家蝇溶菌酶MDLZM2基因的克隆、序列分析及原核表达

对家蝇溶菌酶(Musca domestica lysozyme,MDLZM2)基因进行克隆、序列分析,构建原核表达载体并在大肠杆菌中表达。从Gen Bank家蝇基因组中筛选获得MDLZM2基因。以该基因的序列设计引物,进行PCR扩增,测序分析获得该基因完整编码序列。运用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、信号肽、二级结构、三级结构和保守结构域等方面进行预测和分析。构建p EASY-E1-MDLZM2重组质粒,转化到大肠杆菌BL21(DE3)p Lys S Chemically Competent Cell中进行诱导表达及纯化。结果表明MDLZM2基因ORF全长552 bp,编码183个氨基酸,理论分子量21.2 k Da;等电点为6.13,具有Lysozyme家族的蛋白保守结构域。成功构建重组原核表达p EASY-E1-MDLZM2并诱导表达、纯化重组蛋白,为进一步研究该蛋白的生物学及免疫学活性奠定了基础。     

烟草乙烯受体类似物NTHK2全长基因的克隆及其激酶结构域生化特性

应用5′-ARCE方法克隆到烟草NTHK2的全长cDNA。其全长cDNA共有3216bp,其中5′非编码区为509bp,3′非编码区为427bp,编码区为2280bp,编码产物为760个氨基酸。NTHK2氨基酸序列与植物中的许多杂合型的两组分乙烯受体基因有较高的同源性,具有推测的组氨酸激酶结构域和接受域。但是,在激酶结构域中没有保守的组氨酸,而是被一个天冬氨酸残基所替代。为了研究其生化特性,在酵母中以融合蛋白的形式表达了激酶结构域,体外激酶分析表明,当有Mg^2 存在的情况下NTHK2能够自我磷酸化。进一步的研究应阐明NTHK2在植物体内是否能够作为乙烯受体。参与乙烯的信号传导过程。     

棉花4-香豆酸辅酶A连接酶基因克隆及原核表达

本研究从棉花中克隆了一个4CL基因,命名为Gh4CL2(GenBank登录号为FJ848870)。研究结果表明:Gh4CL2基因cDNA全长2332bp,具有一个1725bp的开放阅读框,5′非编码区为64bp,3′非编码区为543bp,编码574个氨基酸,预测分子量约为62.106kD,等电点为5.94。氨基酸同源性分析发现,Gh4CL2与来自白杨、大豆和紫草的4CL一致性较高。进一步研究Gh4CL2基因的功能,构建了该基因的原核表达载体pET-28a-4CL2,经酶切鉴定后转化到大肠杆菌BL21(DE3)中。SDS-PAGE分析表明,最佳诱导表达条件为0.5mmol/LIPTG在37℃下诱导4h,重组蛋白主要以包涵体形式出现。     

莱茵衣藻缺铁应答基因Femu2p的克隆及原核表达

[目的]克隆莱茵衣藻缺铁应答基因Femu2p,构建重组表达载体p GEX-6p-1-Femu2p,优化条件使其在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。[方法]提取莱茵衣藻CC425的总RNA后,利用RT-PCR和两次重叠延伸PCR相结合的方法获得Femu2p的全长编码区,构建原核表达载体p GEX-6p-1-Femu2p,并将其转入大肠杆菌DL21(DE3)中,利用IPTG诱导融合蛋白的表达并优化表达条件。[结果]Femu2p的全长编码区为2 904 bp,编码967个氨基酸,理论分子量为100.4 k Da,理论等电点为8.86。序列分析结果显示该蛋白属于包含多个C2H2类型锌指结构域的Ran BP2家族。IPTG诱导融合蛋白表达的最佳条件为:IPTG浓度0.25 mmol/L,诱导温度16℃,诱导时间8 h。[结论]成功克隆了Femu2p基因的全长编码区,并使其在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。     

普通烟草K^＋通道基因NKT4的克隆、序列和表达分析

通过比对拟南芥、胡萝卜、番茄和马铃薯的K+通道氨基酸序列得到了保守序列,设计1对简并引物,利用RT-PCR获得3条490bp的普通烟草K+通道基因中间片段.以其中一条中间片段设计特异性引物,应用RACE方法得到5′末端和3′末端cDNA序列.通过拼接并结合全长克隆及测序验证,获得一个未报道的普通烟草K+通道基因,并将其命名为NKT4(GenBank登录号为FJ233071).NKT4的cDNA全长为2937bp,其中5′非编码区45bp、编码区2679bp、3′非编码区213bp;编码区编码892个AA.构建了一个烟草、拟南芥及相关植物K+通道蛋白的系统进化树.基因表达分析表明,NKT4主要在烟草主根和侧根中表达,在烟草叶中也有少量表达.     

油茶脂酰辅酶A脱氢酶基因的克隆与表达分析

以国审油茶(Camellia oleifera)良种‘华硕’种子为材料,在已构建的转录组和表达谱数据库基础之上,采用RACE技术,克隆获得油茶脂酰辅酶A脱氢酶基因的全长c DNA序列,命名为Co ACAD(基因登录号KJ910338)。该基因c DNA全长为2702 bp,含有2487 bp的开放读码框,编码828个氨基酸,分子量为92.4113 k D,理论等电点p I为8.47,具有2个比较明显的跨膜区和酪氨酸蛋白激酶活性位点LVHGDFRIDNLVF,存在5个亚结构域;在Co ACAD基因c DNA全长序列的基础上构建表达载体,其中原核表达载体在宿主细胞BL21(DE3)中成功诱导表达,获得表观分子量约为93 k D的目的蛋白;实时荧光定量PCR分析表明,Co ACAD基因在果实膨大期和成熟期上调表达,预示着Co ACAD基因可能在种子发育过程中参与能量供应过程的调控。     

牡丹开花相关基因PsAP1的克隆与表达

APETALA1基因对花器官的形成具有重要作用,并且能够调节花期.以牡丹品种赵粉(Paeoniasuffru-ticosaL.cv.Zhaofen)为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中获得了1个牡丹APETALA1基因cDNA全长,命名为PsAP1,GenBank登录号为HM143943.其cDNA全长1103 bp,包含130 bp的5′非编码区、244 bp的3′非编码区和1个长度为729 bp编码242个氨基酸的开放阅读框.序列比对和系统进化分析表明,PsAP1与葡萄的亲缘关系最近,相似性达80%以上,属于MADS家族AP1/SQUA亚家族.相对荧光定量PCR分析表明,PsAP1在花瓣中的表达量最高,在雄蕊中表达量最低.     

麻竹同源异型盒基因DlKNOX的克隆及表达分析

为探讨同源异型盒(KNOX)基因在麻竹(Dendrocalamus latiflorus)茎秆发育中的作用,采用RT-PCR和RACE技术,从其幼茎中克隆了1个KNOX同源基因,命名为Dl KNOX,其c DNA序列全长为1511 bp,包含5′UTR 196 bp、3′UTR 238 bp和编码区1077 bp。该基因编码含358氨基酸的蛋白,具有KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox KN等4个保守结构域,符合KNOX家族的特征,属于I类蛋白。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白与水稻OSH1的一致性最高(86%)。组织表达特异性分析表明,Dl KNOX在节部的表达丰度最高,其次为幼茎,根中最低。Dl KNOX基因在大肠杆菌(Escherichia coli)中经诱导表达,获得1条分子量约为82 k Da的重组蛋白,与预期的重组蛋白分子量一致(包含了MBP标签蛋白42.5 k Da和Dl KNOX蛋白39.5 k Da)。该基因在大肠杆菌中的最适表达条件为28℃,0.3 mmol L–1 IPTG诱导2 h。这为进一步研究Dl KNOX在麻竹茎秆发育中的功能奠定了基础。     

草鱼Annexin A4基因克隆、表达特性及进化

草鱼(Ctenopharyngodon idellus)Annexin A4基因克隆于肝肾cDNA文库,该cDNA全长为1307bp,其中,5′非编码区为104bp,3′非编码区为237bp,开放阅读框为966bp,编码321个氨基酸。草鱼Annexin A4编码的蛋白质N端由15个氨基酸残基组成,C端具有4个重复序列,每个重复序列都有一个Ⅱ型钙结合位点,在第4个钙结合位点中包含一个"KGD"序列。Annexin A4在草鱼肝、肾、脾、心、鳃、肠中的表达量均较高,而肌肉和脑中不表达;PolyⅠ:C诱导后,其表达均有所下调。系统发育树显示,草鱼Annexin A4与斑马鱼(Danio rerio)的进化距离最近。适应性进化分析没有检测到正选择位点,表明Annexin A4非常保守,受到强烈的功能约束。     

甜菜夜蛾谷氧还蛋白SeGrx1原核表达、纯化及酶学性质分析

【目的】谷氧还蛋白(glutaredoxin, Grx)是生物体内依赖硫醇的抗氧化酶,在生物氧化胁迫和细胞凋亡等许多重要的生命活动中发挥作用。本研究旨在测定甜菜夜蛾Spodoptera exigua谷氧还蛋白家族成员SeGrx1的基因序列以及酶催化反应特性,为揭示其在昆虫体内功能奠定基础。【方法】以前期获得的甜菜夜蛾转录组数据为基础,采用RACE-PCR技术克隆甜菜夜蛾Grx1基因cDNA全长序列。将甜菜夜蛾Grx1基因的ORF序列连接至pET-16b原核表达载体,转化至大肠杆菌Escherichia coli BL21菌株中,IPTG诱导融合蛋白表达后用镍柱和Superdex75/200分子筛纯化;采用荧光酶标仪测定纯化的SeGrx1的活性及酶促反应动力学参数。【结果】甜菜夜蛾SeGrx1基因(GenBank登录号:MK318813) cDNA全长738 bp,其中5′非编码区长40 bp,3′非编码区长347 bp,开放阅读框(ORF)全长351 bp,编码116个氨基酸,预测蛋白的相对分子量为12.57 kD,活性位点为CPYC,为双巯基谷氧还蛋白。SeGrx1中心由4个平行和反...     

巴西橡胶树HbγGCS基因克隆及表达分析

γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（TGCS）是细胞内谷胱甘肽（GSH）生物合成的限速酶,GSH在植物许多生理过程中发挥重要作用。本研究采用简并PCR和RACE技术获得巴西橡胶树γGCS基因全长cDNA序列,命名为HbTGCS（GenBank登录号：GU997638）。该基因全长2187bp,最长开放阅读框为1572bp,编码523个氨基酸。进化分析结果表明HbγGCS属双子叶植物γGCS亚类,同葡萄γGCS分为一组,与单子叶植物的亲缘关系较远。半定量RT-PCR结果表明HbγGCS基因在胶乳、叶片、树皮、花中均有表达,以花中表达量最大。健康橡胶树胶乳中HbγGCS达量高于死皮树。HbγGCS表达受乙烯、茉莉酸、过氧化氢、机械伤害、干旱、低温和高盐调控。     

一个新的茶树黄酮醇合酶基因的克隆和表达分析

Cs—COR113（GenBank登录号：FE942098）为一受冷诱导的茶树黄酮醇合酶基因的cDNA片段,采用RACE技术克隆了这一基因的全长cDNA,命名为CsFLS（GenBank登录号：FJ577509）。CsFLScDNA序列全长为1303bp,5＇-UTR和3’-UTR分别长91bp和175bp,包含一个编码336个氨基酸的完整开放阅读框。序列分析显示,CsFLS与烟草、矮牵牛、欧芹、拟南芥的黄酮醇合酶的同源性分别为74％、75％、75％和63％,含有2-酮戊二酸依赖性双加氧酶家族2个保守的基序,以及与黄酮醇合酶正确折叠有关的2个保守的甘氨酸残基。CsFLS的表达受低温诱导,但不受ABA诱导。     

一个新的忽地笑O-甲基转移酶基因的克隆与原核表达

采用RACE技术克隆得到一个新的忽地笑O-甲基转移酶（OMT）基因,命名为LaOMT。LaOMT的cDNA序列为1379 bp,开放阅读框1077 bp,预测编码蛋白包含358个氨基酸。序列比对分析发现, LaOMT编码的蛋白序列具有依赖于S-腺苷-L-甲硫氨酸（SAM）的高度保守的结构域,与葡萄、大豆等其他植物OMTs蛋白的相似性为50%左右。将LaOMT基因连接到原核表达载体pET28a上,转化大肠杆菌Rosetta （DE3）的SDS-PAGE电泳结果显示,重组蛋白受异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达,分子量大小约为45 kDa,与已报导的其他植物的OMTs蛋白大小基本一致。此外,半定量RT-PCR分析结果表明, LaOMT在忽地笑的叶、鳞茎、根和花中均有表达,其中花中的表达量最低。     

Hemoglobins from deep-sea hydrothermal vent scaleworms of the genus Branchipolynoe: a new type of quaternary structure

Branchipolynoe symmytilida and B. seepensis are two scaleworms (Polychaeta; Polynoidae) living commensally in the mantle cavity of deep-sea hydrothermal vent and cold-seep mussels. In contrast with littoral members of this family, the two species exhibit a large amount of extracellular hemoglobin (Hb) in their coelomic fluid. Gel filtration revealed the existence of four different Hbs: one minor, high molecular mass (3x10(6) Da) Hb, V1-Hb, reminiscent of a vascular hexagonal bilayer annelid Hb; two major coelomic Hbs, C1-Hb, and C2-Hb, with unusual masses for extracellular annelid Hbs of 153 and 124 kDa respectively; and a minor probably coelomic Hb of 23 kDa (C3-Hb). Using electrospray ionization mass spectrometry, SDS-PAGE after subtilisin treatment, and tandem mass spectrometry, we showed that C1-Hb is a trimer of a 57,996 Da chain and C2-Hb is a dimer of a 57,648 Da chain, each chain being a four-domain/four-heme polypeptide. This multimeric, multidomain arrangement is unique among annelid Hbs and appears different from that of other known multidomain Hbs.     

四翅滨藜AcDHN基因的克隆及其抗逆功能分析

脱水素（dehydrin,DHN）是一类胚胎发育后期丰富蛋白（LEA）,在植物脱水条件下能保护细胞内蛋白质和膜结构免受破坏。本研究中,从四翅滨藜（Atriplex canescens）cDNA文库克隆得到逆境胁迫相关蛋白基因AcDHN的全长cDNA（登录号：JN974246）,并进行序列分析。将4cD鼢别插入到原核表达载体pET28a和双元表达载体pYES-DEST52中,通过转化大肠杆菌和酿酒酵母进行原核表达分析和真核表达分析。结果表明：AcDHN序列全长为1408bp,完整的开放阅读框长为1017bp,由338个氨基酸残基组成,预测蛋白质分子量为38.3kDa,理论等电点为6．47,AcDHN与仙人掌中DHN蛋白同源性为55％。AcDHN基因在大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达出分子质量约45．2kDa的融合蛋白。重组酵母菌株能表现出艮好抗逆性,特别是对NaCl、低温、Na2CO3和NaHCO3胁迫的抗逆性,其中抗碱胁迫能力表现最强。     

UV cross-linking/immunoprecipitation assay: glucocorticoid receptor-adrenergic receptor gene sequence interaction

The rat beta 1-adrenergic receptor (beta 1-AR) gene contains glucocorticoid response element (GRE) half-sites at positions -2767 and -945. In electrophoretic mobility shift assay (EMSA) experiments, neither beta 1-AR GRE half-site recognized glucocorticoid receptors (GRs) obtained from baculovirus high-level expression systems or from mammalian cells. We have developed a sensitive UV cross-linking/immunoprecipitation assay, using a 524-bp fragment containing the prototypical GRE obtained from the rat tyrosine aminotransferase promoter sequence and using antibodies recognizing mammalian GR. Using this assay, we provide evidence that rat beta 1-AR gene sequences recognize mammalian GRs expressed in mouse 3T3 cells and that the site of GR interaction does not appear to specifically contain the beta 1-AR GRE half-sites. This represents one of the first reports demonstrating the utility of a UV cross-linking/immunoprecipitation assay in the detection of mammalian GR interaction with beta 1-AR sequences, is consistent with the lack of specific DNA-GR protein complexes observed in EMSA experiments using oligonucleotide probes containing the beta 1-AR GRE half-sites, and provides evidence that mammalian GR interaction occurs at complex rate beta 1-AR gene sequences.     

番茄低温响应转录因子SlNAC41克隆及表达分析

NAC转录因子在调控植物生长发育、生物及非生物逆境应答中发挥着重要作用。前期,我们通过对番茄幼苗在低温胁迫下的基因表达谱进行分析,发现Unigene SGN-U212711受低温诱导表达强烈。本研究从番茄中克隆了该基因,命名为Sl NAC41,其开放阅读框（ORF）1 173 bp,编码390个氨基酸,蛋白N端具有典型的NAM结构域,属于NAC转录因子家族成员。预测Sl NAC41蛋白分子量为43.5 k Da,等电点为5.2。实时荧光定量PCR分析表明,Sl NAC41在番茄各组织均有表达,在花中的表达量最高,在红熟果中的表达量最低。低温、干旱、高盐、甲基紫精（MV）、脱落酸（ABA）及乙烯利（ETH）处理均能诱导该基因的表达,其中,以低温和干旱诱导表达最为强烈。利用PLACE和Plant CARE对启动子序列进行预测分析发现,Sl NAC41启动子区含有大量响应光、病原菌侵染、激素、低温、脱水及盐胁迫的顺式作用元件。这些结果表明,Sl NAC41可能在番茄生物及非生物胁迫应答中发挥重要调控作用。     

小麦甲基转移酶基因TaDnMT2的克隆及特性分析

依赖于DNA甲基化的基因表达调控在植物生长发育过程中发挥重要功能,而DNA甲基转移酶是调节DNA甲基化模式的功能蛋白之一。本研究采用RACE技术克隆了小麦甲基转移酶基因TaDnMT2的包含完整编码区的cDNA序列,并系统分析了该基因的结构特征及其在小麦生长发育过程中的表达特性。结果表明,TaDnMT2的cDNA序列为1321bp（GenBank登录号：JN642641）,其中5′-和3′-UTR（非翻译区）分别为84和115bp、ORF（开放阅读框）1122bp;TaDnMT2编码的氨基酸序列包含2个S-腺苷甲硫氨酸结合域（I和X）、甲基转移酶活性位点（IV）、靶胞嘧啶结合位点（VI）、中和DNA骨架负电荷域（VIII）和靶位点识别区（IX）6个高度保守域,属于DNA甲基转移酶家族的DnMT2亚类;三维结构预测显示,TaDnMT2蛋白可以形成包括7个β-折叠和4个α-螺旋的特定空间结构。表达特性分析的结果表明,TaDnMT2基因在‘京841’小麦不同发育时期的叶中表达量均较高,且其在三叶龄期和五叶龄期的表达量受春化处理的影响;在种子发育过程中,该基因在授粉后5d的种子中表达量较高,随着种子发育进程的推进其表达水平呈逐渐下降趋势;在不同发育时期的根系中,TaDnMT2基因均具有较高水平的表达,且在分蘖期根系中的表达量最高。推断TaDnMT2基因可能在小麦生长发育过程中发挥重要功能。     

鲈鱼钙蛋白酶基因cDNA克隆及表达分析

钙蛋白酶超家族（Calpain,CAPN,EC3.4.22.17）是由一类钙依赖性半胱氨酸蛋白酶组成.其在细胞周期、细胞迁移、信号转导以及细胞凋亡中都有着广泛的作用.研究了鲈鱼催化亚基CAPN2的基因结构.鲈鱼（Lateolabrax japonicus） CAPN2 cDNA全长2373 bp,5′非翻译区74 bp、3′非翻译区205 bp、开放阅读框2094 bp,编码一个由697个氨基酸组成的蛋白质,分子量为77.94kDa,等电点为5.02.氨基酸序列分析表明,鲈鱼CAPN2具有较高的保守性,与大西洋鲑（Hippoglossus hippoglossus）、虹鳟（Oncorhynchus mykiss）、斑马鱼（Danio rerio）、斑点叉尾鮰（Ictalurus punctatus）、猪（Sus scrofa）、人（Homo sapiens）、大鼠（Mus musculus）等 7个物种的同源性分别为89%、81%、77%、75%、63%、62%、62%.用RT-PCR分析CAPN2基因在10个组织中均有表达,肌、心、肾表达较高,脑、鳃、肠次之,肝、眼、脂肪、脾表达最低.     

牡丹不定根形成相关基因PsARRO-1的克隆及表达分析

不定根发生相关加氧酶基因（adventitious rooting related oxygenase,ARRO—1）被认为是木本植物不定根形成的分子标记之一,属不定根发生起始阶段的特异表达基因。本实验以牡丹‘乌龙捧盛’为材料,运用RT-PCR和RACE相结合的方法克隆得到一个ARRO-1的全长cDNA序列,命名为PsARRO-J（GenBank登录号KJ620008）。PsARRO-1cDNA序列的开放阅读框长度为900bp,编码299个氨基酸。氨基酸序列同源性分析结果显示与拟南芥、毛果杨、苹果、梅花等植物有较高的相似性。利用实时荧光定量PCR对该基因在牡丹‘凤丹白’试管苗及实生苗的表达情况分析表明,PsARRO-1在试管苗及实生苗的根、茎、叶、花中均有不同程度的表达,根中的平均表达量大于其他部位,且实生苗中的整体表达量一般高于试管苗中的表达量。试管苗中,PsARRO-1在根中的表达量变化趋势明显,生根诱导初期表达量平稳且微弱,第10天开始上调表达,第15天和第40天分别出现两次峰值;实生苗中,PsARRO-1在根中的表达量在取样初期就开始快速上升,第10天达到峰值,之后迅速回落。这与牡丹不定根的发生过程基本一致,说明PsARRO-1与牡丹不定根的形成密切相关。