人ASK1基因原核表达载体的构建及其功能分析

[目的]构建人ASK1基因原核表达载体并进行生物信息学分析。[方法]以pCDNA3.1-hASK1为模板扩增hASK1基因,构建pGEX-KG-hASK1重组质粒,菌落PCR筛选阳性克隆并进行测序验证,最后对hASK1蛋白进行生物信息学分析。[结果]成功构建原核表达载体pGEX-KG-hASK1。生物信息学分析显示,hASK1蛋白由1 374个氨基酸残基组成,等电点5.52,相对分子质量154.5 k Da。该蛋白无跨膜区结构,二级结构由α-螺旋、折叠延伸链、无规卷曲构成。[结论]hASK1蛋白是含1 374个氨基酸残基的亲水蛋白,含79个磷酸化位点,能与多种信号蛋白相互作用。     

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。     

日本沼虾IAG基因的克隆及生物信息学分析

[目的]对日本沼虾胰岛素样雄性腺激素基因(Mn-IAG)进行克隆及生物信息学分析。[方法]用RACE-PCR法获取Mn-IAG基因序列,用生物信息学软件分析该基因及蛋白的结构特征及理化性质。[结果]Mn-IAG基因编码175个氨基酸,该蛋白的分子式为C_(871)H_(1373)N_(255)O_(271)S_(13),理论等电点为6.94;没有跨膜结构域,为亲水性蛋白;存在20个磷酸化位点和2个劈切位点。[结论]Mn-IAG可能与细胞膜上的受体结合,参与日本沼虾的性别调控过程。     

人VASH_1蛋白结构和功能的生物信息学分析

[目的]对人VASH_1蛋白结构和功能进行生物信息学分析。[方法]利用生物信息学工具对人VASH_1蛋白的基因结构、跨膜区域、空间结构、理化性质和功能区进行预测。[结果]人VASH_1蛋白由365个氨基酸残基组成,该蛋白等电点9.50,相对分子质量40 956.5Da,分子式为C1805H2874N532O536S11。通过分析发现该蛋白为非跨膜的亲水蛋白,主要由无规卷曲构成。[结论]人VASH_1蛋白是由365个氨基酸残基组成的亲水蛋白,含有21个磷酸化位点和13个可能的抗原位点,与多种蛋白间存在相互作用。     

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。     

牛Irak-1基因的电子克隆及生物信息学分析

电子克隆提供了一种利用基因组数据库克隆新基因全长cDNA序列的策略。利用小鼠Irak-1基因编码序列(NM_008363)为种子序列进行电子克隆获得了牛Irak-1基因完整编码序列。然后,用生物信息学方法分析了该基因的结构,微卫星位点,密码子偏性和氨基酸的同源性等。结果表明:该基因cDNA全长2 645bp,无内含子,最大开放阅读框2 157bp,编码718个氨基酸,与小鼠的同源性为77%。     

Endophilin B1 基因及蛋白的生物信息学分析

目的:利用生物信息学方法分析人Endophilin B1基因以及蛋白的结构,为进一步研究其功能和参与的调控机制提供一定的理论依据。方法:通过GenBank搜索Endophilin B1基因及蛋白序列,采用生物信息学方法分析该基因在不同物种中的差异,分析该蛋白的亚细胞定位,二级结构,功能域以及抗原表位。结果:该基因编码一个长度为365个氨基酸的蛋白,具有两个BAR和SH3两个功能域。Endophilin B1蛋白理论分子量为40796.3,理论等电点为5.78。二级结构中α螺旋(H)占56.44%,β折叠(E)占5.48%,无规卷曲占38.08%。Endophilin B1蛋白含有4个可能的N连接糖基化位点,5个潜在的酪蛋白激酶II磷酸化位点,7个豆蔻酰基化位点,3个PKC磷酸化位点以及2个酪氨酸激酶磷酸化位点。并进一步利用DNAstar软件分析了了该蛋白的抗原表位。结论:利用生物信息学预测出的结构和功能信息,能为Endophin B1蛋白的相关研究提供一定的信息基础。     

金黄色葡萄球菌Cna基因的生物信息学分析及原核表达

[目的]对金黄色葡萄球菌的Cna基因进行生物信息学分析,并进行克隆和原核表达,为金黄色葡萄球菌重组疫苗的研发提供参考数据。[方法]使用Protparam、PSORT、Signal P-5.0、TMpred、Net Phos 3.1 Server、PSIPRED、SWISSMODEL等在线生物信息软件,分析Cna蛋白的理化性质、亚细胞定位、跨膜区域、磷酸化修饰位点、二级结构和三维结构。以基因组DNA为模板扩增Cna基因编码N1-N2子域的片段,扩增产物经酶切回收后与载体p ET-32a(+)相连接,构建重组表达质粒,将该重组质粒转化E.coli TG1,经菌落PCR、测序鉴定后,增菌培养并抽提质粒,再转化E.coli BL21(DE3),经IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE分析。[结果]Cna蛋白由1 183个氨基酸残基组成,相对分子质量为133 006.82 Da,等电点为5.89,负电荷氨基酸残基数为180个,正电荷氨基酸残基数为167个,分子式:C5863H9241-N1569O1936S10,原子总数18 619个,是一种稳定的亲水蛋白质,定位于细胞膜上,第4～23、1 158～1 177位氨基酸残基分别形成一个典型的跨膜区,具有148个潜在的磷酸化修饰位点,二级结构中无规则卷曲和β折叠占较大比例,三维结构与二级结构预测结果相符。成功构建了重组表达质粒p ET-32a(+)-Cna,经IPTG诱导后重组蛋白(N1-N2子域)获得了表达,重组蛋白相对分子质量为52.1 k Da。[结论]Cna基因的生物信息学分析及该基因的成功表达,为研究Cna蛋白在免疫保护中的作用奠定了一定的基础。     

木薯果胶甲基酯酶抑制因子MePMEI1的生物信息学分析

为探讨木薯MePMEI1的分子结构特征。通过PCR扩增和测序技术及生物信息学分析工具对木薯MePMEI1基因进行克隆、测序及相关生物信息学分析。结果表明木薯MePMEI1基因编码区全长609 bp,编码202个氨基酸残基;MePMEI1基因编码蛋白分子量21.78 k D,理论等电点(pI)约为5.51;生物信息学预测发现,木薯MePMEI1蛋白是稳定的亲水蛋白;具有跨膜区为分泌蛋白;含有1个PMEI结构域,1个糖基化位点,31个磷酸化位点;二、三级结构以α螺旋和无规则卷曲为主。该蛋白的生物功能可能与细胞被膜、酶和生长因子等相关。木薯MePMEI1基因的生物信息学分析为进一步研究其遗传特性和生理生化机制提供了理论依据。     

金黄色葡萄球菌ymdB基因的克隆表达及生物信息学分析

[目的]克隆、表达金黄色葡萄球菌ymd B基因,并对其编码产物进行生物信息学分析。[方法]以金黄色葡萄球菌ATCC 25923菌株的基因组DNA为模板,用聚合酶链式反应扩增ymd B基因,将扩增基因酶切后与表达载体pET-32a(+)连接,构建重组质粒并转化大肠杆菌TG1,增菌培养后提取质粒,经PCR、基因测序鉴定后,再转化大肠杆菌BL21(DE3),对转化菌株进行诱导后,进行10%SDS-PAGE分析。使用Protparam、PSORT、CDD、Signal P 4. 1、TMpred、Net Phos 3. 1 Server、PSIPRED、SWISS-MODEL等软件,分析YmdB蛋白的氨基酸数目、相对分子质量、理论等电点、带电荷氨基酸总数、半衰期、稳定性、疏水性、亚细胞定位、保守结构域、信号肽、跨膜区、磷酸化位点、二级结构、三维结构等。[结果]构建了表达载体pET-32a(+)-ymd B,在37℃经异丙基-β-D硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后获得表达。YmdB蛋白由266个氨基酸组成,相对分子质量为30134. 53Da,等电点为6. 23,正电荷氨基酸总数为33个,负电荷氨基酸总数为35个,在大肠杆菌内的半衰期为10 h以上,是稳定的亲水蛋白质,定位于细胞质中,与YmdB蛋白家族具有相似的保守结构域,没有信号肽,有一个跨膜区和14个磷酸化位点,二级结构中ɑ螺旋、β折叠和无规则卷曲分别占42. 11%、9. 40%、48. 49%,三维空间结构与二级结构预测结果大致相同。[结论]成功克隆、表达了金黄色葡萄球菌ymdB基因,并对YmdB蛋白进行了生物信息学分析,为深入研究该蛋白的分子作用机理打下一定基础。     

萤火虫Luc基因的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆野生型虫荧光素酶(luciferase)基因(Luc)全长序列并对其进行生物信息学分析。[方法]以虫荧光素酶报告栽体p XP2 DNA为模板,应用PCR技术,获得萤火虫Luc基因目标条带并克隆到p GEM-T-Easy载体,利用CD search、Prot Param、Prot Scale和SOMPA等11种预测软件对其保守区域、一级结构、理化性质、空间结构及活性区域等进行预测分析。[结果]该酶由551个氨基酸残基组成,属于可溶性亲水蛋白。其二级结构主要由无规卷曲和α-螺旋组成。三级结构以6q2m.1的A链为模板进行同源建模,其活性区域由125个氨基酸残基构成,面积和体积分别为2 483.879?2和1 834.454?3。在该蛋白质的活性区域之外,筛选出38个具备引入二硫键条件的潜在位点。[结论]成功克隆了Luc基因,并对野生型虫荧光素酶进行了生物信息学分析预测,为进一步过定点突变提高虫荧光素酶的热稳定性奠定了理论基础。     

SGTA基因及其蛋白的生物信息学分析

[目的]对SGTA基因及其蛋白的结构和特征进行生物信息学分析,为研究SGTA与肿瘤形成和发展的相关性提供理论基础。[方法]运用生物信息学数据库和软件对SGTA基因的结构、单核苷酸多态性位点(SNP)、SGTA基因与其他基因的相互作用网络、SGTA蛋白的理化性质、二级结构、蛋白结构域、蛋白翻译后修饰、蛋白质之间相互作用网络进行分析。[结果]人SGTA基因有5种可变剪接产物,编码区存在78个SNP位点,其中错义突变31个,无义突变1个。人SGTA蛋白由313个氨基酸组成,是稳定性不高的亲水蛋白,α-螺旋是其主要二级结构元件,属于TRP超家族,预测有3个磷酸化激酶修饰位点和数个潜在泛素化修饰位点。与SGTA存在相互作用的基因和蛋白多数与维持体内蛋白质稳定的分子伴侣功能相关。[结论]SGTA基因及其蛋白的生物信息学分析为进一步实验研究其在肿瘤形成和发展中的地位及调控机制奠定了基础。     

油菜花粉发育相关基因RALFbn的克隆与表达分析

根据美国NCBI数据库中快速碱化因子(RALF)类基因序列的已知信息,克隆了油菜的快速碱化因子基因RALFbn,对其核酸序列及预测蛋白进行了生物信息学分析,并在油菜多种组织内观测其表达情况.结果表明:(1)经克隆获得油菜RALFbn基因的cDNA序列全长为510 bp,无内含子,编码79个氨基酸.(2)生物信息学分析发现,油菜RALFbn蛋白具有RALF类蛋白保守的“YIXY”区和4个保守的半胱氨酸残基,并且含有N豆蔻酰化位点、酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、和酪氨酸激酶磷酸化位点等多个生物活性位点,说明该蛋白在油菜中潜在的生理调节能力较为活跃.(3) RT-PCR检测RALFbn基因在油菜生殖器官中的表达结果发现,RALFbn主要在油菜雄蕊中表达,而在雌蕊、花瓣和萼片中没有表达.提示RALFbn基因极可能与油菜雄蕊中花粉的发育相关.     

鸡importin β1基因的克隆及生物信息学分析

[目的]对鸡importin β1基因进行克隆和生物信息学分析。[方法]根据Gen Bank公布的鸡importin β1基因序列(XM_015299473)设计合成特异性引物,通过RT-PCR从DF-1细胞中扩增importin β1基因CDS区并进行克隆和测序,利用生物信息学工具对其理化性质、二级结构和系统进化树进行分析。[结果]鸡importin β1基因CDS全长2 268bp,共编码755个氨基酸,该蛋白等电点为4.61,相对分子质量84.15 k Da,分子式为C3712H5901N979O1152S46。蛋白质二级结构预测显示,鸡importin β1蛋白含有丰富的二级结构,以α-螺旋为主(占64.90%)。importin β1基因同源性及系统进化树分析结果表明鸡与鹌鹑的亲缘关系最近。[结论]鸡importin β1基因的克隆和生物信息学分析为进一步研究其功能奠定了基础。     

黄花蒿rbcL基因电子克隆、生物信息学及适应性进化分析

[目的]运用电子克隆的方法获得黄花蒿中rbc L基因,并对该基因进行生物信息学及适应性进化分析,获得氨基酸正选择位点及其空间结构特征。[方法]以短葶飞蓬rbc L基因为种子序列(探针,Genbank登录号为:KF482865.1),对黄花蒿的EST数据库进行搜索,应用相关的生物软件进行拼接、组装,利用PAML程序检测其rbc L基因的适应性进化。[结果]获得一个rbc L基因的c DNA序列重叠群,该重叠群长为1 832bp,包含一个完整的长为1 461bp的开放阅读框,共编码486个氨基酸,且与菊科的其他植物的rbc L基因具有较高的同源性,适应性进化分析在rbc L蛋白上有两个氨基酸正选择位点(249S和449T)。[结论]电子克隆获得的c DNA序列为完整的黄花蒿rbc L基因全长c DNA,黄花蒿对生境的适应可能与rbc L蛋白大亚基正选择位点空间结构有关。     

红色毛癣菌pho88基因的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆红色毛癣菌(Trichophyton rubrum)无机磷酸盐转运蛋白(Inorganic phosphate transporter,PHO88)基因,构建原核表达质粒,并对PHO88蛋白进行生物信息学分析。[方法]根据Gen Bank公布的T. rubrum CBS 118892菌株pho88基因序列(XP-003235348),设计合成特异性引物,提取红色毛癣菌总RNA,反转录为c DNA,PCR扩增pho88基因,构建到原核表达载体p ET-28a上,测序鉴定其序列,并对其进行生物信息学分析。[结果]红色毛癣菌pho88基因全长582 bp,编码193个氨基酸。PHO88蛋白含有1个跨膜结构域,细胞亚定位为分泌信号途径蛋白,PHO88含有16个磷酸化修饰位点,其二级结构主要由α-螺旋构成,高级结构为全α型蛋白质。[结论]成功克隆红色毛癣菌pho88基因及构建原核表达质粒,为后续PHO88蛋白的诱导表达奠定基础,为后续开发靶向PHO88的抗真菌药物,提供实验基础。     

玉米大斑病菌钙调磷酸酶B亚基基因的克隆与生物信息学分析

[目的]克隆玉米大斑病菌CnB基因,并进行初步的生物信息学分析.[方法]采用cDNA末端快速扩增(Rapid Amplification of cDNA Ends,RACE)技术,扩增玉米大斑病菌CnB基因全长cDNA序列和DNA序列.运用相关生物信息学软件对该基因序列进行分析和预测其编码蛋白的结构功能.[结果]CnB基因含4个外显子和3个内含子,最大开放阅读框为525 bp(GenBank登录号EF 469732),编码174个氨基酸;预测蛋白含约59.77%的α螺旋,8.62%的β转角,6.32%的延伸串,25.29%的不规则卷曲;含有高度保守的4个"EF-hand"Ca2 结合区域,属于Ca2 结合蛋白家族成员,与小麦叶枯病菌(Phaeosphaeria nodorum)、灰葡萄孢(B.cinerea)、粗糙麦孢霉(Neurospora crassa)等病原真菌中CnB基因有90%以上的氨基酸同源性.[结论]首次在玉米大斑病菌中克隆得到CnB基因,为进一步研究该基因功能奠定基础.     

马铃薯StSnRK2.1基因克隆与生物信息学分析

SnRK2基因对植物的逆境胁迫具有重要的调节作用,以马铃薯‘陇薯3号’(Solanum tuberosum)为试材,采用RT-PCR方法从马铃薯试管苗中克隆得到1个SnRK2.1基因cDNA,命名为StSnRK2.1,提交GenBank注册,注册号为JX280911。通过生物信息学分析,该基因开放阅读框全长1 008 bp,编码335个氨基酸。预测蛋白质分子量约为37.77 kD,等电点为5.37,蛋白质二级结构预测α-螺旋42.39%,延伸链16.42%,β-折叠7.46%,无规卷曲33.73%,具有疏水性,为膜内蛋白。亚细胞定位显示该基因出现在细胞质及微体中的可能性较大。肽链可能有7处丝氨酸磷酸化位点,2处苏氨酸磷酸化位点,以及3处酪氨酸磷酸化位点,因此推测该基因在植物抗逆中有重要的作用。     

乌金猪FTO基因的克隆和表达分析

目的:克隆乌金猪脂肪和肥胖相关基因(FTO)编码区序列(CDS),分析其序列组成特征及在乌金猪不同组织中的表达情况。方法:采用反转录PCR方法从乌金猪脂肪组织中克隆FTO基因CDS,利用生物信息学方法分析其序列组成特征;采用实时PCR方法分析乌金猪FTO基因mRNA在不同组织中的表达情况。结果:克隆的FTO基因全长1518 bp(已提交至GenBank数据库,登录号为JQ031263),编码由505个氨基酸残基构成的蛋白,推测的相对分子质量为58.16×103,等电点为5.18;乌金猪与牛、羊、人和大鼠的FTO蛋白的氨基酸序列同源性分别为91%、90%、89%和83%;进化树分析显示,推测的乌金猪FTO蛋白的氨基酸组成与牛、羊的亲缘性较近,其次是人、大鼠;推测的氨基酸组成中无跨膜区,无信号肽,为亲水蛋白;分析发现该蛋白有22个磷酸化修饰位点,包括10个丝氨酸蛋白激酶磷酸化位点、7个苏氨酸蛋白激酶磷酸化位点、5个酪氨酸蛋白激酶磷酸化位点,200、246、302位氨基酸残基有糖基化位点;二级结构预测发现该蛋白共有201个螺旋、33个伸展链和271个卷曲结构;实时PCR检测的组织表达谱表明,FTO基因mRNA在乌金猪肝脏组织中的表达量最高,在脂肪、肾、脾中也有大量表达,在心脏、肌肉中的表达量最少。结论:为深入探讨乌金猪FTO基因的生物学功能奠定了重要基础。