藏羊IL-2基因的RT-PCR扩增、序列分析及蛋白结构预测

设计藏羊IL-2基因特异性引物,提取藏羊脾脏总RNA,RT-PCR技术扩增IL-2基因并测序,应用生物学软件进行序列分析及蛋白结构预测。研究表明,藏羊IL-2基因长度为405 bp,编码135个氨基酸,藏羊IL-2基因与参考绵羊(登录号:NM_001009806.1,X60148.1)、山羊(登录号:NM_001287567.1,AF307018.1,U34274.1)、藏羚羊、水牛和牦牛IL-2基因的核苷酸序列同源性依次为100.0%、99.8%、99.8%、99.3%、99.0%、99.5%、98.0%和95.8%,氨基酸序列同源性依次为100.0%、100.0%、100.0%、98.5%、98.5%、100.0%、97.0%和93.3%。蛋白结构预测研究表明,IL-2蛋白具有1个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个蛋白激酶C磷酸化位点、1个N-糖基化位点和1个白细胞介素-2信号。研究成果可为藏羊IL-2基因抗病功能的研究提供基础参考数据。     

产气荚膜梭菌青海分离株virS基因序列分析与蛋白结构预测

为了探究产气荚膜梭菌virS基因的结构及其编码蛋白的功能,本研究提取了产气荚膜梭菌青海分离株基因组DNA,PCR扩增virS基因、测序并分析序列与蛋白结构,使用在线服务器对VirS蛋白进行功能位点、三级结构、信号肽以及跨膜结构域预测。研究表明,产气荚膜梭菌分离株virS基因长度为1323 bp,编码440个氨基酸;分离株virS基因与JIR4025菌株、FORC-025菌株、Del1菌株、FORC-003菌株、LLY-N11菌株、CP15菌株、13菌株、ATCC13124菌株、JP55菌株、JP838菌株、EHE-NE18菌株以及SM101菌株等参考产气荚膜梭菌比对后,显示其核苷酸序列同源性依次为99.2%、99.5%、99.4%、99.4%、99.3%、99.3%、99.2%、99.0%、98.9%、98.2%、97.9%以及95.4%,氨基酸序列同源性依次为99.1%、99.5%、99.8%、99.5%、99.5%、99.5%、99.1%、99.5%、99.5%、98.2%、97.7%以及94.6%;二级结构预测表明分离株VirS蛋白主要由α螺旋组成,其次是β折叠;三级结构预测显示分离株VirS蛋白有5种结构,蛋白功能位点预测表明分离株virS蛋白具有5个N-糖基化位点、2个N-豆蔻酰化位点、5个蛋白激酶C磷酸化位点、2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个酪氨酸激酶磷酸化位点和1个糖基水解酶家族V。     

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。     

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。     

藏酋猴达菲抗原/趋化因子受体基因的克隆与序列分析

利用GenBank公布的恒河猴达菲抗原/趋化因子受体基因(FY)核苷酸序列设计2对特异引物,采用PCR方法克隆藏酋猴Macaca thibetana FY基因,分别得到1.0kb和1.1kb的DNA片段,通过DNA测序和序列拼接获得藏酋猴FY基因1491bp片段,该片段包含2个外显子(21bp和990bp)和1个内含子(480bp)。该基因开放阅读框长1011bp,编码336个氨基酸,该蛋白等电点是5.77,分子量是35.52kDa,分子半衰期30h,不稳定指数是39.84,总平均疏水性是0.689,是疏水性蛋白。拓扑结构预测显示该基因编码氨基酸有15个潜在的功能位点:3个N-糖基化位点,2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,10个N-肉豆蔻酰化位点。整个蛋白质多肽链含有7个跨膜螺旋区,4个细胞外区和4个细胞内区。同源性比较结果显示,与人、恒河猴、牛、兔、犬、大熊猫6个物种FY基因编码区核苷酸序列间同源性分别为94.7%、99%、75.2%、80.2%、74.5%、71.7%,氨基酸序列间同源性分别为92%、99%、89.8%、78.2%、90%、89.3%。系统进化树结果表明:藏酋猴与恒河猴亲缘关系最近,与人类亲缘关系较近。     

兰州大尾羊MAPK13基因cDNA克隆及生物信息学分析

克隆兰州大尾羊促分裂素原活化蛋白激酶MAPK13基因,并分析其序列及其编码蛋白的生物学特性,为研究绵羊MAPK13基因的功能和生产应用提供参考。根据绵羊MAPK13基因CDS序列设计特异引物,利用RACE和RT-PCR技术克隆获得兰州大尾羊MAPK13基因全长序列,并结合生物信息学方法分析其生物学特性。克隆获得兰州大尾羊MAPK13基因cDNA序列全长1 397 bp,其CDS区片段长1 102 bp,编码367个氨基酸。预测兰州大尾羊MAPK13蛋白分子量为42.29 kD,理论等电点为8.82,为非跨膜的疏水性蛋白,亚细胞定位主要在细胞质中,无信号肽,不属于分泌蛋白。预测其氨基酸序列有19个磷酸化位点,3个糖基化位点,3个磷酸化功能结构域,4个其他结构域,1个LCR片段,二级结构以α-螺旋为主。同源性分析显示兰州大尾羊MAPK13基因序列与已发布的绵羊MAPK13 mRNA序列(登录号:NM_001139455.1)相比,其第852位发生碱基转换(CA),导致编码蛋白第265位氨基酸发生碱基转换(ST),同时,第951位发生碱基转换(TG),但其所编码氨基酸不变。构建的基因进化树分析结果显示兰州大尾羊与牛亲缘关系最近。兰州大尾羊与其他物种MAPK13基因在结构上相似性较高,说明该基因具有高度的保守性,其序列包含的S_TKc结构域可将ATP的γ磷酰基转移到蛋白质丝氨酸/苏氨酸残基上,导致一系列肥胖相关基因的功能失调和表达变化,为进一步研究MAPK13基因与成脂分化过程的相关性提供了参考。     

拟黑多刺蚁脱皮激素受体编码基因的克隆及系统发育分析

为了研究脱皮激素受体在拟黑多刺蚁发育中的功能,本项目采用逆转录PCR方法从拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina Roger)中克隆到脱皮激素受体编码基因PvEcR全长序列,对其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析。从拟黑多刺蚁中克隆到脱皮激素受体蛋白编码基因1 737bp的全长序列,该序列编码578个氨基酸,预测的蛋白分子量大小为63.098×103,理论等电点为7.41。NCBI蛋白质数据库中进行Blast搜索表明,拟黑多刺蚁脱皮激素受体蛋白PvEcR存在至少6类保守结构区域,主要为DNA结合位点、配体结合位点和激活因子识别位点。PvEcR蛋白序列磷酸化位点预测共揭示48个可能的磷酸化位点。PvEcR与其他昆虫脱皮激素受体蛋白在氨基酸序列上同源性高达70%以上。基于脱皮激素受体蛋白氨基酸序列构建的系统发育树表明,几乎所有蚁类脱皮激素受体形成一个大分支,其中拟黑多刺蚁与佛罗里达弓背蚁表现出最近的亲缘关系。     

杜仲Dirigent蛋白编码基因的克隆及序列分析

分别以杜仲基因组DNA和cDNA为模板克隆DIRs基因,并分析其序列及其蛋白的遗传特性。以杜仲为研究对象,利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术获得杜仲DIRs序列,并结合生物信息学方法对杜仲DIRs的序列进行深入分析。从杜仲中克隆DIRs基因序列,利用生物信息手段分析DIRs基因与其它物种的同源性、结构域、功能域、蛋白质理化特性、蛋白质序列跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点以及编码蛋白二级结构等进行分析。克隆的杜仲DIRs片段序列有468bp,不含内含子,编码155个氨基酸。推测的编码蛋白的氨基酸序列与芝麻、五味子同源性最高,分别达71%和70%,具有的5个保守基序,第1～148位之间是个高度保守的结构功能域—Dirigent,为亲水性蛋白,相对分子质量为17kD,理论等电点为4.91,不具有跨膜区;亚细胞定位在细胞质中,不属于分泌蛋白;序列预测具有13个磷酸化位点,未预测到糖基化位点,二级结构主要以无规则卷曲结构组成。以上研究为进一步探讨DIRs基因在木脂素生物合成途径中的功能提供了理论依据。     

锦鲤疱疹病毒丹东株ORF83基因克隆及生物信息学分析

锦鲤疱疹病毒病是具有高致病性、传染性的疾病,对渔业生产造成巨大的危害。为了研究锦鲤疱疹病毒衣壳蛋白ORF83的结构和功能,本研究采集感染锦鲤疱疹病毒活鱼样品,经DNAStar软件预测分析、DNA提取,PCR扩增、重组质粒构建等步骤成功克隆到ORF83(1)和ORF83(2)基因。应用生物信息学分析蛋白结构与功能,并构建系统进化树。结果显示,两蛋白均能编码前体蛋白,均由α螺旋、β折叠、无规则卷曲组成,均有4个跨膜区域;抗原性较好;但不含保守结构域;ORF83(1)N端11个氨基酸序列为信号肽序列;ORF83(2)N端33个氨基酸序列为信号肽序列;ORF83(1)氨基酸序列存在1个潜在的N-糖基化位点、ORF83(2)氨基酸序列存在3个潜在的N-糖基化位点,两蛋白均潜在13个磷酸化位点,无潜在的O-糖基化位点;系统进化树分析表明,KHV-DD ORF83与美国株、以色列株、日本株均具有同源性。通过研究表明,本研究成功克隆到ORF83基因,并对其结构和功能进行分析,获得重要的生物信息学数据,为进一步研究锦鲤疱疹病毒发病机制和疱疹病毒抗体制备等提供了理论基础。     

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。     

藏山羊GEM基因克隆及组织表达分析

本研究旨在克隆获得藏山羊GEM基因序列,预测其生物学功能,并阐明其组织表达特征。利用TA法克隆获得藏山羊GEM基因序列,并利用qPCR技术检测该基因在不同组织中的表达丰度。结果显示,藏山羊GEM基因序列1 096 bp,CDS区为936 bp,共编码311个氨基酸;GEM蛋白具有磷酸化位点和糖基化位点共33个,为不稳定碱性疏水蛋白质,主要在细胞核发挥生物学作用;藏山羊GEM基因的核苷酸序列和氨基酸序列均与反刍动物的序列具有很高的同源性;GEM基因在藏山羊肺组织中高表达(p0.01),其次高表达于脾组织(p0.01),均极显著高于其他组织。本研究为进一步了解藏山羊GEM基因功能提供基础数据。     

繁缕核糖体失活蛋白基因克隆及序列分析

采用同源克隆结合RACE法,克隆了繁缕核糖体失活蛋白的全长cDNA,命名为q3(GenBank accession GQ870262)。序列分析结果表明,q3的开放阅读框(ORF)长780 bp,编码259个氨基酸。序列G+C含量为41.5%,与大部分Ⅰ型RIP基因相近。q3编码的蛋白质命名为Q3,理论分子量为28.16 kD,pI为9.44,均与Ⅰ型核糖体失活蛋白相近;包含由23个氨基酸组成的信号肽。功能结构域分析发现,该蛋白含有3个蛋白激酶磷酸化位点、4个络氨酸蛋白激酶磷酸化位点和7个N-肉豆蔻酰化位点。三级结构预测发现,有35.52%的氨基酸残基参与了α螺旋,24.32%的氨基酸残基组成延伸链,40.15%的氨基酸残基随机缠绕其中。基于繁缕及其近缘种核糖体失活蛋白的氨基酸序列构建的系统发育树显示,其结构与经典分类结果基本一致。     

大熊猫核糖体蛋白S11亚基基因(RPS11)cDNA的克隆及序列分析

RPS11是核糖体小亚基40S的组成部分,由RPS11基因所编码,属于核糖体蛋白S17p家族,主要存在于真核生物中.为了解大熊猫核糖体蛋白亚基RPS11基因的结构特点及其与已报道的人和其他哺乳动物核糖体蛋白亚基RPS11 基因的异同,本研究根据已报道的部分哺乳动物核糖体蛋白S11亚基基因(RPS11)的相关信息设计引物,运用RT-PCR 技术从大熊猫的肌肉组织总RNA中成功克隆了核糖体蛋白亚基RPS11基因,并进行了测序和序列分析.结果表明:大熊猫RPS11亚基基因的开放阅读框(ORF)长为477 bp,编码158 个氨基酸的蛋白质,该蛋白的相对分子量为18.4275 kDa,pI为10.96.拓扑预测显示该蛋白含有14个功能位点:即2 个N-糖基化位点,6个蛋白激酶C磷酸化位点,4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,1个酪氨酸激酶磷酸化位点和1个核糖体蛋白S17 signature位点.进一步分析发现,大熊猫RPS11基因与已报道的部分哺乳动物的表达序列及其编码的氨基酸序列都具有很高的相似性.本研究结果为丰富和完善哺乳动物RPS11基因资源库提供了基础资料.     

齐口裂腹鱼白介素-1β基因的克隆及表达谱

探讨齐口裂腹鱼白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)基因的基本特点。用RT-PCR方法以齐口裂腹鱼脾脏c DNA作为模板扩增IL-1β基因,用生物信息学软件分析其序列,用RT-PCR方法检测IL-1β基因在齐口裂腹鱼6种组织的表达情况。克隆获得的IL-1β序列长1 252 bp,共编码276个氨基酸。Gen Bank序列号为KU886235。IL-1β蛋白相对分子量为31.25 k D,等电点5.45,预测为亲水性蛋白。二级结构主要结构元件为随机卷曲和延伸链,有4个N-糖基化位点和16个磷酸化位点。NJ法系统进化树显示,齐口裂腹鱼与鲤鱼、鲫鱼的亲缘关系最近。组织表达分析显示,IL-1β基因主要在脾脏和肾脏中表达。这为深入研究鱼IL-1β的生物学功能提供理论依据。     

内蒙古白绒山羊erk2基因的克隆及表达模式分析

旨在克隆内蒙古白绒山羊erk2基因cDNA并分析其基本表达模式。采用RT-PCR方法克隆白绒山羊erk2基因cDNA。通过在线软件Blast进行核酸序列分析,用SMART与Psite进行氨基酸序列分析。定量RT-PCR检测erk2基因在绒山羊组织中的表达特异性。免疫组化法检测绒山羊睾丸中erk2表达。克隆到的内蒙古白绒山羊erk2基因cDNA片段 (GenBank Accession No.JX569765) 长1 083 bp,包含了编码360个氨基酸残基的全长ORF,氨基酸序列与牛的ERK2 (Bos Taurus BC133588.1) 同源性为100％。SMART分析表明,ORF编码的蛋白包含了活化位点“TEY”及具有丝氨酸/苏氨酸激酶催化活性的S-TKc结构域。Psite分析表明,含2个N-糖基化位点、1个依赖于cAMP/cGMP的蛋白激酶磷酸化位点、3个蛋白激酶c磷酸化位点、5个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个N-豆蔻酰化位点、2个异戊二烯基结合区 (CAAX box)、7个微体羧基端靶向信号、2个蛋白激酶ATP结合区标记及一个丝/苏氨酸蛋白激酶活性区域标记。PSORT (k-NN prediction) 程序预测其定位于细胞质中。定量RT-PCR分析显示erk2基因mRNA丰度在心脏、皮肤以及乳腺组织中mRNA丰度较高,脾、肾中的表达相对较低。在睾丸中检测到ERK2蛋白表达。     

罗非鱼无乳链球菌α蛋白基因的克隆、鉴定及分子特性分析

本研究克隆了罗非鱼源无乳链球菌HN0101分离株的α蛋白基因,通过生物信息学对其序列分析结果显示:α蛋白基因的ORF由1341个碱基组成,编码一个长度为446个氨基酸的多肽,N-端具有一个保守的YSIRK信号肽序列和一个AlphaC_N超家族结构域,C-末端含有1个保守Gram_pos_anchor超家族结构域,而在中间具有2个重复的Rib结构域;比较不同来源分离株的α蛋白结构,发现主要区别在于Rib结构域重复数目的不同;同源性及系统进化树分析,发现本株菌的α蛋白与已报道的人源A909和鱼源GD201008-001α蛋白聚为一簇,同源性达100%;罗非鱼源无乳链球菌α蛋白为亲水性蛋白,存在一个跨膜区,有37个潜在的磷酸化位点和1个潜在的N-糖基化位点;二级结构分析发现存在较多的无规则卷曲,推测有12个氨基酸区域可能是B细胞抗原表位;当选择大肠杆菌为表达宿主时,该重组蛋白的溶解度高达100%,亚细胞定位显示该蛋白位于细胞壁上。     

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。     

单增李斯特菌hfq基因的克隆及分子特征分析

目的:了解单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)SB5野毒株ncRNA伴侣分子hfq基因及其编码蛋白质的分子生物学特征。方法:利用PCR方法对hfq基因进行扩增、克隆及测序,对hfq基因分子特征进行分析,预测其编码蛋白质的二三级结构及功能活性位点,对其进行同源性及遗传变异分析。结果:LM hfq基因全长234 bp,编码77个氨基酸,对推导的Hfq氨基酸序列分析发现从N端到C端包含1个α-螺旋及5个β-折叠,具有RNA结合位点及六聚体结合位点。LM-SB5 hfq基因核苷酸序列与李斯特菌属各菌株同源率为94.5~100%,与其他种属细菌同源率为36.19~62.39%。结论:Hfq蛋白具有RNA的结合位点,可能在细菌ncRNA调节基因表达过程中发挥重要作用。     

羊流产嗜衣原体ompA基因克隆及生物信息学分析

分析羊流产嗜衣原体ompA基因结构并预测其编码蛋白的结构和功能。采用DNA Star、DNA MAN、vector NTI suite11.5序列分析软件和在线网站ExPASy分析该基因的结构和预测其编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、一级结构修饰位点、二级结构特征及三维空间构象、潜在抗原表位等。结果显示,该基因全长1 170 bp,可编码389个氨基酸,编码蛋白理化性质较稳定,无各种亚细胞定位序列,含有多个能被其他酶修饰的位点,该蛋白以无规则卷曲为主,大部分氨基酸残基包埋在分子内部,含5个跨膜区,3个亲水性较强的抗原表位。ompA基因生物信息学分析结果为ompA蛋白功能的深入研究和新型多价疫苗的开发提供了基础数据。     

烟草T-phylloplanin基因编码蛋白结构与功能的生物信息分析

利用美国国家生物技术信息中心(NCBI)网站所提供的相关信息,分析T-phylloplanin基因编码蛋白。该基因全长861hp,有一个完整的330hp的开放读框,编码110个氨基酸。该基因编码蛋白分子量为11.31kD,理论等电点为7.74。其氨基酸残基的不同区域分布有多N-糖基化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和N-肉豆蔻酰化位点,还有一个跨膜信号肽。T-phylloplanin基因编码蛋白与烟草叶片短柄腺毛分泌的抗性蛋白具有高度的同源性(93%),显示它在烟草抗性系统研究中有潜在价值。