF)有最高的同源性69.3%。大腹圆蛛主壶腹腺cDNA文库的构建和蛛丝蛋白新基因的克隆,为提供大腹圆蛛蛛丝蛋白基因背景和进一步研究蛛丝蛋白奠定了基础。     

大腹园蛛鞭状腺蛛丝蛋白N端结构域的克隆表达及圆二色谱分析

鞭状腺蛛丝是6种蛛丝中延展性最好的丝,由鞭状腺蛛丝蛋白(FlSp)构成,具有极大的潜在应用价值。目前,有关FlSp的末端功能模块(NT和CT)编码基因的报道极少,且其结构和功能均尚未明确,这在一定程度上限制了鞭状腺蛛丝的仿生。现利用5′-RACE的方法,以大腹园蛛总RNA和基因组DNA为模板,首次获取了大腹园蛛FlSp NT模块(FlSp_A.v-NT)的完整编码基因,并对其成功进行了克隆、表达及纯化,产量可达60 mg/L;同时,利用圆二色谱(circular dichroism,CD)对FlSp_A.v-NT的二级结构进行了分析,结果显示其主要以α螺旋构象存在,这是首次对FlSp NT的二级结构进行探索,为后续FlSp NT结构功能的研究提供了材料,奠定了研究基础。     

大腹园蛛鞭毛样丝蛋白cDNA克隆

应用RT-PCR技术,从大腹圆蛛（Araneus ventricosus)壶腹腺中扩增出鞭毛样丝蛋白基因（flagelldid-form silk protein gene),经1.5%琼脂糖凝胶电泳分离,WizardPCR Preps DNA Purification System回收后,将其克隆在pGEM-T载体中,经限制性核酸内切酶鉴定和核苷酸序列分析证实,构建的重组擀粒pSF1中含有蜂蛛鞭毛样丝蛋白基因,且含有3个重复序列。     

蜘蛛大壶状腺丝蛋白基因的克隆和原核表达

以悦目金蛛(Argiope amoena)丝腺SMARTRACEcDNA文库为模板进行RT-PCR,克隆了1条大壶状腺丝蛋白(major ampullate spidroin,MaSp)基因cDNA序列。该条cDNA序列编码的氨基酸序列可区分为两部分(1)富含丙氨酸的片段和富含甘氨酸的片段相间排列构成的重复氨基酸序列区,并且富含甘氨酸的片段中有脯氨酸分布;(2)约100个氨基酸残基组成的C末端非重复氨基酸序列区。把MaSp基因cDNA序列亚克隆到质粒pET28b( )中,构建原核表达质粒pET28b( )-MaSp,表达质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达。SDS-PAGE、氨基酸组成测定和N末端氨基酸序列测定的结果表明,表达产物为重组MaSp,表达量约为40mg/L。还对C末端非重复氨基酸序列对重组MaSp在水媒介中溶解性的影响进行了探讨。     

星豹蛛两个GST基因克隆、鉴定及其对溴氰菊酯胁迫的响应表达

【目的】为明确星豹蛛Pardosa astrigera体内2个谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases, GSTs)基因的时空表达模式，并探究其是否能对溴氰菊酯的胁迫做出响应。【方法】基于星豹蛛转录组数据库，PCR克隆星豹蛛GST基因PaGSTd1和PaGSTd2全长cDNA序列并进行生物信息学分析；利用RT-qPCR检测PaGSTd1和PaGSTd2在星豹蛛不同发育阶段(2-6龄若蛛和成蛛)、雌雄成蛛不同组织(头胸部、腹和足)以及通过药膜法利用不同浓度[LC₁₀(5.151 mg/L), LC₃₀(8.619 mg/L)和LC₅₀(12.311 mg/L)]溴氰菊酯胁迫不同时间(6, 12, 18, 24和48 h)雄成蛛中的表达量。【结果】星豹蛛PaGSTd1(GenBank登录号：OR096398)全长cDNA序列长708 bp,开放阅读框长645 bp,编码214个氨基酸；星豹蛛PaGSTd2(GenBank登录号：OR096399)全长cDNA序列长793 bp,开放阅读框长64...     

大腹园蛛主壶腹腺蛛丝蛋白末端结构域的克隆表达

牵引丝(dragline silk)由主壶腹腺蛛丝蛋白(major ampullate spidroin, MaSp)组成,是蜘蛛丝中强度最好的丝,同时具有极佳的生物相容性和可降解性,因此引起研究者的研究热潮。目前关于大腹园蛛MaSp结构和成丝机理方面的研究甚少,限制了其仿生应用。本文以大腹园蛛牵引丝的组成蛋白质之一MaSp1为研究对象,通过锚定PCR的方法首次获取了大腹园蛛MaSp1 NT的完整编码基因,并对其进行了克隆、表达、纯化,产量可达60 mg/L;同时对该MaSp1的CT进行表达纯化,产量可达80 mg/L。另外,通过CD色谱分析了MaSp1 NT和CT的二级结构,结果表明二者的二级结构均以α-螺旋为主。上述结果为大腹园蛛MaSp1的结构和成丝机理研究奠定了基础。     

大腹园蛛次壶腹腺丝的表达

基于大腹园蛛次壶腹腺丝Minor Ampullate Spidroin全长编码基因最新报道,研究了该基因的表达。利用PCR扩增该基因重复区一段长1 348 bp的片段P1,融合his-tag标签,构建酵母表达载体,在毕赤酵母菌GS115进行表达。同时构建大肠杆菌表达载体,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达。SDS-PAGE和Western blotting检测结果表明,P1在两种表达系统中均可实现表达。研究结果显示:P1在GS115中的表达经优化后产量、产率有较大提高,且远高于BL21(DE3)中的表达,相应的纯化效率GS115也远高于对照BL21(DE3)的表达。研究表明酵母表达系统更适合重复度高、且富含Gly/Ala的天然蛛丝蛋白基因的表达,为表达全长天然MiSp编码序列提供前期实验基础,也为大规模蛛丝蛋白的重组表达建立了平台。     

大腹园蛛管状腺丝重组蛋白的克隆表达及纺丝

TuSp1蛋白(tubuliform spidroin 1)是管状腺丝(tubuliform silkfiber)的主要组成成分。管状腺丝作为蛛丝卵袋的外层包卵丝,其结构具有很好的耐腐蚀性和良好的力学性能。目前国内外对大腹园蛛TuSp1蛋白的研究很少,仅有一条基因序列的报道。本课题首次构建含大腹园蛛N端非重复结构域、重复单元以及C端非重复结构域的重组管状腺丝蛋白TuSp1 NT-Rp-CT,并经湿法纺丝获得重组蛋白丝纤维。重组蛋白液圆二色谱分析结果显示,pH由7. 0降低到5. 5的过程中,始终保持稳定的α-螺旋构象;重组蛋白丝纤维的傅里叶变换红外光谱结果显示,丝纤维中主要二级结构为β-折叠及β-转角;经扫描电镜观察发现,冻干的絮状重组蛋白能自组装成丝纤维,且表面光滑纤细;湿纺后的重组蛋白丝纤维直径较粗,但表面较平整均匀,具有类似天然管状腺丝的形态特征,这些为TuSp1蛋白的成丝机理及仿生纺丝研究提供了理论依据。     

rRNA及MaSp1基因证据不支持圆网蛛类(蜘蛛目:妖面蛛总科+园蛛总科)的单系起源

圆网蛛类(妖面蛛总科 园蛛总科)是否为单系,圆网究竟经历一次进化还是多次进化,这是多年来有争论的、悬而未决的蛛形学难题之一。本文测定了包括妖面蛛总科、园蛛总科和非圆网蛛类等类群在内的9科10种蜘蛛线粒体12S rDNA、16S rDNA及核18S rDNA、28S rDNA等4个基因片段序列,并基于4个基因序列的整合数据,分别通过邻接(NJ)法、最大简约(MP)法、最大似然(ML)法和贝叶斯法(Bayesian)分析,对园蛛总科和妖面蛛总科蜘蛛之间的分子系统关系进行了探讨。系统发生结果表明:1)园蛛总科和妖面蛛总科蜘蛛不是姊妹群,从而支持这两个类群的圆网是平行演化而非同源演化的观点;2)筛器类蜘蛛并非单系发生而为多系发生。另外,依据编码大壶状腺丝蛋白-1(MaSp1)C末端非重复氨基酸序列区段的核酸序列重建的系统发生树也证实圆网蛛类并非单系发生。     

大腹园蛛(Araneus ventricosus)12SrRNA基因片段序列分析

对大腹园蛛(Araneus ventricosus)的12SrRNA基因部分序列进行测定,得到276bp的碱基序列,其中A、T、G、C的含量分别为104bp(37.68％)、96bp(34.78％)、33bp(11.95％)、43bp(15.57％)。并尝试为我国蜘蛛目的分子系统学研究提供一些资料。     

Molecular cloning and characterization of the partial major ampullate silk protein gene from the spider Araneus ventricosus

Spider silks have great potential as biomaterials with extraordinary properties. Here, we report the cloning and characterization of the major ampullate silk protein gene from the spider Araneus ventricosus. A cDNA encoding the partial major ampullate silk protein (AvMaSp) was cloned from A. ventricosus. An analysis of the cDNA sequence shows that AvMaSp consists of a 240 amino acid repetitive region and a 99 amino acid C-terminal non-repetitive domain. The peptide motifs that were found in the spider major ampullate silk proteins, (A)n, (GA)n, and (GGX)n, were conserved in the repetitive region of AvMaSp. Phylogenetic analysis further confirmed that AvMaSp belongs to the spider major ampullate spidroin family of proteins. The AvMaSp-R cDNA, which encodes the 240 amino acid repetitive domain, was expressed as a soluble 22 kDa polypeptide in baculovirus-infected insect cells. Recombinant AvMaSp-R was degraded abruptly by trypsin. However, AvMaSp-R was stable at 100 °C for at least 30 min. Additionally, the AvMaSp-R was stable at pH values from 2 to 12 for at least 1 h. Taken together, our findings describe the molecular structure and biochemical properties of the A. ventricosus major ampullate silk protein and demonstrate its potential as a biomaterial.     

大腹园蛛Avg1 cDNA的克隆和序列分析

组织蛋白酶(cathepsin)是一大类裂解肽键的蛋白水解酶,根据其催化中心不同,组织蛋白酶B(CB)属于半胱氨酸蛋白酶,易被巯基试剂抑制,因此又是巯基酶类,隶属于木瓜蛋白酶族[1 ] .CB可分解胶原蛋白、层粘连蛋白等基底膜的主要成分,近年来发现与癌细胞的浸润和转移有密切的关系[2 ]     

眼镜王蛇泛素融合蛋白基因和核糖体蛋白L30基因的克隆及分析

从广西产眼镜王蛇（Ophiophagus hannah）毒腺中抽提总RNA,经mRNA纯化后构建眼镜王蛇毒腺cDNA文库。从所构建的cDNA文库中,随机筛选200个克隆测序,得到两个在进化上高度保守的基因：泛素融合蛋白基因（GenBank登录号为AF297036）和核糖体蛋白L30基因（GenBank登录号是AF297033）。前者cDNA的开放阅读框为387bp,后者为348bp。前者编码128个氨基酸残基组成的泛素融合蛋白前体;后者编码115个氨基酸残基组成的核糖体蛋白L30前体。由cDNA序列推导出的氨基酸序列分析表明,泛素融合蛋白前体包括N-末端的泛素结构域（76个氨基酸残基）和C-末端的核糖体蛋白L40结构域（52个氨基酸残基）。该蛋白为一高碱性蛋白,C末端含有一个“锌指”模式结构。与16个物种比较的结果表明,眼镜王蛇与脊椎动物的泛素融合蛋白氨基酸序列相似度较高,具有高度的保守性。     

甘蓝型油菜赤霉素受体基因的克隆与表达

采用同源克隆技术从甘蓝型油菜中克隆到1个赤霉素受体基因,命名为BnGID1B(GenBank登录号为HQ589349).该基因含有1个内含子和2个外显子,其cDNA序列全长1 077 bp,编码358个氨基酸,推测蛋白质的相对分子量是40 203.4 Da,理论等电点为6.26.序列比对结果显示,BnGID1B基因与拟南芥GID1B基因核苷酸序列的相似性为86.3%,氨基酸序列的相似性为91.64%.实时荧光定量PCR分析表明,BnGID1B基因在苗期不同组织以及不同激素处理下的表达量有所不同,主要在根中表达,下胚轴中的表达量明显低于根,可见该基因具有一定程度的组织表达特异性.     

甜荞查尔酮合酶基因Chs的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术从甜荞中克隆得到查耳酮合酶(CHS)的cDNA开放阅读框(ORF)序列,命名为FeChs,NCBI登录号为GU172166.1.该序列长1 179 bp,编码392个氨基酸,与其它植物CHS基因的同源性为78%～92%,其推导的氨基酸序列含有CHS高度保守的活性位点及CHS的标签序列GFGPG.     

星星草铁蛋白基因PtFer的克隆及表达分析

目的:从星星草中克隆一个铁蛋白相关基因,分析其序列特征及基因表达模式。方法与结果:构建星星草RACE cDNA文库,根据GenBank中报道的铁蛋白基因EST序列设计引物,利用RACE方法克隆得到星星草铁蛋白基因PtFer的全长cDNA序列(GenBank登录号为HM125047);序列分析表明,PtFer的核苷酸序列长度为751 bp,开放读框为336 bp,编码111个氨基酸残基,预测蛋白质相对分子质量为12.8×103。其蛋白质序列具有铁蛋白的特征性保守区域,与水稻属同一进化分支,与其他禾本科植物铁蛋白的序列相似性达80%以上。Northern杂交分析表明,PtFer的表达量随Na2CO3的浓度和时间的增加而升高,并在12～24 h内持续保持较高的表达水平。结论:用分子生物学及生物信息学技术克隆并分析了星星草铁蛋白基因PtFer的全长cDNA序列及编码蛋白的结构,并初步探索了盐碱胁迫下其表达模式,为研究植物耐盐碱机理奠定了基础。     

棉铃虫β-微管蛋白基因cDNA序列的克隆与序列分析

β-微管蛋白是构成细胞骨架的重要组成性蛋白,对昆虫的蜕皮、器官形成等生长发育阶段均能产生重要影响。本文以棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)3日龄成虫为材料,利用RACE末端扩增技术克隆得到棉铃虫的β-微管蛋白基因的cDNA序列。序列分析表明:棉铃虫β-微管蛋白基因的cDNA序列包含1775个碱基,包括一个1347个碱基的开放阅读框,编码448个氨基酸组成的多肽。GenBank登录号:JF767013。同源性分析表明,棉铃虫的微管蛋白基因与本研究所比对其它昆虫的β-微管蛋白基因具有高度的同源性,达到90%左右。本研究克隆得到棉铃虫的β-微管蛋白基因的cDNA序列,对进一步深入研究该基因功能有重要意义。     

西瓜八氢番茄红素合成酶基因片段的克隆和序列分析

以西瓜品种ZXG00152为材料,提取瓜瓤总RNA,进行反转录,依据植物八氢番茄红素合成酶(PSY)的氨基酸保守序列设计引物,以cDNA第一链为模板,扩增得到长约750 bp的cDNA片段。将该片段克隆到pMD19-T载体,测序结果表明该基因片段长748 bp,编码249个氨基酸,Blast搜索结果表明,由该片段推导出的氨基酸序列与其它植物的八氢番茄红素合成酶有较高的同源性,其中与甜瓜的一致性达到97.8%。该片段已在GenBank中登录(登录号:DQ494214)。     

丹参病程相关蛋白基因（SmPR-10）的生物信息学及表达模式分析

对丹参EST序列进行Blast分析,获得了一条病程相关蛋白10（Pathogenesis-related protein10,PR-10）基因,命名为：SmPR-10（GenBank注册号：HM439764）。分别从cDNA和gDNA水平克隆得到该基因,其序列无内含子,包含一个长为486bp的完整开放读码框,编码161个氨基酸残基。生物信息学分析显示,SmPR-10所编码的蛋白SmPR-10具有Betv1结构域,属于病程相关蛋白10家族,其相对分子量为17·47kD,为稳定的酸蛋白;无信号肽、膜锚定或跨膜结构域,为亲水性蛋白。实时定量PCR结果分析表明,SmPR-10基因主要在丹参茎中表达,其表达受到病原菌和茉莉酸甲酯逆境信号的诱导,显示SmPR-10基因可能在植物防御反应中发挥作用。