毛果杨半胱氨酸蛋白酶基因PtCP2和PtCP4原核表达及蛋白纯化

【目的】对毛果杨半胱氨酸蛋白酶基因Pt CP_2和Pt CP4进行原核表达及重组蛋白纯化,为进一步研究该基因的酶学特征和生理功能打下基础。【方法】从毛果杨中克隆两个半胱氨酸蛋白酶基因Pt CP_2和Pt CP4,构建其原核表达载体p ET-30a-Pt CP_2及p ET-30a-Pt CP4,并在转入大肠杆菌后在体外诱导表达重组蛋白,采用包涵体洗涤法对目的蛋白进行纯化。【结果】Pt CP_2基因CDS序列全长1107 bp,编码368个氨基酸;Pt CP4基因CDS序列全长1104 bp,编码367个氨基酸。Pt CP_2和Pt CP4基因编码的蛋白均属于RD19A-like类型木瓜蛋白酶。Pt CP_2和Pt CP4基因在毛果杨根、茎、叶中均有表达,其中Pt CP_2在叶中表达量最高,Pt CP4在根中表达量最高。通过包涵体洗涤法在体外得到了高表达量、单一的重组蛋白Pt CP_2和Pt CP4,切除信号肽后蛋白酶大小分别为38.151和38.069 k D。【结论】原核表达获得的纯化重组蛋白Pt CP_2和Pt CP4可用于进一步研究毛果杨半胱氨酸蛋白酶的酶学特征和生理功能。     

香蕉BBI 型蛋白酶抑制剂（MaBBI1）的诱导、变性和复性

BBI(Bowman-Birk protease inhibitor)是一种富含半胱氨酸的植物蛋白酶抑制剂,其抑制的蛋白酶主要包括胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶等丝氨酸蛋白酶。以从香蕉(Musa acuminata L.cv.Brazilian)根中提取的总RNA逆转录成的c DNA为模板,根据NCBI公布的野生型马来西亚蕉(Musa acuminata subsp.Malaccensis)BBI基因(收录号:XM_009415512)的序列设计引物,克隆了1个BBI型蛋白酶抑制剂基因(MaBBI1)。MaBBI1基因大小为381 bp,编码126个氨基酸,包括12个半胱氨酸(9.5%),将该基因构建到载体p GEX-6P-1上转化大肠杆菌Rossetta菌株进行重组蛋白GST-MaBBI1的诱导表达。在IPTG诱导3 h后,一个预测分子量为40.8953 ku的GST-MaBBI1融合蛋白被大量表达。IPTG诱导后的GST-MaBBI1融合蛋白是不溶的并累积成包涵体,通过对包涵体进行变性和复性的方法得到可溶的GST-MaBBI1融合蛋白,为进一步在体外研究该蛋白的功能奠定基础。     

家蚕组织蛋白酶O（BmCatO）基因鉴定及表达分析

【目的】克隆家蚕（Bombyx mori）蛋白酶O基因Cathepsin O（BmCatO）,分析其mRNA表达特征,通过原核表达、蛋白纯化和多次免疫新西兰大白兔获得多克隆抗体,为进一步探究组织蛋白酶O在家蚕变态发育中的功能奠定基础。【方法】利用RACE技术克隆获得家蚕组织蛋白酶O的全长cDNA序列,然后采用RT-PCR对其时空表达特征进行研究。从NCBI下载其他物种组织蛋白酶O基因序列,利用Clustalx和MEGA 6.0软件进行同源比对和进化分析。选取特异性较高的片段设计特异性引物,将PCR扩增产物连接至PET32a质粒,转化至E. coil表达菌株Rosetta(DE3),经IPTG诱导获得组织蛋白酶O重组蛋白,然后利用Ni+亲和层析方法对重组蛋白进行纯化,最后多次免疫新西兰大白兔获得多克隆抗体。【结果】家蚕组织蛋白酶O基因存在于家蚕第14号染色体上,scaffold为nscaf2943,基因编号BGIBMGA009231。该基因有两种剪切形式,剪切体1开放阅读框（ORF）全长为1 071 bp,编码356个氨基酸,预测蛋白分子量36 kD,等电点8.594;剪切体2 ORF全长为942 bp,编码313个氨基酸,预测蛋白分子量40 kD,等电点7.951。两种剪切体均有6个外显子和5个内含子构成,剪切体2的第六外显子出现部分缺失。两种剪切体编码的蛋白结构相似,均含有信号肽、Inhibitor129和Pept-C1结构域。进化分析结果表明,无脊椎动物组织蛋白酶单独聚为一类,且家蚕组织蛋白酶O与同为鳞翅目成员的二化螟（Chilo suppressalis）组织蛋白酶O最为接近。RT-PCR结果显示该基因特异性持续表达于幼虫血细胞,剪切体1的表达水平明显高于剪切体2,但这两种剪切体在幼虫血细胞发育时期表达趋势一致。构建家蚕组织蛋白酶O原核表达系统,利用亲和层析纯化获得高纯度的家蚕组织蛋白酶O重组蛋白,并利用纯蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,ELISA显示其效价高达到1﹕1 280 000。Western印迹结果表明,该抗血清可以特异性识别家蚕组织蛋白酶O重组蛋白。【结论】获得了家蚕组织蛋白酶O基因的完整cDNA序列及表达特征,经原核表达、纯化获得高纯度的融合蛋白,通过多次免疫新西兰大白兔成功获得抗体。     

百脉根半胱氨酸蛋白酶基因在根瘤衰老过程中的表达分析

为明确半胱氨酸蛋白酶与定型根瘤衰老的相关性,通过与已鉴定的紫云英半胱氨酸蛋白酶AsNODf32进行序列比对分析,从百脉根中鉴定出2个与根瘤衰老相关的蛋白酶基因LjCyp1和LjCyp5。蛋白序列及结构分析表明,LjCyp1和LjCyp5同源性高达96.2%,均含有2个典型的半胱氨酸蛋白酶结构域和液泡定位信号肽,属于木瓜蛋白酶家族。体外酶活检测显示,2个蛋白都具有半胱氨酸蛋白酶活性。通过Realtime PCR和组织化学定位分析表明,2个蛋白酶基因主要在成熟和衰老的根瘤中表达。结果表明LjCyp1和LjCyp5可能在百脉根根瘤衰老过程中发挥重要作用。     

猪囊尾蚴MTsCL-1基因的原核表达

【目的】探讨原核表达猪囊尾蚴TsCL-1蛋白的生物学特性,为研究半胱氨酸蛋白酶(Cysteine proteinase,CP)在猪囊尾蚴与宿主相互关系中的作用奠定基础。【方法】将含有猪囊尾蚴半胱氨酸蛋白酶TsCL-1基因的pGEX-4T TsCL-1重组质粒转入大肠杆菌BL21进行表达,诱导后的重组菌裂解上清通过谷胱甘肽（GST）琼脂糖亲和层析法进行纯化,纯化产物利用明胶蛋白电泳法进行活性检测。【结果】经SDS-PAGE分析显示,猪囊尾蚴TsCL-1基因表达的重组蛋白相对分子质量约为61 ku,表达的目的蛋白约占菌体总蛋白的57.4%。表达产物应用GST琼脂糖凝胶纯化后,纯化蛋白的纯度可达90%以上。明胶蛋白电泳结果显示,纯化蛋白对明胶具有水解活性,并且其水解活性能被半胱氨酸蛋白酶特异性抑制剂E-64抑制。【结论】从重组菌中成功表达了目的蛋白,该蛋白具有明显的水解活性,且E-64对其水解活性有抑制作用。     

猪囊尾蚴TsCL-1基因的原核表达

【目的】探讨原核表达猪囊尾蚴TsCL-1蛋白的生物学特性,为研究半胱氨酸蛋白酶(Cysteine proteinase,CP)在猪囊尾蚴与宿主相互关系中的作用奠定基础。【方法】将含有猪囊尾蚴半胱氨酸蛋白酶TsCL-1基因的pGEX-4T-TsCL-1重组质粒转入大肠杆菌BL21进行表达,诱导后的重组菌裂解上清通过谷胱甘肽(GST)-琼脂糖亲和层析法进行纯化,纯化产物利用明胶蛋白电泳法进行活性检测。【结果】经SDS-PAGE分析显示,猪囊尾蚴TsCL-1基因表达的重组蛋白相对分子质量约为61ku,表达的目的蛋白约占菌体总蛋白的57.4%。表达产物应用GST琼脂糖凝胶纯化后,纯化蛋白的纯度可达90%以上。明胶蛋白电泳结果显示,纯化蛋白对明胶具有水解活性,并且其水解活性能被半胱氨酸蛋白酶特异性抑制剂E-64抑制。【结论】从重组菌中成功表达了目的蛋白,该蛋白具有明显的水解活性,且E-64对其水解活性有抑制作用。     

肝片吸虫CatL1D蛋白的免疫原性研究

【目的】研究绵羊肝片吸虫(Fasciola hepatica,Fh)CatL1D蛋白的分子特征和免疫原性。【方法】利用RT-PCR技术扩增出CatL1D基因,用相关软件分析其编码蛋白的生物学信息。将CatL1D基因克隆入表达载体pET-32a(+)中,构建原核表达载体pET-CatL1D,进行BamHⅠ/XhoⅠ双酶切和测序鉴定。将pET-CatL1D载体转化入大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE和Western blot分析;以纯化后的重组蛋白CatL1D为抗原免疫小鼠,利用间接ELISA方法检测抗体效价,分析其免疫原性。【结果】成功克隆了CatL1D基因,该基因全长981 bp,编码326个氨基酸,其中第21-79位氨基酸为组织蛋白酶前肽抑制剂结构域,第108-321位氨基酸为木瓜蛋白酶家族半胱氨酸蛋白酶保守结构域;CatL1D蛋白含有6个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、11个豆蔻酰化位点、1个蛋白激酶C磷酸化位点,含有10个优势抗原表位。成功构建了pET-CatL1D原核表达载体,诱导表达出CatL1D重组蛋白;SDS-PAGE和Western blot分析表明,重组蛋白CatL1D分子质量为51 ku,以包涵体的形式表达,具有较强的反应原性。间接ELISA法检测结果表明,重组蛋白CatL1D免疫小鼠血清抗体效价可达1∶102 400,证实其具有良好的免疫原性。【结论】Fh重组蛋白CatL1D具有较强的抗原性,有开发为早期诊断抗原和亚单位疫苗的潜力。     

淡紫拟青霉丝氨酸蛋白酶基因克隆表达及抗血清的制备

[目的]探索利用大肠杆菌进行丝氨酸蛋白酶PL基因的克隆与表达及抗血清制备的方法。[方法]根据报道的PL蛋白基因序列设计1对引物,通过RT-PCR扩增获得PL基因片段,对重组载体进行构建、鉴定和序列分析,用表达的特异蛋白条带制备抗原,免疫家兔制备抗血清。[结果]通过RT-PCR扩增得到长约850 bp的PL基因片段,将其克隆到原核表达载体pET-22b(+)中,获得的重组子pET-22b-PL转化E.coliBL21(DE3),经最终浓度为1 mmol/L IPTG诱导37℃培养4 h,获得约31 kDa大小的重组蛋白。SDS-PAGE电泳分析表明,该蛋白表达量占菌体总蛋白的60%,说明该蛋白得到了高效表达。用表达的特异蛋白条带制备的免疫家兔制备抗血清,经ELISA测定效价为1/10 000。[结论]通过基因重组可获得PL基因在大肠杆菌中的高效表达蛋白,且该蛋白具有较高的免疫活性。     

毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制剂基因PtrSPI的克隆及真核表达

利用PCR技术从毛果杨(Populus trichocarpa)中分离得到1条丝氨酸蛋白酶抑制剂基因PtrSPI,该基因cDNA编码区全长为1176 bp,可编码391个氨基酸。BlastP预测结果显示,该丝氨酸蛋白酶抑制剂属于SERPIN超家族。多序列比对结果表明,毛果杨PtrSPI基因的氨基酸序列与已报道的胡杨(P.euphratica)丝氨酸蛋白酶抑制剂氨基酸序列XP_011030699同源性最高,相似性为92%,且蛋白的C端氨基酸序列都含有高度保守的反应中心环(RCL)。在此基础上,成功构建了PtrSPI基因的重组真核表达载体pPICK-PtrSPI并获得了重组毕赤酵母菌株GS115-PtrSPI。利用终质量分数为0.5%甲醇诱导重组真核蛋白表达,SDS-PAGE电泳结果显示,在42648.45处出现了重组蛋白,与预期值一致。     

橡胶树半胱氨酸蛋白酶基因HbCP3的克隆与表达特性分析

半胱氨酸蛋白酶是一类重要蛋白水解酶,其广泛参与植物的生长发育及各种生物与非生物胁迫的应答。根据EST序列信息设计引物,从橡胶树的根中分离到1条1 056 bp的c DNA。该序列包含1个1 023 bp的开放阅读框(ORF),13 bp的5'UTR和20 bp的3'UTR。ORF预测编码340个氨基酸,相对分子质量为37 350,等电点为5.24,属于液泡定位的分泌型蛋白。该蛋白含有1个Inhibitor_I29和1个Peptidase_C1A结构域,可归为木瓜蛋白酶C1家族。该蛋白与蓖麻(Ricinus communis)和杨树(Populus trichocarpa)中同源蛋白的相似性都在80%以上,将基因命名为Hb CP3。表达分析显示,在橡胶树的根、树皮、木质部、芽、叶片、叶柄和乳管等组织中,基因仅在根中表达。     

Identification of Molecular Marker Linked to Salt Tolerance Gene in Alfalfa

The study has established the F2 offspring obtained by crossing salt-tolerant with salt-sensitive alfalfa, and appraised the salt-tolerant F2 offspring seedling was evaluated in pot culture. With the F2 segregated population, the research has obtained a molecular marker linked with salt-tolerant genes of alfalfa using the improved BSA combined with RAPD. The RAPD PCR products were excised from the agarose gel and purified using a kit, then were mixed with pMD-18T vector and sequenced. Sequencing result indicated the RAPD marker was 1 438 bp in length. Similarity researches using blast in Genbank indicated that the nucleotide sequence of the RAPD marker showed 93% and 91% similarity with mth2-6el8 gene fragment （347 bp） and ruth2-33122 gene fragment （334 bp） of Medicago truncatula respectively. Medicago truncatula is a close relative of alfalfa and Mth2-6el8 is a molecular marker of the gene coding for a cysteine protease which was saltinducible in some plants. These results indicated the RAPD marker was possibly related to cysteine protease genes in alfalfa.     

无核荔枝半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因克隆及序列分析

[目的]对无核荔枝的半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因进行克隆,并对其序列下进行分析。[方法]根据构建的无核荔枝胚败育SSH消减文库的半胱氨酸蛋白酶抑制剂EST序列,通过RACE技术获得半胱氨酸蛋白酶抑制基因的核苷酸序列并应用生物信息学软件进行分析。[结果]获得一个635 bp的半胱氨酸蛋白酶抑制基因序列,预测该序列含有321 bp的开放阅读框,推导其编码的蛋白质含106个氨基酸,具有半胱氨酸蛋白酶抑制剂保守区,与多个物种的半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因具有较高的同源性。[结论]为进一步研究半胱氨酸蛋白酶抑制剂在植物中的生理功能奠定了基础。     

Molecular Cloning and Characteristics Analysis of ghrelin Gene in Asian Swamp Eel(Monopterus albus)

Ghrelin is an important signaling molecule linking reproductive and energy metabolism. In this study, ghrelin gene of Monopterus albus was cloned. Its structure and function were analysized preliminarily. By Rapid Amplification of cDNA Ends(RACE) technique, full-length cDNA and DNA sequences of ghrelin gene were obtained. The full-length ghrelin cDNA(GenBank accession no. JX122807) was 552 bp long, containing a 115 bp 5'-untranslated region, a 324 bp open reading frame and a 113 bp 3'-untranslated region. The full-length ghrelin DNA was 1 323 bp, consisting of three introns and four exons. The exon/intron junction sequences conformed to the GT/AG rule. Three introns were 594, 84 and 93 bp in length, respectively; four exons were229, 78, 112 and 133 bp in length, respectively. The results of amino acid sequence analysis showed that the deduced propreghrelin sequence of M. albus contained a signal peptide(SP) consisting of 22 amino acid residues, a mature peptide(MP)consisting of 19 amino acid residues and a C-terminal amino acid residue. Among them, the third amino acid of MP was serine(Ser~3) as the site for N-acylation and N-deacetylation reactions; the C-terminal amino acid residue sequence might contain a peptide hormone obestatin, which is a physiological antagonist of mature Ghrelin peptide. The homology and phylogenic relationships analyses of amino acid sequences suggested that propreghrelin of M. albus had high similarity to those of several Perciformes fishes; the propreghrelins of M. albus, Perciformes and Heterosomata fishes were clustered into a subgroup. The high conservatism of the gene structure and the amino acid sequences indicated that Ghrelin exerts important physiological functions and plays similar physiological mechanisms in vertebrates.     

纳豆芽胞杆菌KX株纳豆激酶基因的克隆及序列分析

设计引物进行PCR反应,从纳豆芽孢杆菌基因组DNA中扩增和克隆纳豆激酶基因.序列分析表明,所克隆的纳豆激酶基因序列全长1 473 bp,其中阅读框架1 143 bp,阅读框架以GTG为起始密码子,编码包括信号肽、前导肽、成熟肽在内的381个氨基酸;表达产物为前纳豆激酶原,其中N端29个氨基酸组成信号肽,随后的77个氨基酸组成前导肽,最后的275个氨基酸组成成熟肽.     

蝉拟青霉类枯草杆菌蛋白酶基因的克隆及其序列和蛋白质分析

蝉拟青霉是一种常见的昆虫病原真菌,被广泛应用于生物防治。本研究根据GenBank中已登录的淡紫拟青霉、粉拟青霉、球孢白僵菌和金龟子绿僵菌的类枯草杆菌蛋白酶基因序列的同源性比较,以它们高度保守的核苷酸序列设计一对引物,采用RT-PCR和3'/5'-RACE相结合的方法,从蝉拟青霉中克隆出完整的类枯草杆菌蛋白酶(subtilisin-like protease)cDNA基因序列。cDNA全序列为2 031 bp,该序列5'-端和3'-端的非编码序列长度分别为170 bp和262 bp,开放阅读框为1 599 bp,编码532个氨基酸,信号肽长度为18个氨基酸,前肽长度为133个氨基酸。该基因编码的蛋白序列与虫草棒束孢(Isaria farinosa)、球孢白僵菌(Beauveria bassiana)、蛹虫草(Cordyceps militaris)和哈茨木霉(Trichoderma harzianum)类枯草杆菌蛋白酶有较高的同源性,同源性分别为88%、88%、89%和71%。成熟蛋白具有典型的丝氨酸蛋白酶活性位点,同时有5个半胱氨酸,4个潜在的N-糖基化位点,位于细胞的液泡中与分泌途径相关,二级结构中以α-螺旋和无规则卷曲为主。     

斑马鱼促性腺激素释放激素及相关肽基因的克隆与序列分析

从斑马鱼脑组织提取总RNA,应用RT-PCR方法克隆促性腺激素释放激素(GnRH) cDNA,其长度为646 bp,包括一个258 bp开放阅读框;编码的GnRH前体为86个氨基酸残基,由一个信号肽、GnRH十肽和一个由蛋白水解位点(Gly-Lys-Arg)连接的促性腺激素释放激素相关肽(GAP)组成;其中信号肽和相关肽的长度分别为24和49个氨基酸.该cDNA编码的GnRH的前体氨基酸序列与其他物种的GnRH前体基本一致.表明物种间GnRH cDNA的蛋白编码区高度保守,而非编码区的保守性程度很低.进化分析发现,斑马鱼与鲤、鲫、拟鲤、黑头软口鲦等淡水鲤科鱼类的同源性较高.     

小麦Clp蛋白酶基因(TaClpP)的克隆与序列分析

Clp蛋白酶(ClpP)普遍存在于各种生物体内,在蛋白质代谢调控过程中发挥着极为重要的作用。本研究利用同源克隆和RACE方法从小麦叶片中获得了TaClpP基因(GenBank No.KJ541961)的全长cDNA序列。序列分析表明,该基因含有897 bp的完整阅读框,编码蛋白含有298个氨基酸,预测相对分子量为32.6 kD,等电点为9.79。该蛋白含有一个保守的S14-ClpP-2结构域,无信号肽,定位于叶绿体。与其他植物Clp蛋白酶的氨基酸序列比对发现,TaClpP与节节麦、乌拉尔图小麦的Clp蛋白酶相似性较高。另外,以小麦基因组DNA为模板,通过PCR扩增获得了TaClpP的基因组序列,长度为3 256 bp,包含9个外显子、8个内含子。     

野猪CAPN10基因的生物信息学分析

为了研究CAPN10基因的性质和功能,使用NCBI等网站提供的一系列在线工具和软件,对其基因序列及其编码蛋白的结构和特性进行生物信息学分析。结果表明,野猪CAPN10基因CDS全长2 004 bp,编码667个氨基酸,同源性比对发现CAPN10保守性较低,对选择编码氨基酸的密码子具有偏好性;进一步的蛋白特性分析表明,野猪CAPN10是一种等电点为8.24的不稳定水溶性蛋白,无信号肽序列和跨膜结构,具有磷酸化等功能化位点及钙蛋白酶类催化基序结构。     

大珠母贝组织蛋白酶D的cDNA克隆、序列特征分析及应激表达研究

通过同源克隆方法和cDNA末端快速扩增技术(RACE),获得了大珠母贝(Pinctada maxima)组织蛋白酶D基因(命名为pmCTSD)的cDNA全长序列1 742 bp,其中5'非翻译区(UTR)38 bp,3'UTR 534 bp,开放阅读框1 170 bp,编码390个氨基酸,分子量约为41.9 ku,等电...     

卵形鲳鲹组织蛋白酶L基因的克隆及其表达分析

[目的]明确卵形鲳鲹组织蛋白酶L基因(TroCatL)的遗传进化规律及其组织表达水平,为研究CatL生物学功能及其对病原的抗病机理提供理论依据.[方法]应用RT-PCR和RACE技术克隆TroCatL基因全长cDNA,采用生物信息学方法对其序列特征进行分析;并以实时荧光定量PCR(qPCR)检测TroCatL基因在健康组织中的表达情况及其表达与溶藻弧菌感染的关联性.[结果]TroCatL基因全长cDNA为1492 bp(GenBank登录号MH036350),包括开放阅读框(ORF)1011 bp、5'端非翻译区(5'-UTR)120 bp和3'端非翻译区(3'-UTR)361 bp. TroCatL基因编码336个氨基酸残基,其理论等电点(pI)5.7,预测分子质量37.93 kD,且存在CatL特有的保守结构域(ERFNIN、GNFD和GCXGG基序)及由139Cys、279His和303Asn组成的半胱氨酸蛋白酶保守活性位点.TroCatL氨基酸序列与其他鱼类CatL氨基酸序列的同源性高达83.9%~95.2%,尤其与鲈形目鰤鱼的亲缘关系最近. TroCatL基因mRNA在健康卵形鲳鲹组织中均有表达,以在肝脏中的表达最高,在脑组织中的表达最低.经溶藻弧菌感染后,TroCatL基因mRNA在肝脏、脾脏和血液中的表达水平均上调,肝脏和脾脏中的TroCatL基因mRNA在攻毒后24 h达峰值,血液中的TroCatL基因mRNA在感染后12 h达最高值.[结论]TroCatL蛋白结构域及其催化活性位点在遗传进化过程中较保守,通过参与机体的免疫应答反应,在卵形鲳鲹抵御细菌或病毒侵染的过程中扮演重要角色.