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。     

从江香猪TPM3基因的克隆与序列分析

[目的]对从江香猪TPM3基因进行扩增、克隆和序列分析。[方法]通过RT-PCR从猪背最长肌中扩增TPM3基因CDS区并进行克隆,利用DNAMAN和BioEdit等软件对克隆的序列进行分析。[结果]成功克隆了从江香猪TPM3基因并构建了pUCm-T-TPM3载体;获得了TPM3-1和TPM3-2两个序列,TPM3-1有两个碱基的差异,相似度达99.73%;TPM3-2有一个碱基的变化,同时插入了一段76 bp的片段,相似度达99.87%;密码子偏好性分析显示,UUG编码亮氨酸的频率为0.49%,而CUG编码亮氨酸的频率为2.89%,说明第49位碱基的转换可能提高蛋白的合成效率;RNA二级结构分析显示,碱基突变会影响TPM3基因RNA二级结构和最小自由能的变化;蛋白理化性质分析显示,氨基酸的改变对α螺旋、β折叠及转角等二级结构影响不明显。[结论]从江香猪TPM3基因的碱基突变可能影响原肌球蛋白的合成,为探究其对从江香猪肉质及种资源的开发利用提供试验依据。     

Marc-145细胞源DDX6基因的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆并生物信息学分析Marc-145细胞源DDX6基因。[方法]根据Gen Bank预测的猴源DDX6基因序列(XM_008021118)设计合成特异性引物,通过RT-PCR从Marc-145细胞中扩增DDX6基因CDS区并进行克隆和生物信息学分析。[结果]Marc-145细胞源DDX6基因CDS全长1 452 bp,编码483个氨基酸。DDX6蛋白有4个基序,含有DEAD-like解旋酶超家族结构域和C端结构域。二级结构主要以α-螺旋(37. 27%)和无规则卷曲(36. 44%)为主。同源性及系统进化树分析结果表明Marc-145细胞源与人DDX6核苷酸同源性最高,亲缘关系最近。[结论]DDX6分子在同种属之间具有高度保守性,提示Marc-145细胞源DDX6可能与人源DDX6分子具有相似的功能和作用。     

人HSPA8基因生物信息学分析及亚细胞定位

探究人HSPA8基因生物信息学分析与亚细胞定位。利用用RT-PCR方法扩增HSPA8基因CDS区,利用生物信息学工具对其理化性质、二级结构、三级结构进行分析并构建其遗传进化树。运用酶切、连接等方法构建重组真核表达载体pEGFPC1-HSPA8,转染HEK-293T细胞,采用荧光共定位的方法观察其亚细胞定位。成功克隆人HSPA8基因CDS区,生物信息学分析结果显示:人HSPA8基因CDS区全长1 941 bp,分子式为C3111H4998N860O994S17,相对分子量为70.89 kD,共编码646个氨基酸;二级结构预测显示HSPA8蛋白以α-螺旋(占41.64%)和无规则卷曲(32.20%)为主;HSPA8核苷酸同源性及遗传进化树分析表明人与黑猩猩亲缘关系最近。荧光共定位结果显示HSPA8蛋白均匀分布于整个细胞。HSPA8蛋白的生物信息学分析及亚细胞定位研究为进一步探究HSPA8基因胞内功能奠定基础。     

关岭牛MyoD基因CDS区的克隆、序列分析及其真核表达载体构建

[目的]通过关岭牛MyoD基因CDS区的克隆、序列分析及pcDNA3.1(+)-MyoD真核表达载体的构建,为后续研究MyoD基因的调控机制奠定基础。[方法]通过设计特异性引物克隆关岭牛MyoD基因的CDS区,并用DNAStar、Ex PASy等软件对该基因CDS区进行序列分析;同时利用双酶切的方法构建真核表达载体pcDNA3.1(+)-MyoD。[结果]关岭牛MyoD基因的CDS区全长957bp,编码318个氨基酸;其编码的蛋白属于亲水性蛋白,蛋白二级结构主要以α-螺旋及无规则卷曲为主,含有b HLH结构域,无明显的跨膜区域。同源性分析显示,关岭牛MyoD基因的CDS区序列与海福特牛和山羊的同源性最高,核苷酸同源性为98.96%和96.9%,氨基酸同源性为100%和89.3%。MyoD蛋白的氨基酸肽链长度由低等动物到高等动物有逐渐加长的趋势。[结论]成功克隆了关岭牛MyoD基因的CDS区,并构建了其真核表达载体pcDNA3.1(+)-MyoD,为进一步研究MyoD基因在成肌分化过程中的作用及其调控机制奠定基础。     

巴马香猪和杜长大猪的PDK4基因的克隆及组织表达分析

为了获得广西巴马香猪和杜长大猪丙酮酸脱氢酶激酶4 (PDK4)基因编码区序列(CDS),并研究PDK4基因在广西巴马香猪和杜长大猪不同组织中的mRNA表达差异,本研究利用基因克隆技术分别从巴马香猪和杜长大猪的背最长肌组织中提取总RNA,PCR扩增出PDK4基因CDS,并进行生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术检测PDK4基因在这两品种猪不同组织中m RNA的相对表达量。结果表明:本研究分别成功克隆获得巴马香猪和杜长大猪PDK4基因CDS,长度为1 224 bp,这两品种猪的PDK4基因CDS同源性为100%,与GenBank报道的普通猪、人、鼠、马、羊的同源性分别为100%、91.0%、85.5%、92.3%、93.0%。基于PDK4基因碱基同源性构建的物种系统进化树可知,巴马猪和杜长大猪遗传距离是最近的,最远的是小鼠。两品种猪PDK4氨基酸组成中亮氨酸含量较高,占总氨基酸数的10.8%,同时发现PDK4蛋白具有较强的亲水性。巴马香猪和杜长大猪PDK4蛋白的高级结构中均包含有α螺旋、无规卷曲和延伸链。实时荧光定量PCR结果显示,巴马香猪和杜长大猪的不同组织PDK4基因表达量最高的为腹脂,最低的是脾。巴马香猪背最长肌中PDK4基因表达水平极显著高于杜长大猪,而杜长大猪的皮脂、腹脂、肝、脾以及肾中PDK4基因表达水平极显著高于巴马香猪。本试验成功克隆了巴马香猪和杜长猪的PDK4基因,并且检测了该基因在两品种猪不同组织中的基因表达水平的差异,为今后深入探讨PDK4基因在地方猪种脂质代谢和脂肪沉积方面发挥的作用奠定工作基础。     

麦洼牦牛TF基因的克隆及蛋白质结构分析

[目的]探讨麦洼牦牛转铁蛋白(Transferrin,TF)的结构及生理功能。[方法]采用RT-PCR方法,从麦洼牦牛心脏克隆出TF基因,并运用多种生物信息学软件对其进行核苷酸序列及蛋白质结构分析。[结果]克隆得到的麦洼牦牛TF基因开放阅读框为780 bp,编码259个氨基酸,分子质量为28.33 k Da,理论等电点8.57,不含跨膜区域,存在信号肽序列,二级结构以随机卷曲和α-螺旋为主,无β-折叠,同源建模预测出牦牛TF蛋白与猪血清转铁蛋白有相似的三级结构,同源性可达71.91%。[结论]成功克隆了麦洼牦牛TF基因并分析了其蛋白质结构,为进一步研究TF蛋白功能提供理论基础。     

藏药黑紫獐牙菜香叶醇-10羟化酶基因克隆及生物信息学分析

[目的]对藏药黑紫獐牙菜香叶醇-10羟化酶(geraniol 10-hydroxylase,G10H)基因分子克隆和生物信息学分析。[方法]采用PCR方法扩增并克隆了藏药黑紫獐牙菜香叶醇-10羟化酶基因,再用DNAMAN、Mega等生物软件以及TMHMM Server.v.2.0、Prot Scale等在线软件对该基因进行了生物信息学分析。[结果]所得G10H基因总长为1 488 bp,编码495个氨基酸(Gen Bank accession KR709239),无信号肽,部分跨膜,蛋白质二级结构主要以α螺旋(22个)、β折叠(8个)为主,黑紫獐牙菜G10H与9个物种氨基酸序列具有高度的同源性。[结论]该酶N端无信号肽,为非分泌蛋白。G10H酶要实现其功能,在核苷酸和氨基酸水平上必须具有相当的保守性。     

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.     

沙眼衣原体LpxA基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)LpxA基因并分析其生物学特性。[方法]根据Ct LpxA基因序列设计特异性引物,利用PCR扩增LpxA基因,并把LpxA基因连接到p MD18-T载体,挑取阳性克隆进行PCR和DNA测序验证。最后使用生物信息学软件分析LpxA蛋白的生物学性质。[结果]从Ct基因组中PCR扩增得到840 bp的Ct LpxA基因,该基因共编码280个氨基酸。LpxA蛋白无信号肽,定位在细菌细胞质。二级结构预测得知α-螺旋占19.6%,延伸链占32.8%,β-转角为11.4%,无规卷曲为36%。三级结构预测得知3个相同的LpxA分子组成同源三聚体。预测得知LpxA蛋白有11个B细胞表位。[结论]克隆得到Ct LpxA基因,并预测了其结构和功能。     

狗Toll样受体5基因的克隆与序列分析

[目的]克隆狗TLR5基因,应用生物信息学软件对其进行结构和功能的预测分析。[方法]依据Gen Bank中已公布的狗TLR5基因的CDS区设计出特异性引物。PCR扩增获得狗TLR5目的基因,并构建重组质粒p CR2.1-Dog TLR5,测序正确后应用生物信息软件分析其序列特征。[结果]克隆得到的基因序列与Gen Bank中登录的狗TLR5(NC 006620.3)的同源性高达99%。狗TLR5的ORF为2 577 bp,编码858个氨基酸,蛋白分子质量约94.675 7 k Da,理论等电点为8.57,不稳定系数为43.14,表明为不稳定蛋白。狗TLR5蛋白N端的前20个氨基酸构成了其信号肽序列。核苷酸序列同源性比对结果表明,狗的TLR5基因序列与大熊猫、雪豹、东北虎和猎豹TLR5基因同源性相对于其他比对物种较高,分别为78.7%、77.2%、76.8%和76.3%。[结论]成功克隆出狗TLR5基因,生物信息学分析表明狗TLR5基因与Toll样受体家族具有相似的结构特征。狗TLR5基因的成功克隆与序列分析为进一步研究其在分子免疫方面的作用机制奠定了基础。     

陆川猪GPR1基因的克隆及生物信息学分析

本试验旨在对陆川猪G蛋白偶联受体1(G protein-coupled receptor 1,GPR1)基因进行克隆及相关生物信息学分析。本研究根据NCBI上公布的野猪GPR1基因序列设计引物,应用RT-PCR技术扩增得到包含全长编码区在内的基因片段,应用生物信息学软件对陆川猪GPR1基因的理化性质,修饰结构,二级结构和三级结构进行分析。结果显示:GPR1基因编码区全长1 068 bp,编码355个氨基酸;与NCBI上公布的野猪(NM_001190244.1)、牛(NM_001206545.1)、人(NM_005279.3)、猕猴(AF100204.1)、小鼠(NM_146250.2)、大鼠(NM_012961.1)GPR1基因氨基酸序列的同源性分别为98.9%、90.4%、86.5%、86.2%、78.2%、77.4%。陆川猪的GPR1蛋白有七个跨膜螺旋结构,不存在蛋白信号肽。GPR1蛋白存在两个N糖基化位点和多个潜在磷酸化位点。本研究成功克隆陆川猪GPR1基因完整的编码区序列,为今后GPR1基因在陆川猪的脂肪沉积及脂肪代谢方面的研究提供了理论依据。     

金川牦牛HIF-3A克隆及生物信息学分析

[目的]克隆金川牦牛低氧诱导因子-3A(HIF-3A)并进行生物信息学的分析。[方法]采用PCR方法从金川牦牛血液中克隆出HIF-3A,通过生物学软件Protparam、SOPMA、ProtScale、NetPhos、SignaIP、TMHMM、PSORTⅡ、Protfun2.2对核酸序列以及蛋白进行分析。[结果]金川牦牛HIF-3A长度为513 bp、ORF为441 bp、一共编码氨基酸146个,相对分子质量为15 729.19 Da,和普通牛的CDS区有8个碱基不同,突变了5个氨基酸,预测无跨膜区域,不存在信号肽序列,主要位于细胞质与线粒体中,有β-转角和α-螺旋。在同源性比较中与牛的同源性达到了97.5%,与其他物种同源性较低。[结论]成功克隆出金川牦牛的HIF-3A基因,且不同属的物种间不具有较高的保守性,为非分泌蛋白。     

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。     

巴马小型猪TNF-α基因的克隆与相关生物学信息分析

本研究旨在分析巴马小型猪TNF-α(tumor necrosis factor-alpha)基因的遗传变异情况。实验采用RT-PCR和克隆的方法成功扩增TNF-α基因的编码区序列,同时对TNF-α基因和相应的蛋白序列进行生物信息学分析。结果表明,巴马小型猪TNF-α基因编码区全长为699 bp,编码232个氨基酸;与Gen Bank中已发表的猪TNF-α基因(登录号:NM_214022.1)序列进行比对,未发现核苷酸碱基突变;编码的232个氨基酸分子量为25 253.9,理论等电点为5.44,不存在信号肽,但存在跨膜螺旋结构。经过序列相似性分析,巴马小型猪的TNF-α基因与猪、人、马、牛、家犬、绵羊同源性比较结果表明其具有较强的保守性。巴马小型猪的TNF-α基因与野猪的亲缘关系一致。     

陆川猪SOCS3基因克隆及生物信息学分析

细胞因子信号通路抑制因子3(SOCS3)是一类调节机体免疫和神经内分泌功能的生物活性物质。本研究以陆川猪背最长肌cDNA为模板,克隆获得了SOCS3基因编码区序列(CDS)。序列分析结果显示,陆川猪SOCS3基因CDS全长为690 bp,与Gen Bank中公布的长白猪的CDS的同源性为99.9%,并发现存在第70位点的A→G,碱基G为陆川猪所特有,导致苏氨酸突变为丙氨酸。陆川猪SOCS3基因CDS与Gen Bank上已经公布的马、犬、人、牛、大熊猫、河狸、猕猴、小鼠的SOCS3基因CDS进行比对,发现它们的同源性依次为95.5%、95.1%、95.0%、94.3%、94.2%、93.2%、92.5%和90.4%。构建SOCS3基因系统进化树的结果表明,与陆川猪遗传距离最近的是长白猪,最远是小鼠;陆川猪SOCS3蛋白的高级结构中包含有α螺旋、β折叠、无规卷曲和延伸链。本研究为今后探讨SOCS3基因在陆川猪肌肉生长发育、脂肪沉积、抗热应激能力的分子机制提供科学理论依据。     

羊口疮病毒安徽株VIR基因克隆与 生物信息学分析

目的获取并分析ORFV AH-F10株VIR基因序列及预测其编码蛋白的生物信息学特点。方法利用实验室保存的羊口疮AH-F10株,设计VIR基因引物并进行PCR扩增、克隆及序列测定,同时利用生物信息学方法对其编码的蛋白的理化性质、二级结构、三级结构、信号肽、磷酸化位点、跨膜结构域以及线性细胞表位进行预测。结果 AH-F10-VIR基因长552bp,编码183个氨基酸,与Nantou株的VIR基因同源性最高,核苷酸同源性高达99.6%,氨基酸同源性为100.0%。生物信息学分析结果显示编码的蛋白相对分子量为19.88kDa,等电点为4.83,为亲水性蛋白;α-螺旋、β-转角、无规则卷曲和延伸链分别占36.07%、3.83%、43.17%和16.94%;三级结构预测显示VIR蛋白存在较多的α-螺旋与无规则卷曲,同二级结构预测结果相符;含有17个磷酸化位点,无信号肽和跨膜结构区域,有15个潜在的B细胞优势表位,4个CTL细胞表位以及5个Th细胞表位。结论成功克隆了羊口疮安徽株VIR基因并预测了VIR蛋白的生物信息学相关信息,为进一步研究VIR蛋白奠定了基础。     

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。     

人ARNTL基因的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆人ARNTL基因并分析其生物学特性。[方法]通过NCBI数据库中的人ARNTL基因设计引物,进行PCR扩增,将其连接在pGEX-4T-1载体上,然后通过双酶切及测序鉴定克隆的正确性,再使用在线软件分析预测人ARNTL的生物学特性。[结果]酶切结果显示人ARNTL基因开放阅读框为1 878 bp,编码625个氨基酸残基,分子量为68 690.67 Da, pI为6.40。ARNTL蛋白是主要位于细胞核中的亲水性蛋白,不含跨膜结构域,无信号肽,其二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸链构成,并且三级结构与二级结构预测结果一致。[结论]成功克隆了人ARNTL基因,并对人ARNTL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。