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.     

鲈鱼CPT I基因cDNA克隆及表达分析

肉毒碱棕榈酰转移酶(carnitine palmitoyltransferases,CPT,EC.2.3.1.2)在脂肪酸的β-氧化中起重要作用.线粒体内膜外侧的脂酰CoA经CPTⅠ催化与肉毒碱结合形成脂酰肉毒碱而得以穿过线粒体内膜,进入线粒体.在线粒体内膜内侧的CPTⅡ催化下,脂酰肉毒碱上的脂酰基又转移到CoA上,重新形成脂酰CoA,成为β-氧化的底物.利用RT-PCR和SMART RACE的方法从鲈鱼(Lateolabrax japonicus)肝脏中克隆了CPT I全长cDNA.该序列全长3007 bp,5′非翻译区166 bp、3′非翻译区477 bp、开放阅读框2364 bp,编码一个由787个氨基酸组成的蛋白质,分子量为89.60 kDa,等电点为8.85.氨基酸序列分析表明,鲈鱼CPT I具有较高的保守性,与金头鲷(Sparus aurata)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)、斑马鱼(Danio rerio)、人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)等 7个物种的同源性为93%～66%,其中与金头鲷同源性最高,为93%.用RT-PCR分析CPT I基因在10个组织中的表达,结果表明在肌、肾中有较高的表达,心、脑、鳃、肝、肠次之,眼、脂肪、脾表达最低.     

鲈鱼IgM重链基因cDNA的克隆及其原核表达

采用同源克隆和RACE技术扩增到鲈鱼 (Lateolabrax japonicus) 免疫球蛋白M (Immunoglobulin M,IgM) 重链 (Heavy chain,H) 基因全长cDNA序列。鲈鱼IgM cDNA全长为1 901 bp,开放阅读框包含1 749 bp,编码582个氨基酸。根据鲈鱼IgM和其他硬骨鱼免疫球蛋白重链恒定区的氨基酸序列构建的系统发育树表明IgM、IgZ和IgD分别聚为一枝,其中IgM与IgZ分支的进化关系较近,而与IgD分支的进化关系较远。RT-PCR检测IgM在鲈鱼各组织器官的表达情况,其中在头肾及脾脏中表达量最高,心脏、肌肉及脑中几乎不表达。利用已获得的鲈鱼IgM cDNA序列,构建原核表达载体pQE30-IgM,并在M15大肠杆菌中成功诱导表达了分子量为63kD的重组蛋白His-IgM,Western-blotting显示鲈鱼IgM重组蛋白能与鼠源抗6×His的单克隆抗体特异性结合,说明已经获得了基因工程表达IgM重链蛋白。     

鲈鱼酰基辅酶A结合蛋白Acbp基因cDNA的克隆和诱导表达

酰基辅酶A结合蛋白(acyl-CoA-binding protein,ACBP)对长链脂酰基辅酶A(long-chainfatty acyl-CoA esters,LCACoA)有很高的亲和力,因而对LCACoA在细胞内的运输和利用过程起重要的作用。本文采用RACE技术从鲈鱼肝脏中克隆了Acbp基因的全长cDNA序列,该基因全长cDNA 679 bp,5'端和3'端的非翻译区分别为83 bp和326 bp,开放阅读框为270 bp。推测编码89个氨基酸,理论等电点为5.44,分子量为10.14 kDa。鲈鱼Acbp与青鳉鱼、银鳕鱼、大西洋鲑和人的同源性分别为87%、84%、78%和68%。用RT-PCR和实时定量PCR检测鲈鱼肌肉、心脏、眼、大脑、消化道、肾脏、脂肪组织、脾脏、鳃和肝脏等10种组织的Acbp基因的表达情况,结果表明,在肾脏和肝脏的表达量高,肌肉、眼睛和大脑中表达低。定量PCR检测表明鲈鱼肝脏Acbp的表达在饥饿时明显下降,胰岛素上调其表达,葡萄糖对其表达则没有影响。     

生物信息学在新基因全长cDNA电子克隆中的应用

新基因全长cDNA序列的获得常常是生物学工作者面临的难题,电子克隆是利用生物信息学手段得到新基因全长cDNA序列的新方法。介绍了电子克隆的方法及其生物信息学在其间的具体应用,并概述了一些生物信息学在序列分析中的应用。     

烤烟SNARE蛋白基因T-NTGP2全长cDNA克隆与生物信息学分析

从烤烟品种南江3号(Nicotiana tobacum cv.Nanjiang-3)均一化cDNA文库中克隆获得一个SNARE蛋白同源性较高的cDNA全长序列,命名为T-NTGP2,GenBank中的登录号为HO663897.利用ORF finder和ProtParam软件分析显示,它包含一个长度为597 bp的完整开放读码框,编码一个含有199个氨基酸、等电点为6.96、分子量为22.59 kD的蛋白.Blast搜索结果及进化分析结果表明,烤烟T-NTGP2基因编码的蛋白与烤烟、杨树和蓖麻的Ykt6蛋白具有较高的同源性,其一致性分别为99％、91％和91％.该基因编码的蛋白具有一个典型的VAMP基元,同源分析表明该蛋白属于SNAREs中特殊longins中的Ykt6蛋白.     

宁夏枸杞PLA基因家族cDNA片段的克隆及其生物信息学分析

苯丙氨酸解氨酶(PAL,EC 4.3.1.5)是一种主要的调控酶,在植物体内通过催化L-苯丙氨酸生成肉桂酸来联系初级和次级代谢。本文以宁夏枸杞为材料,利用序列同源原理设计简并引物和RT-PCR技术得到4条PAL基因片段,并对其进行生物信息学分析。结果表明,该家族的cDNA片段长为1 162~1 183 bp,推导编码554~561个氨基酸,蛋白分子量为60.681~61.250 kD,等电点为7.02~7.71。枸杞PAL基因家族彼此间的氨基酸序列变异度为0.005%~0.336%。氨基酸序列和结构分析显示PAL基因家族有一个保守区域,即屏蔽结构域,以及一个活性位点——苯丙氨酸/组氨酸解氨酶位点。LyPAL1~3蛋白很可能定位在线粒体,而LyPAL4蛋白很可能定位在细胞质。二级结构和三级结构进行预测,发现LyPAL1蛋白中无规则卷曲179个,α螺旋和β折叠分别306和30个,延伸链46个。系统进化分析表明,枸杞LyPAL1~3基因与辣椒的PAL基因具有很高的同源性,而枸杞LyPAL4基因与碧冬茄属的三种植物(Petunia axillaris,Petunia x hybrid,P exserta)具有很高的同源性。这4个基因已在GenBank上注册,基因序列登录号为KC759153~KC759156。4个LyPAL基因的克隆为进一步研究宁夏枸杞类黄酮等次级代谢物的合成分子机制研究奠定了基础。     

羊驼催乳素基因cDNA克隆及序列分析

实验通过克隆分析羊驼催乳素基因的部分序列,对羊驼催乳素基因的结构和功能进行初步探索和揭示。从GeneBank中已报到的脊椎动物催乳素基因保守区设计一对引物,采用Trizol法提取羊驼胎盘总RNA,利用RT-PCR技术扩增出长度约为510 bp的片断。测序后在NCB I工作平台中进行BLASTn同源性比较,得出结论:羊驼催乳素基因与已登录的哺乳动物催乳素基因同源性均超过85%,最高达97%。借助DNAstar分子生物学分析软件绘制了相关动物的遗传进化图,并对羊驼的种属地位进行了进一步验证。。     

蒙古冰草PLD基因cDNA克隆及生物信息学分析

以蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)叶片为材料.根据已报道的醉酒毒麦PLD基因片段设计特异引物,通过RT-PCR和RACE技术,获得蒙古冰草PLD基因的全长cDNA(GenBank登录号为EU333811).该基因cDNA全长2 966 bp,包含2 439 bp的完整开放读码框,编码813个氨基酸.BlastP搜索结果显示,该基因推测的氨基酸序列与已克隆的醉酒毒麦、玉米、水稻PLD基因氨基酸序列的一致性为80%～89%.利用生物信息学软件在线分析其序列结构、氨基酸组成及编码氨基酸的性质和结构,结果表明:该基因编码的蛋白为可溶性蛋白,其相对分子量为92 079.2 Da,理论等电点为5.24,无跨膜域、无信号肽;其二级结构主要以无规卷曲为主;三级结构显示紧靠N端处为C2域,在中间和靠近C端处存在PLD的标志序列,即HKD基序.系统进化树显示,蒙古冰草PLD与醉酒毒麦的亲缘关系最近.     

北极狐GHR基因cDNA的克隆及序列分析

本文根据狗(AF133835)的GHR基因cDNA编码全序列设计了三对引物,利用RT-PCR方法克隆出北极狐GHR基因编码区全长cDNA序列(GenBank accession No.EU304325)。结果表明,北极狐GHR的ORF为1917bp,编码638个氨基酸的前体蛋白,由18个氨基酸的信号肽和620个氨基酸的成熟肽组成。通过同源性比较发现北极狐与狗的同源性最高,达到98%。另外,利用邻接法(NJ法)构建的分子系统进化树聚类结果表明,北极狐与狗先聚为一类,该聚类结果与传统的物种进化关系基本一致。另外,通过氨基酸对位序列比较发现,北极狐GHR在氨基酸序列上存在明显的特异性,如45和451位分别为A和E,而其它物种均分别为T(大鼠为K)和A(牛羊为V,鼠为T)。     

海鲈核糖体蛋白L8cDNA的克隆与进化分析

本文构建了海鲈(Lateolabrax japonicus)头肾全长eDNA文库.PCR方法扩增得到海鲈的核糖体蛋白L8基因,全长848bp,编码257个氨基酸,含有L2及L2-C两个保守区.进化分析结果表明,以L8为参照的进化鉴定结果同经典的分子生物学标准18s鉴定结果十分相似,因此核糖体蛋白L8基因L8可以作为鉴定物种进化程度的新标准.     

花鲈微卫星标记分离及其多态性分析

该文利用FIASCO法(fast isolation by AFLP of sequences containing repeats)和GenBank数据库搜索法开发花鲈微卫星标记,并对筛选的标记进行多态性检测.两种方法共获得54条能够设计引物的序列,扩增结果显示15对引物具有多态性,多态性微卫星位点的等位基因数为2～10个.15个多态性位点中,4个位点偏离了Hardy-Weinberg平衡;各位点间没有连锁不平衡现象;仅位点SP52可能存在无效等位基因;除SP17和SP468外,其余引物的P1C值均在0.5以上,可用于花鲈群体遗传分析等研究.     

日本蟾蜍聚集素cDNA的克隆与序列分析

为研究蟾酥、蟾衣、蟾皮中多肽类有效成分,通过菌落PCR对日本蟾蜍(Bufo japonicus formosus)皮肤cDNA质粒文库进行了筛选,获得了聚集素(clusterin,CLU)全长cDNA序列(GenBank登录号为JX035891)并对其进行了生物信息学分析。日本蟾蜍clucDNA全长为1 616 bp,包括1 332 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF)、5’端30 bp及3’端254 bp的非翻译区(untranslated region,UTR)。根据cDNA序列推导的日本蟾蜍CLU前体蛋白由443个氨基酸残基组成,其中含20个氨基酸残基组成的信号肽,6个糖基化位点,10个可形成二硫键的半胱氨酸残基和2个卷曲螺旋区域。氨基酸序列同源性分析显示,日本蟾蜍CLU与非洲爪蟾(Xenopus laevis)的同源性为65%,与其他7种动物的同源性则介于41%-48%之间。     

Cloning and sequence analysis of porcine myoglobin cDNA

Porcine myoglobin cDNA clones have been isolated from a cDNA library prepared from enriched heart-myoglobin mRNA. Sequence analysis revealed 59 nucleotides (nt) in the 5'-untranslated, 462 nt in the amino acid (aa)-coding, and 590 nt in the 3'-untranslated regions. The myoglobin cDNA showed a high G + C content (60%). When the nt sequence of the porcine myoglobin cDNA is compared with those of seal and human myoglobin cDNAs deduced from the corresponding genomic myoglobin genes [Blanchetot et al., Nature 301 (1983) 732-734; Weller et al., EMBO J. 3 (1984) 439-446; Akaboshi, Gene 33 (1985) 241-249], a high degree of homology is observed in the 5'-untranslated region and in parts of the 3'-untranslated region, as well as in the coding region.     

盐度和甜菜碱对鲈鱼BHMT mRNA表达的影响

甜菜碱高半胱氨酸甲基转移酶(BHMT,EC2.1.1.5)催化甜菜碱的甲基转移给高半胱氨酸(Hcy),而分别生成二甲基甘氨酸和蛋氨酸。利用RT-PCR和SMART RACE的方法从鲈鱼(Lateolabrax japonicus)肝脏中克隆了BHMT全长cDNA。该序列全长1461bp,5'端非翻译区72bp,3'端非翻译区183bp,开放阅读框1206bp,可编码一个由401个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白质相对分子质量为44.32kD,等电点为7.21。氨基酸序列分析表明,BHMT具有较高的保守性,鲈鱼BHMT与人、小鼠等9个物种的同源性为77%～93%,其中与黄鲈(Percaflavescens)同源性最高,为93%。用RT-PCR分析BHMT基因在10个组织中的表达结果表明,只有在肝、肠和肾中有较高的表达。RT-PCR和定量PCR表明,鲈鱼从盐度25的海水转入盐度12的海水后,肝、肠和肾BHMT基因表达量有增加,而将鲈鱼从盐度为25的海水转入盐度为29的海水后,肝、肠和肾的BHMT基因表达则减少。腹腔注射甜菜碱可增加鲈鱼BHMT基因在肝、肠和肾三个组织中的相对表达量。这些结果表明,甜菜碱可诱导鲈鱼BHMT...     

Pepsinogens and pepsins from Japanese seabass (Lateolabrax japonicus)

Three pepsinogens (PG1, PG2, PG3) were highly purified from the stomach of Japanese seabass (Lateolabrax japonicus) by ammonium sulfate fractionation, DEAE-Sephacel anion exchange column chromatography and Sephacryl S-200 gel-filtration. Two dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2D-PAGE) analysis revealed that the molecular masses of the three PGs were 35, 37, and 34kDa, and their isoelectric points were 5.3, 5.1, and 4.7, respectively. Zymography analysis showed that the three pepsinogens had different mobilities and enzymatic activities under native conditions. Pepsinogens converted into their active form pepsins under pH 2.0 by one-step pathway or stepwise pathway. All three pepsins were completely inhibited by pepstatin A, a typical aspartic proteinase inhibitor. The N-terminal amino acid sequences of the three pepsinogens were determined to the 30th, 30th and 28th amino acid residue and those of their corresponding active form pepsins were also determined to the 19th, 18th and 20th amino acid residue, respectively. All amino acid sequences of Japanese seabass PGs revealed high identities to reported fish and mammalian pepsinogens. The effective digestion of fish and shrimp muscular proteins by pepsins indicated their physiological function in the degradation of food proteins.