FASN基因的原核表达及生物信息学分析

脂肪酸合成酶(FASN)在生物体内起着重要的作用,主要参与恶性肿瘤的数量调控。本研究旨在构建pET28a-FASN原核表达载体,并表达重组His-FASN蛋白,对该基因进行结构与功能的生物信息学分析。设计FASN基因特异性引物,通过PCR扩增获得的目的基因与原核表达载体pET28a连接,经IPTG诱导表达His-FASN蛋白。获得基因片段大小为1 320 bp,编码440个氨基酸;成功构建至pET28a原核表达载体,通过优化表达,确定在温度为35℃、IPTG浓度0.5 mmol/L、诱导时间为6 h的条件下融合蛋白表达量较高,获得蛋白大小约为53 kD;生物信息学分析结果表明FASN基因编码的蛋白是一个不稳定且具有亲水性的蛋白,不存在信号肽及跨膜区,可成为蛋白激酶磷酸化位点有12个Ser、5个Thr、3个Tyr。此外,从蛋白相互作用网络中发现,相互作用的蛋白包括主要酰基辅酶A合成酶长链家族成员及乙酰辅酶A羧化酶家族成员,为开发抑制剂药物提供了理论依据。     

人LRG1基因的原核表达及生物信息学分析

为了探讨LRG1基因结构与功能,对该基因进行克隆并构建到原核表达载体上,并对其进行表达及生物信息学分析。用Trizol法提取人肝癌HepG2细胞总RNA后,PCR扩增得到LRG1片段,经鉴定后将目的基因与原核表达载体pET28a连接,经诱导表达获得His-LRG1蛋白。LRG1基因cDNA片段大小为1 044 bp,编码347个氨基酸;成功构建pET28a原核表达载体,经多次不同条件诱导后,得到大小约40 kD目的蛋白;利用软件对LRG1蛋白的一级、二级结构进行了预测,分析总结得LRG1基因编码的蛋白是一个不稳定且具有亲水性的蛋白,可与多种信号开关相互作用。LRG1属于高度保守的富亮氨酸重复家族成员,其原核表达载体不易诱导产生大量目的蛋白,克隆表达该基因有利于验证其结构与功能关系。     

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。     

拟南芥Antiquitin基因的原核表达和生物信息学分析

将拟南芥Antiquitin基因重组到原核表达载体pMAL-c4x和pET41中,在T7 Express菌株中诱导表达,经Amylose和Ni-NTA亲和层析柱纯化获得重组蛋白.SDS-PAGE结果表明:MBP和His-tag融合的拟南芥Antiquitin主要以可溶性形式存在,表达量分别占细胞总蛋白的25.1%和39.4%.以乙醛和NAD~+为底物测定融合蛋白活性,结果显示:His-tag融合的Antiquitin具有醛脱氢酶活性,比活力为8.98 U/mg,乙醛的表观K_m和V_(max)值分别为0.98 mmol/L和12.75 U/mg.序列比对和结构预测结果显示:拟南芥Antiquitin包含该家族蛋白典型的催化结构域、NADH结合结构域和寡聚化结构域,活性中心残基为Gly238、Gly291、Glu391、Phe393.     

番茄OPA3-like基因的生物信息学分析及原核表达

[目的]获得高效表达的类视神经萎缩蛋白3(OPA3-like),并分析其生物信息学功能。[方法]利用Vector NTI和ExPASy,Signal P,Plant-mPLoc等在线工具对OPA3-like蛋白基本理化性质、信号肽、跨膜区及亚细胞定位进行分析;构建原核表达载体pET22b-OPA3-like、pET28a-OPA3-like、pET32a-OPA3-like并分别转化至大肠杆菌BL21(DE3)和Rosetta(DE3)中,经IPTG诱导融合蛋白表达,SDS-PAGE对结果进行验证。[结果]OPA3-like蛋白是不稳定蛋白,含有跨膜区,可能位于叶绿体;原核表达表明,对于同一重组质粒而言,融合蛋白在两种菌中的表达量无明显差别,其中,转化pET28a-OPA3-like可表达20kDa的融合蛋白;转化pET32a-OPA3-like可表达37kDa的融合蛋白,且主要都以包涵体形式存在,转化pET22b-OPA3-like无融合蛋白的表达。[结论]转化pET32a-OPA3-like的表达菌可以高效表达融合蛋白(37 kDa),有利于进一步研究OPA3-like在植物中的亚细胞定位及功能。     

布鲁氏菌BMEII0988基因的克隆、原核表达及免疫原性分析

[目的]检测布鲁氏菌BMEII0988基因的原核表达情况并对其免疫原性进行分析。[方法]以热灭活的布鲁氏菌16M标准株为模板,根据Gen Bank中公布的羊种布鲁氏菌16M的BMEII0988基因序列分别设计引物,用PCR方法扩增BMEII0988基因的编码序列,连接到T载体测序,将测序正确的基因序列克隆到原核表达载体p ET-32a上,转化入大肠杆菌DE3感受态细胞中诱导表达,将获得的目标蛋白用AKTAxpress智能多维纯化系统进行纯化,并用Western Blot分析其反应原性。[结果]BMEII0988基因长度为1 131 bp,编码377个氨基酸,SDS-PAGE表明BMEII 0988融合蛋白在大约66 k Da处出现条带,纯化后条带单一,BMEII 0988蛋白(NCBI标准序列号:WP_002966326.1)具有较好的反应原性。[结论]该研究为下一步建立相应蛋白标记的诊断方法和疫苗的研发奠定了基础。     

人Aurora B基因的克隆、原核表达及生物信息学分析

目的:克隆出人AuroraB基因,并将其于大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株中表达,获得重组蛋白.方法:利用TRIzol Reagent 法提取食管癌ECa 109细胞总RNA,RT-PCR后以其cDNA为模板PCR扩增Aurora B基因,构建pET 28a(+)-Aurora B重组质粒,将其转化Rosetta(DE3)菌株,IPTG体外诱导表达重组蛋白.利用生物信息学工具对Aurora B的核酸序列和蛋白功能结构进行分析.结果:成功构建了pET 28a(+)-AuroraB重组质粒,经序列比对,与GenBank上公布的人Aurora B基因序列同源性达到了99％;获得AuroraB蛋白,大小约39kDa,蛋白表达量约占菌体总蛋白的28％.结论:对人AuroraB基因进行克隆、原核表达及生物信息学分析,为深入研究Aurora B在细胞周期调控中的作用机制及后续Aurora B抑制剂的体外筛选奠定基础.     

关岭牛MyoD基因原核表达载体的构建及生物信息学分析

本实验采用RT-PCR方法克隆关岭牛MyoD基因的CDS区,利用Eco RⅠ、XhoⅠ酶对目的片段与pET32a(+)原核表达载体进行酶切,T4连接酶连接过夜,通过转化,测序,构建重组表达载体,并对该基因进行相关生物信息学分析。实验结果获得了关岭牛Myo D基因CDS区,成功构建了p ET-32a(+)-MyoD重组表达载体。MyoD基因编码区为954 bp,编码318个氨基酸,共有31个稀有密码子,表达蛋白大小为34.2 kD。该蛋白为水溶性蛋白,等电点p I=5.8,在体内带负电,二级结构中α-螺旋、无规则卷曲较多。蛋白没有信号肽和明显的跨膜区,为胞内蛋白,主要存在于细胞核中。重组载体表达的Myo D蛋白带有His等标签,蛋白大小为53.6 kD,共497个氨基酸。实验对关岭牛Myo D蛋白的理化性质、结构特点进行了初步分析,以期为研究牛MyoD蛋白特性及其作用机制奠定理论基础。     

关岭牛PPARγ基因原核表达载体的构建及生物信息学分析

本研究旨在通过克隆关岭牛PPARγ基因CDS区及构建p ET32a(+)-PPARγ真核表达载体。本研究通过RT-PCR技术克隆关岭牛PPARγ基因的CDS区,采用DNAStar和Ex PASy等软件对该基因CDS区进行序列分析;利用双酶切的方法构建原核表达载体p ET32a(+)-PPARγ,结果显示,关岭牛PPARγ基因的CDS区全长1 428 bp,编码475个氨基酸。本研究成功克隆了关岭牛PPARγ基因的CDS区,并构建了其原核表达载体p ET32a(+)-PPARγ,为进一步研究PPARγ基因调控机制提供了理论基础。     

片球菌素pedA基因的原核表达、纯化及生物信息学分析

旨在构建片球菌素PA-1结构基因pedA的原核表达载体,在大肠杆菌体系中实现PA-1的外源表达,运用生物信息学手段分析重组蛋白的理化性质及分子结构。以戊糖片球菌C-2-1的DNA为模板,扩增pedA基因,扩增产物克隆入pET28a(+)原核表达载体,构建pET28a-ped A重组质粒,转入大肠杆菌BL21(DE3)中;30℃,以1 mmol/L IPTG诱导表达5 h;采用Ni-NTA树脂亲和层析纯化重组蛋白,检测纯化后重组蛋白的抑菌活性;利用生物信息学手段探究重组蛋白的理化性质及分子结构信息。结果显示,pET28a-ped A重组质粒构建成功,带有His标签的PA-1重组片球菌素在大肠杆菌中实现了可溶性表达,利用Ni-NTA亲和层析获得纯化的重组蛋白,Tricine-SDS-PAGE电泳分析表明纯化后的重组蛋白分子量约为7.8 k D,与理论值相符。琼脂扩散法抑菌活性实验抑菌圈效果明显,表明纯化的重组片球菌素具有抑菌活性。生物信息学方法对比分析其蛋白结构发现,获得的重组蛋白含有信号肽,α螺旋占23.53%,疏水性提高,可能促进了重组蛋白的可溶性表达。该实验成功构建了片球菌素PA-1的原核表达载体,实现了在大肠杆菌中的可溶性表达,该表达可能与其含有信号肽及信号肽疏水性有关,纯化后的重组蛋白抑菌活性明显。     

布鲁氏菌LPS合成相关重要蛋白的生物信息学分析及per基因的克隆表达

脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)作为布鲁氏菌(Brucella)重要毒力因子,在布鲁氏菌感染宿主过程中发挥重要作用。本研究通过对布鲁氏菌LPS合成相关重要蛋白进行生物信息学分析,并选择布鲁氏菌LPS O侧链关键基因per进行克隆表达,挖掘布鲁氏菌LPS功能及应用潜力。结果显示,布鲁氏菌LPS合成相关30个重要蛋白主要为无信号肽和跨膜螺旋结构的亲水性蛋白,均具有较强反应原性和甲基化及磷酸化修饰位点;其中18个蛋白(18/30)可发生糖基化修饰,4个蛋白(4/30)可发生乙酰化修饰;亚细胞定位显示,绝大多数蛋白在细胞质中发挥功能,少数在细胞周质及细胞内膜上发挥功能;除Wbpw蛋白外,布鲁氏菌LPS合成相关重要蛋白之间可发生相互作用;构建了pET28a-per重组表达质粒,经诱导在上清液中表达45.7 kDa蛋白,Western Blot验证该蛋白反应原性较强。本研究为布鲁氏菌LPS功能的后续研究及新型疫苗和诊断技术研发提供科学依据。     

CD36原核表达载体的构建及生物信息学分析

[目的]对CD36基因进行体外克隆表达,建立CD36基因cDNA在大肠杆菌中表达的实验技术以及进行CD36蛋白三级结构的预测并利用生物信息学方法进行分析。[方法]以人血液RNA为模板,RT-PCR扩增CD36的基因序列;并构建原核表达质粒pET-32a-CD36转化到大肠杆菌DE3中后,经过IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE验证。[结果]成功克隆了人CD36基因并构建出原核表达质粒,成功转入表达菌大肠杆菌DE3中后经IPTG诱导成功表达,且在1 mmol/L的诱导剂浓度下培养6 h表达量最佳。利用Phyre2和Abcpred软件预测蛋白质结构和B细胞抗原表位,B细胞抗原表位评分大于0.85的CD36的B细胞抗原表位有8个。[结论]成功建立了人CD36基因的原核表达的实验技术,并对CD36的结构及B细胞抗原表位进行了预测,为后续研究CD36基因的功能和抗体制备提供方向和奠定基础。     

金黄色葡萄球菌前噬菌体PT1028ORF001基因的生物信息学分析及原核表达

[目的]对金黄色葡萄球菌前噬菌体的PT1028ORF001基因进行生物信息学分析,并进行原核表达,为金黄色葡萄球菌前噬菌体基因的功能研究提供参考数据。[方法]将金黄色葡萄球菌ATCC 25923菌株功能未知的基因通过BLAST比对,从中发现了一个噬菌体PT1028的基因序列,将该基因命名为PT1028ORF001。使用Protparam、Prot Comp9. 0、NCBI保守结构域数据库、TMpred、Net Phos 3. 1 Server、PSIPRED、SWISS-MODEL等在线生物信息软件,分析PT1028ORF001蛋白的理化性质、亚细胞定位、保守结构域、跨膜区域、磷酸化修饰位点、二级结构和三维结构。用自行设计的引物扩增PT1028ORF001基因,扩增产物经酶切回收后与原核表达载体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内,经菌落PCR鉴定后,增菌培养并提取质粒,再转化E. coli BL21 (DE3),经IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE检测分析。[结果]PT1028ORF001蛋白由569个氨基酸组成,相对分子质量为64 671. 34 Da,等电点为8. 07,负电荷氨基酸残基总数为71个,正电荷氨基酸总数为73个,分子式:C2894H4530N762O885S16,原子总数9087个,是一种稳定的亲水蛋白质,定位于细胞膜上,与功能未知的DUF927蛋白超家族具有高度同源性,第202-223、240-258位氨基酸分别形成一个典型的跨膜区,潜在的磷酸化修饰位点共71个,二级结构中ɑ螺旋占比最高(40. 60%),其次是无规则卷曲(39. 89%),三维空间结构与二级结构预测结果相符。成功构建了表达载体p ET-32a(+)-PT1028ORF001,经IPTG诱导后重组蛋白获得了表达,蛋白相对分子质量为82. 4 k Da。[结论]PT1028ORF001基因的生物信息学分析结果以及该基因的成功克隆与表达,为深入研究该蛋白及其他金黄色葡萄球菌前噬菌体基因的功能奠定了一定基础。     

白桦BpCesA基因的生物信息学及表达分析

从白桦45个转录组数据中分析获得6条白桦纤维素合成酶基因,其中2条为该家族的新基因,通过生物信息学及实时定量PCR技术探讨白桦Bp Ces A在不同材性白桦中的表达量情况。结果表明,6条白桦Bp Ces A基因的ORF长度在2 958~3 312 bp,编码的氨基酸数目在985~1 103 aa,相对分子量在110.40~124.29 k D,理论等电点为5.90~7.43;6条Bp Ces A均含有D,D,D,QXXRW保守结构域和8个跨膜螺旋,其中2个位于N端,6个位于C端。对来自6个双子叶植物,4个单子叶植物和1个裸子植物的52条Ces A进行了聚类分析发现:白桦Bp Ces A与同为木本的杨树Ptr Ces A具有较高的同源性,其中Bp Ces A2与Ptr Ces A3同源性达到92%、另外Bp Ces A5与Ptr Ces A6、Bp Ces A1与Ptr Ces A8也具有较高的同源性,分别为89%和82%。Bp Ces A1、Bp Ces A2、Bp Ces A3、Bp Ces A5基因随纤维素含量的增加,表达量也呈现增加趋势,推测这些基因在白桦的纤维素合成中起到促进的作用。本研究为揭示纤维素合成酶基因的功能分析提供了基础。     

穿透支原体铁蛋白的原核表达、纯化及生物信息学分析

[目的]表达纯化穿透支原体(Mycoplasma penetrans)铁蛋白(Ferritin)并利用生物信息学方法分析该蛋白的生物学特性。[方法]从NCBI网站上查到Mpe Ferritin的DNA和蛋白序列,并合成Ferritin基因,设计PCR引物,以合成基因为模板扩增Ferritin片段,将其与pET15b载体连接,将连接产物转化到大肠杆菌Top10感受态细胞。挑取阳性菌落,利用PCR和测序验证,提取质粒pET15b-Ferritin并将其转化到大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导目的蛋白表达,并使用Ni2+亲和法纯化Ferritin蛋白。然后用生物信息学方法分析Ferritin蛋白的生物学特性。[结果]Mpe Ferritin基因全长为540 bp,编码180个氨基酸。成功构建重组质粒pET15b-Ferritin,表达并纯化得到Ferritin蛋白。Ferritin蛋白定位于细胞质,无信号肽。它的α-螺旋占71.5%,β-转角占6.7%,延伸链占5.0%,无规卷曲占16.8%。由24个同源Ferritin蛋白分子组成24聚体。[结论]通过基因工程方法纯化得到Ferritin蛋白并分析了Ferritin的生物学性质。     

丹参SmHB12基因生物信息学及表达分析

植物同源异型域-亮氨酸拉链Ⅰ(homeodomain-leucine zipperⅠ, HD-ZipⅠ)转录因子在响应非生物胁迫方面发挥了重要作用。本研究根据干旱胁迫下丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)幼苗根转录组数据,克隆获得丹参HB12(SmHB12)基因片段并进行测序验证,其开放阅读框长度603bp,编码200个氨基酸。蛋白理化性质分析表明蛋白质相对分子量为22.95 kDa,理论等电点为5.42,含有丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点。亚细胞定位结果表明SmHB12蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明SmHB12基因在不同组织中均有表达,花中表达量最高,其次是茎和叶,根中最低,并受脱落酸(ABA)和聚乙二醇-6000 (PEG-6000)胁迫强烈诱导。上述结果为后续开展SmHB12基因的功能研究提供理论依据。     

C2株贾第虫SBDS基因的原核表达与生物信息学分析

目的:克隆、原核表达C2株蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia,简称贾第虫)的Shwachman-Bodian-Diamond syndrome(SBDS),并对其进行生物信息学分析。方法:以C2株贾第虫基因组DNA为模板获得SBDS基因编码区,克隆入原核表达载体p ET-28a(+),测序并进行生物信息学分析,将重组质粒p ET-28a(+)-SBDS在大肠杆菌Rosetta(DE3)中诱导表达,SDSPAGE及Western blot验证表达效果。结果:成功构建了C2株贾第虫SBDS原核表达载体并在在大肠杆菌中得到了高效表达,SDS-PAGE及Western blot显示,在相对分子量约29k Da的位置出现目的蛋白条带,与理论值相符;生物信息学分析显示贾第虫SBDS蛋白在空间上形成三个结构域,在进化上与其它现存真核生物亲缘关系较远。结论:原核表达并分析了贾第虫SBDS蛋白,为贾第虫SBDS的进一步研究提供了基础。     

大豆GmLEC2基因的生物信息学及表达分析

AtLEC2基因最早发现于拟南芥中,是参与体细胞胚胎发生与种子发育过程的重要基因,在植物生长和发育过程中起着非常关键的作用。本研究选择功能已知的AtLEC2基因作为参考,对大豆GmLEC2基因的启动子元件、蛋白的功能、等电点、脂肪指数、亲水性、不稳定系数、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、二级结构、三级结构和结构域进行预测分析。并采用荧光定量RT-PCR方法对GmLEC2基因的组织特异性表达进行分析。本研究的结果为今后进一步研究该基因的生物学功能提供了理论基础。     

人PRMT5基因的生物信息学分析

PRMT5 (Protein arginine methyltransferase 5)已经广泛地作为组蛋白甲基转移酶修饰H4R3、H2AR3和H3R8,从而潜在地影响多个信号传导途径。本研究为了对人PRMT5基因进行生物信息学方面的深入分析,以PRMT5基因序列及编码蛋白序列为材料,通过生物信息学方法分析了PRMT5基因的DNA序列、启动子及CpG岛、RNA结构,及该蛋白的理化性质、亚细胞定位、信号肽与跨膜区域、互作蛋白、系统发育等。研究结果表明,人PRMT5在物种间的保守性相对较高,位于染色体14q11.2,大小为1 911 bp,潜在核心启动子在1 014~1 064 bp,没有预测到CpG岛。PRMT5基因编码637个氨基酸残基,分子量为10 157 Da,等电点为5.88,不稳定系数是44.33;该蛋白更可能定位于细胞质,无明显的信号肽及跨膜结构;主要的二级结构元件是α-螺旋结构和无规卷曲,包含一个SAM-dependent MTase功能结构域,同时有10个可能的互作蛋白;进化分析表明黑猩猩和猕猴与人PRMT5蛋白亲缘关系最近。