山东省甲型H1N1流感病毒病原学及基因特性研究

在2009~2010年监测年度开展甲型H1N1流感病毒学监测并进行病原学分离鉴定,以及对血凝素基因(HA)和神经氨酸酶基因(NA)特性分析,研究其基因变异情况。采集了17 126份发热患者的鼻、咽拭子标本,采用逆转录实时荧光定量RT-PCR(Real-Time RT-PCR)进行核酸检测,其中甲型H1N1流感病毒核酸检测阳性4004份,总阳性率为23.38%。对阳性标本开展病毒分离,并对分离的甲型H1N1流感病毒的HA、NA基因序列进行测序。利用DNAStar软件对序列进行同源性分析发现与WHO推荐的疫苗株相比,山东省甲型H1N1流感流行株HA、NA基因同源性分别为96.9%~99.3%和99.1%~99.6%;利用Mega 4.0软件进行基因进化分析和氨基酸进化分析发现,与WHO推荐的疫苗株相比,山东省甲型H1N1流感流行株有21个血凝素基因的氨基酸发生替换,其中11个氨基酸位点位于抗原决定簇区,一个糖基化位点发生改变;有16个神经氨酸酶基因的氨基酸发生了替换,一个糖基化位点发生改变;未发生神经氨酸酶蛋白275位H→Y的替换。结果显示山东省甲型H1N1流感暴发流行株HA基因和NA基因均具有高度同源性,HA蛋白和NA蛋白均存在不同程度的氨基酸替换,部分流行株抗原决定簇和糖基化位点发生改变,所有病毒均对达菲类药物敏感。     

抚仙金线鲃促性腺激素亚基基因克隆及组织表达分析

抚仙金线鲃Sinocyclocheilus tingi是云南抚仙湖特有种,虽然实现了人工繁殖,但在塘养环境下仍无法自然繁衍。鱼类的生殖活动受下丘脑-垂体-性腺轴的调控,其中促性腺激素在该过程中起重要作用。本实验利用实时荧光定量PCR和c DNA末端快速扩增技术从抚仙金线鲃垂体中克隆了GTHα、FSHβ和LHβ3种基因的c DNA序列,其中GTHα的开放阅读框(ORF)长度为357 bp,编码118个氨基酸,有10个半胱氨酸残基和2个N-糖基化位点;FSHβc DNA全长为856 bp,ORF长度为393 bp,编码130个氨基酸,有11个半胱氨酸残基和1个N-糖基化位点;LHβc DNA全长为930 bp,ORF长度为441 bp,编码146个氨基酸,有12个半胱氨酸残基和1个N-糖基化位点。实时荧光定量PCR结果显示,GTHα和LHβ都只在雄鱼和雌鱼的垂体中表达。FSHβ在垂体中表达量最高,在雌鱼和雄鱼的脂肪、肌肉和雄鱼的精巢和肝脏中有少量表达。本研究为抚仙金线鲃的人工繁育提供了重要的基础数据。     

苦荞查尔酮合成酶基因CHS的结构及花期不同组织表达量分析

采用同源克隆、染色体步移和RT-PCR技术,首次克隆到苦荞查尔酮合酶基因（CHS）的全长DNA序列和cDNA开放阅读框（ORF)序列. 序列分析表明,苦荞CHS DNA序列（GU172165）全长1 632 bp,含1个445 bp的内含子;cDNA编码区（HM852753）全长1 188 bp,编码395个氨基酸,命名为FtCHS. 生物信息学分析表明,FtCHS和推导的氨基酸序列与其它植物CHS基因同源率在95%以上,含有CHS多基因家族的标签序列（GFGPG）、活性位点、底物结合口袋位点和环化反应口袋位点. 半定量RT-PCR分析苦荞花期FtCHS空间表达模型表明,其表达量未成熟种子＞叶＞茎＞花＞根＞成熟种子,与苦荞芦丁含量的分布基本一致,具有组织特异性.     

产植酸酶菌株的筛选及其植酸酶基因的克隆

从土壤中筛选到产植酸酶活性较高的烟曲霉菌株WY-2,其植酸酶最适pH为5.5,最适温度为55℃。通过对烟曲霉WY-2植酸酶基因进行PCR扩增,获得了一个1.5kb大小的特异性产物,将其克隆到载体pMD18-T中。测序结果分析表明,该基因片段含有植酸酶基因完整的阅读框架(ORF),基因全长1459bp,其中包含一个61bp的内含子,编码465个氨基酸,有7个潜在的糖基化位点,5′端有一编码26个氨基酸的信号肽序列。该基因与已报道的烟曲霉ATCC34625植酸酶基因有91%同源性,编码的氨基酸序列同源性为91%。     

1981～2005年中国H1N1甲型流感病毒血凝素基因的HA1演变特征

为了解1981~2005年我国H1N1甲型流感病毒血凝素基因的HA1演变特征,选取H1N1甲型流感病毒370株,提取病毒RNA,经逆转录和聚合酶链反应扩增HA1并测序,测定的序列用生物信息软件分析,与GenBank中相关序列比较,并对推导的编码氨基酸序列进行基因特性分析。结果表明:HA1氨基酸的变异表现为抗原决定簇4个区均有变异,Sb区和Ca区变化较大;HA1受体结合位点(RBS)的前壁130环的第134位赖氨酸从1991年起在部分毒株HA1序列上开始缺失,以后缺失株逐步增多,自2000年起测定的所有毒株上该氨基酸全部缺失,同时这些缺失株的第137位氨基酸也全部由苏氨酸替换为丝氨酸;糖基化位点从增多到减少,最后稳定在7个;1981~2004年我国H1N1甲型流感病毒血凝素HA1编码的氨基酸在种系发育树上同年代基本呈现集中分布,与时间和地域无关,2005年毒株分成两个分支在时间上有明显差异。     

牛卵巢PRSS35基因CDS序列分析

为测定牛卵巢丝氨酸蛋白酶35 (PRSS35)的CDS序列并进行生物信息学分析。试验根据NCBI上已公布牛PRSS35基因的mRNA序列设计特异性引物,使用RT-PCR技术扩增牛卵泡中PRSS35的CDS序列。结果显示,牛PRSS35基因CDS区序列全长为1 239 bp,共编码412个氨基酸,PRSS35与其他10个物种的同源序列相似性较高,且该蛋白具有一个长度为20个氨基酸的信号肽,具有11个O-糖基化位点和2个N-糖基化位点,以及3个磷酸化位点,并发现有一个典型的Tryp_Spc结构域,即胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶结构域。为进一步研究该基因及其编码蛋白在卵泡发育过程中所起的作用提供了一定的理论依据。     

一株H5N2亚型鹦鹉源禽流感病毒分子进化分析

2005年在广东进行流行病学调查时分离到一株鹦鹉源禽流感病毒,经鉴定为H5N2亚型禽流感病毒(A/Parrot/Guangdong/268/2005)。该毒株的HA裂解位点附近的氨基酸序列为RETRGLF,只含有一个碱性氨基酸,符合低致病性禽流感病毒的HA裂解位点附近氨基酸序列的分子特征;与H5N2亚型禽流感代表毒株相比,该毒株HA和NA基因的糖基化位点、HA基因的受体结合位点编码区、NA基因的耐药性位点均未发生变异。将该毒株全基因组序列与GenBank已公布的19株H5N2亚型禽流感病毒株的相应序列进行比较分析并绘制系统进化树后发现:其与低致病性禽流感毒株A/Pheasant/NJ/1355/1998(H5N2)-like的亲缘关系最近,位于以A/Chicken/Pennsylvania/1/1983(H5N2)为代表的美洲进化分支。     

粉尘螨线粒体样苹果酸脱氢酶基因cDNA克隆和分子特征分析

摘要 目的：获取粉尘螨线粒体样苹果酸脱氢酶蛋白（mitochondrial-like malate dehydrogenase，mMDH）的编码基因并了解其分子特征。方法：以粉尘螨Total RNA为模板，RT-PCR扩增获得mMDH编码基因后、构建原核表达质粒，转化E.coil BL21(DE3)感受态细胞中，IPTG诱导表达，SDS-PAGE和Western Blot鉴定目的蛋白表达情况。采用NCBI、EXPASY在线生物信息学软件分析该基因编码蛋白质的生物学特征。结果：获得粉尘螨线粒体样苹果酸脱氢酶蛋白的编码基因，全长1032bp。构建的原核表达质粒pET28a(+)-mMDH，经转化和诱导表达后，SDS-PAGE和Western Blot可见目的蛋白条带。该基因编码的蛋白质由343个氨基酸组成，相对分子质量（Mr）36014.54Da，亚细胞定位主要在细胞质和细胞核，含有34个磷酸化位点（19个丝氨酸，12个苏氨酸和3个酪氨酸）。糖基化预测结果显示其含有2个N-糖基化位点（123位存在糖基化位点NASI和151位存在糖基化位点NSTV）和1个0-糖基化位点。二级结构主要为?琢-螺旋和无规则卷曲。三维建模可观察到该蛋白为二聚体结构，CD-Search保守区域分析后显示其属于NADB-Rossmann家族，具有MDH-glyoxysomal-mitochondrial结构域。PyMol可视化后可在三维结构中观察到保守区域位点。将该基因推导出的氨基酸序列进行Blast获得同源基因，粉尘螨与屋尘螨、梅氏嗜霉螨进化关系较近，独成一簇。结论：获得粉尘螨线粒体样苹果酸脱氢酶蛋白的编码基因全长及其原核表达质粒，并对其生物学特征进行分析，为进一步探讨该基因的生理功能、开发尘螨控制措施奠定基础。     

杂色鲍两种perlucin基因的克隆与表达分析

利用SMART RACE技术克隆杂色鲍两个甘露聚糖结合型凝集素(mannan-binding lectin,MBL)成员perlucin1和perlucin4基因的全长c DNA序列,使用Real time PCR分析这些基因在杂色鲍不同组织中的表达。结果显示,杂色鲍perlucin1 c DNA序列全长为668 bp,165个氨基酸,经分析该基因含有2个二硫键、2个糖基化位点和13个磷酸化位点,预测蛋白分子量约为18.8 k D,等电点约为4.57;perlucin4 c DNA序列全长为587 bp,156个氨基酸,含有2个二硫键、1个糖基化位点和7个磷酸化位点,预测蛋白分子量约为17.8 k D,等电点约为4.43;鳃、肝胰腺、血淋巴、上足、外套膜、黏液腺、肾脏7个组织中,perlucin1基因和perlucin4基因只有在肝胰腺中表达,在其它组织中没有检测到表达。结果表明,perlucin基因参与了杂色鲍天然免疫防御机制,在免疫识别中发挥着重要作用。     

洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR的克隆及生物信息分析

本研究采用PCR方法克隆了洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR,并对cepR基因编码蛋白的结构和功能进行生物信息学分析和预测。同源性分析表明,CAS19的cepR核苷酸序列与Burkholderia cepacia LMG1222cepR基因的同源性为99%;cepR基因全长768bp,包含一个完整的231bp的开放阅读框架,编码239个氨基酸;该基因编码蛋白分子量为26.59kD,理论的等电点为5.55,含有一个LuxR型HTH结构域,在氨基酸残基的不同区域分布有酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点、N-肉豆蔻酰化位点和N-糖基化位点,还有一个明显的跨膜结构。本研究结果将为洋葱伯克霍尔德氏菌嗜铁素合成相关研究提供调控基因信息和参考依据,并为其进一步开发和利用奠定基础。     

虎源流感病毒HA 基因的系统发生分析及其在杆状病毒系统中的表达

通过对虎源流感病毒A/ Tiger/ Harbin/01/ 2003 (H5N1)的HA 基因进行克隆与序列测定,证明该基因全长为1 731 bp,读码框由1 707个碱基组成,编码568 个氨基酸。对HA 基因的进化分析表明,该基因与H5 亚型流感病毒的HA 基因同源性最高,其HA 裂解位点由6 个碱性氨基酸插入序列(RRRKKR)组成,符合高致病性禽流感病毒的分子特征。将HA 基因克隆入杆状病毒转座载体质粒pFastBacⅠ,构建重组质粒pFastBac-HA;再将该重组质粒转化DH10 Bac 感受态细菌,在体内进行重组,并经三重抗性与蓝白斑筛选,得到杆状病毒重组质粒Bacmid-HA;将Bacmid-HA 转染sf9 细胞,获得重组杆状病毒。经Western-blotting 检测,HA 蛋白在重组杆状病毒中获得表达。用感染重组病毒的sf9 细胞免疫小鼠,2 次免疫后2 周可诱导小鼠产生1∶ 8 ～1∶ 16 的血凝抑制抗体,表明虎源流感病毒的HA 基因在重组杆状病毒系统中得到了正确表达。     

2017–2019年我国南方地区高致病性H5N6亚型禽流感病毒血凝素蛋白分子特征分析

【背景】自2014年以来,H5N6禽流感病毒在我国家禽和活禽市场持续进化,成为人类和动物健康的重大威胁。【目的】对2017–2019年中国南方地区93株高致病性H5N6禽流感病毒的HA基因进行分子进化分析。【方法】接种9–11日龄鸡胚分离核酸检测阳性的H5N6标本,运用下一代测序平台对病毒分离物进行全基因组测序,从NCBI和GISAID数据库下载参考序列,利用BLAST、MEGA6.1及Clustal X等软件进行序列分析。【结果】2017–2019年,从189份江苏省H5亚型禽类/环境标本和1名H5N6患者咽拭子标本中共分离到43株病毒,完成了33株H5N6病毒的全基因组测序。下载网上同时期中国其他地区流行的H5N6毒株序列,对总计93株H5N6病毒的HA基因进行分子进化分析。93株H5N6病毒中有78株属于Clade 2.3.4.4h,9株病毒属于Clade 2.3.4.4e,4株H5N6病毒属于Clade 2.3.4.4b,1株属于Clade 2.3.4.4f,1株属于Clade 2.3.4.4g。所有93株病毒HA蛋白的裂解位点含有多个碱性氨基酸,表明它们都属于高致病性禽流感病...     

Molecular determinants within the surface proteins involved in the pathogenicity of H5N1 influenza viruses in chickens

Although it is established that the cleavage site and glycosylation patterns in the hemagglutinin (HA) play important roles in determining the pathogenicity of H5 avian influenza viruses, some viruses exist that are not highly pathogenic despite possessing the known characteristics of high pathogenicity (i.e., their HA contains multiple basic amino acids at the cleavage site and has glycosylation patterns similar to that of the highly pathogenic H5 viruses). Currently little is known about the H5N1 viruses that fall into this intermediate category of pathogenicity. We have identified strains of H5N1 avian influenza viruses that have markers typical of high pathogenicity but distinctly differ in their ability to cause disease and death in chickens. By analyzing viruses constructed by reverse-genetic methods and containing recombinant HAs, we established that amino acids 97, 108, 126, 138, 212, and 217 of HA, in addition to those within the cleavage site, affect pathogenicity. Further investigation revealed that an additional glycosylation site within the neuraminidase (NA) protein globular head contributed to the high virulence of the H5N1 virus. Our findings are in agreement with previous observations that suggest that the activities of the HA and NA proteins are functionally linked.     

Structural features influencing hemagglutinin cleavability in a human influenza A virus.

The cleavability of the hemagglutinin (HA) molecule is related to the virulence of avian influenza A viruses, but its influence on human influenza virus strains is unknown. Two structural features are involved in the cleavage of avian influenza A virus HAs: a series of basic amino acids at the cleavage site and an oligosaccharide side chain in the near vicinity. The importance of these properties in the cleavability of a human influenza A virus (A/Aichi/2/68) HA was investigated by using mutants that contained or lacked an oligosaccharide side chain and had either four or six basic amino acids. All mutants except the one that contains a single mutation at the glycosylation site were cleaved, although not completely, demonstrating that a series of basic amino acids confers susceptibility to cellular cleavage enzymes among human influenza virus HAs. The mutants containing six basic amino acids at the cleavage site showed limited polykaryon formation upon exposure to low pH, indicating that cleavage was adequate to impart fusion activity to the HA. Deletion of the potential glycosylation site had no effect on the cleavability of these mutants; hence, the oligosaccharide side chain appears to have no role in human influenza virus HA cleavage. The inability to induce high cleavability in a human influenza A virus HA by insertion of a series of basic amino acids at the cleavage site indicates that other, as yet unidentified structural features are needed to enhance the susceptibility of these HAs to cellular proteases.     

禽流感病毒A/Chicken/Guangdong/SS/94(H9N2)HA基因的克隆及序列分析

禽流感是由A型流感病毒引起的禽的一种疾病综合症.1878年首次在意大利爆发流行,当时称该病为"鸡瘟".之后,许多国家和地区都有该病的报道,包括美国、英国、澳大利亚、爱尔兰、比利时、荷兰、法国、俄罗斯、加拿大、以色列、匈牙利、日本、中国(包括香港)等[1-3].     

Functional Interactions of the Influenza Virus Glycoproteins

Hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA) are functionally related envelope glycoproteins of the influenza virus (Flu). HA interacts with terminal sialyl residues of oligosaccharides and ensures the binding of the virus particle to the cell surface. NA is a receptor-destroying enzyme that removes sialyl residues from oligosaccharides contained in cell and virus components and thereby prevents aggregation of virus particles. Analysis of reassortants combining low-functional NA of human Flu with HA of avian Flu showed that sialyl residues are not completely removed in some cases. With high HA affinity for sialyl substrates, such virus particles aggregate, aggregates accumulate on the cell surface, and virus yield decreases. Serial passaging of low-yield aggregating reassortants may lead to selection of high-yield variants, which do not aggregate. The loss of aggregation is due to a decrease in HA affinity for high-molecular-weight sialyl substrates. On evidence of sequencing of the HA gene in original reassortants and their nonaggregating variants, for different HA antigenic subtypes (H2, H3, H4, and H13) the affinity is reduced and aggregation lost through a common mechanism: an increase in the negative charge as a result of an amino acid substitution in the vicinity of the receptor-binding pocket of HA. Taken together, these findings suggest a way of postreassortment adaptation, which improves the functional match of HA and NA. The experimental system employed provides a model of natural processes associated with emergence of Flu variants having a pandemic potential.     

人源H5N1禽流感病毒血凝素分子遗传变异特征分析

从GenBank获取已公布的人及相应国家禽感染的H5N1禽流感病毒HA核酸和蛋白序列,用生物软件ClustalX1.83和MEGA4.0对HA基因序列和蛋白分析,构建HA核苷酸遗传进化树.结果表明,HA蛋白上再次出现既能与人又能与禽受体特异性结合的QNG;东南亚和东亚人感染毒株亲缘关系密切,西亚、南亚和非洲人感染毒株遗传距离近;进化树组成和HA蛋白关键位点氨基酸的变异,揭示多数国家的人感染的毒株与当地禽感染毒株高度同源,具有地域性特征,部分国家之间存在着病毒扩散现象.     

A型猪流感病毒山东分离株鉴定及其HA基因序列分析

从山东各地疑似流感发病猪分离到10株流感病毒,经国家流感中心鉴定均为A型流感病毒H9N2亚型。将其中一株Sw／SD／1／2003(H9N2)的血凝素全基因(HA)进行克隆与测序,与GenBank收录的其它猪流感和禽流感H9N2亚型的HA基因进行比较,发现Sw／SD／1／2003(H9N2)的血凝素基因在核苷酸序列方面同广西1999年分离的禽流感毒株Ck／GX／99(H9N2)和2000年云南分离的禽流感毒株Ck／YN／2000(H9N2)的同源性最高;进化树分析表明Sw／SD／1／2003(H9N2)起源于禽源的H9N2亚型流感病毒;Sw／SD／1／2003的HA氨基酸裂解位点与其他H9N2亚型不问,Sw／SD／1／2003的HA氨基酸裂解位点是R-S-L-R-G,而其它猪流感和禽流感H9N2亚型都是R-S-S-R-G。     

一株鹅源H5N2亚型高致病性禽流感病毒的分离鉴定及生物学特性分析

分离到一株鹅源 H5N2亚型高致病性禽流感病毒,SPF鸡静脉接种致病指数为2.99,但鸭子对该病毒不敏感．病毒感染小鼠后不致病,但能够在肺内有效复制,表明其具有感染哺乳动物的潜在风险．血凝素(hemagglutinin, HA)蛋白裂解位点上插入有多个连续的碱性氨基酸(-RRRKKR-),从分子上证实这是一株高致病性禽流感病毒．核酸序列比较分析表明,分离的流感病毒HA基因与A/chicken/Hubei/489/2004 (H5N1)同源率达到99.4%,神经氨酸酶(neuraminidase, NA)基因与A/chicken/Jilin/53/01(H9N2)同源率达到99.8%;氨基酸水平上,HA与2004年分离到的A/chicken/Hubei/489/2004(H5N1)、A/swan/Guangxi/307/2004(H5N1)、A/wildduck/Guangdong/314/　2004(H5N1)和A/chicken/Henan/210/2004(H5N1)同源率均为99.3%,NA 与A/chicken/Jilin/53/01(H9N2)同源率为99.6%．进化树分析结果表明,该流感病毒分离株可能是由H5N1和H9N2两个亚型病毒重排而来．