莲草直胸跳甲小分子热激蛋白sHsp20.8基因的克隆及生物信息学分析

[目的]小分子热激蛋白基因对昆虫的生长发育和抵御环境胁迫具有重要作用,本研究在PacBio SMRT测序的基础上,进一步克隆鉴定莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)小分子热激蛋白sHsp20.8基因并进行生物信息学分析。[方法]采用RT-PCR技术克隆鉴定了莲草直胸跳甲sHsp20.8基因的完整CDS;利用各种生物信息学方法对该热激蛋白的理化性质、保守结构域、亲水/疏水性、信号肽、亚细胞定位、跨膜区进行分析,并进行了二、三级结构的预测和系统发育分析。[结果]莲草直胸跳甲sHsp20.8基因完整CDS为543bp,编码180个氨基酸,分子量为20.8kDa,等电点为6.45。编码蛋白含有小分子热激蛋白保守结构域和特征基序,不含跨膜区和信号肽,定位于细胞核。系统发育分析表明小分子热激蛋白基因可以作为昆虫系统进化分析的标志基因。[结论]获得的sHsp20.8基因是sHsps家族成员,结果将为深入研究小分子热激蛋白的功能奠定理论基础。     

莲草直胸跳甲化学感受蛋白CSPs的生物信息学分析

[目的]嗅觉在莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila专一性识别寄主植物喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides中占有重要地位,以莲草直胸跳甲的化学感受蛋白CSPs为研究对象,对其基因结构与功能进行分析。[方法]采用生物信息学的方法对莲草直胸跳甲CSPs蛋白的理化性质、信号肽、亚细胞定位、跨膜结构、二级结构、高级结构、多序列比对及系统发育树进行了预测和分析。[结果]莲草直胸跳甲CSPs为小分子量水溶性的蛋白质,绝大部分含有信号肽。莲草直胸跳甲CSPs的亚细胞定位绝大部分为胞外,一般不含有跨膜结构。莲草直胸跳甲CSPs的二级结构主要由α螺旋和无规卷曲组成,高级结构由相邻两个半胱氨酸残基之间的二硫键形成4个α螺旋,保持一个疏水的空腔和亲水表面。多序列比对显示莲草直胸跳甲CSPs基本符合昆虫CSPs的保守结构域。系统发育显示莲草直胸跳甲CSPs在种内和种间均具有较高的相似性。莲草直胸跳甲CSPs蛋白具有丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸蛋白激酶的磷酸化位点;含有丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶的糖基化位点;含有丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸蛋白激酶的乙酰化位点。[结论]本文对深入研究莲草直胸跳甲CSPs的嗅觉反应的功能及分子机制奠定了理论基础,有助于阐释外来种的生态安全风险以及昆虫与植物的协同进化。     

莲草直胸跳甲OBP51的克隆及表达分析

莲草直胸跳甲在防治入侵性杂草喜旱莲子草中发挥重要作用。莲草直胸跳甲主要通过气味寻找宿主植物;气味结合蛋白是昆虫气味反应的第一步。研究克隆得到莲草直胸跳甲OBP51的全长序列,进行生物信息学分析,并分析其在不同组织中的相对表达量。结果表明,OBP51的c DNA全长为489 bp,ORF为411 bp,编码136个氨基酸,具有18个氨基酸残基的信号肽;AhygOBP51编码的成熟蛋白为脂溶性蛋白,主要为α-螺旋结构,占68.6%,无规则卷曲占28.8%。定量PCR分析表明,其在触角、后足中高表达,且雄虫后足高于雌虫后足,提示AhygOBP51在触角和后足气味识别过程中发挥重要作用。     

大豆热激蛋白Hsp90家族基因鉴定及分析

热激蛋白Hsp90是广泛存在于微生物和动植物体中高度保守蛋白质之一,大量研究发现其参与生物体应答应激反应、信号转导、细胞周期调控、蛋白降解及转运等生理活动,具有重要研究价值,因此在许多物种中热激蛋白Hsp90基因家均被广泛关注和研究.但大豆中Hsp90基因家族详细信息尚不清楚,研究通过生物信息学分析发现共有13个Hsp90基因在大豆中被鉴定出来,基因序列长度2 538～9 131 bp,编码序列长度1 968～2 533 bp,外显子数为2～19个,编码蛋白质氨基酸个数为655～847,其分子质量为75.88～97.07ku,理论等电点为4.84～6.28,氨基酸序列高度保守,同源性为62％,均包含Hsp90结构域pfam00183和HATPase_C结构域pfam02518,主要分布于8条染色体;系统进化树分析结果显示大豆Hsp90家族基因分为3组;亚细胞定位预测结果显示大豆Hsp90家族基因主要位于细胞质和内质网.研究结果为进一步探索大豆Hsp90家族成员功能奠定了基础.     

山茶花翻译控制肿瘤蛋白CjTCTP基因的电子克隆及生物信息学分析

采用电子克隆方法从山茶花的EST数据库中获得了一条TCTP基因,并命名为CjTCTP,使用生物信息学方法对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、信号肽、亚细胞定位、高级结构及功能域和进化树等方面进行了预测和分析。结果表明:山茶花CjTCTP基因全长706bp,包含507bp的完整开放阅读框,编码168个氨基酸;编码蛋白含有TCTP1及TCTP2保守域,是TCTP superfamily家族;从信号肽的预测可知,该蛋白不存在信号肽,可能为可溶性蛋白;亚细胞定位显示其可能位于细胞质中;同源性分析表明,该蛋白序列与拟南芥、橡胶树、玉米等物种TCTP蛋白序列的相似度达80%以上。     

球孢白僵菌甘露醇1-磷酸脱氢酶cDNA克隆及生物信息学分析

本研究利用RT-PCR技术克隆获得了球孢白僵菌(Beauveria bassiana)甘露醇1-磷酸脱氢酶(Bb MPD)基因的cDNA序列,并对其氨基酸序列进行生物信息学分析,明确其蛋白典型特征。结果显示,Bb MPD基因cDNA序列长1 176 bp,编码391个氨基酸,分子量约为42.9 k D,理论等电点为5.09;不具有信号肽,属于非分泌蛋白;无跨膜结构,是亲水性蛋白;亚细胞定位预测显示Bb MPD蛋白主要位于细胞质;具有典型的甘露醇1-磷酸脱氢酶保守结构域;α螺旋和无规则卷曲是Bb MPD蛋白主要的二级结构。该结果为进一步研究Bb MPD基因及其功能奠定了基础。     

灵芝尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因 的电子克隆与生物信息学分析

尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)是灵芝多糖合成途径的关键酶,用电子克隆方法得到灵芝UGPase基因,并利用生物信息学软件对UGPase基因编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、亲/疏水性、信号肽、蛋白结构域、蛋白高级结构以及系统进化树的构建等方面进行了预测和分析。结果表明:UGPase基因全长1691 bp,包含一个1515 bp的完整开放阅读框,编码504个氨基酸;该蛋白不存在信号肽和跨膜结构域,它是定位于细胞质内的一种亲水性稳定蛋白酶;它的高级结构主要是由α螺旋结构和无规则卷曲结构所组成;同源比对分析显示,该酶基因编码的氨基酸序列和其他动植物的UGPase酶相比在序列组成、高级结构方面具有一定的相似性。     

灵芝尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因的电子克隆与生物信息学分析

尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)是灵芝多糖合成途径的关键酶,用电子克隆方法得到灵芝UGPase基因,并利用生物信息学软件对UGPase基因编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、亲/疏水性、信号肽、蛋白结构域、蛋白高级结构以及系统进化树的构建等方面进行了预测和分析。结果表明:UGPase基因全长1691 bp,包含一个1515 bp的完整开放阅读框,编码504个氨基酸;该蛋白不存在信号肽和跨膜结构域,它是定位于细胞质内的一种亲水性稳定蛋白酶;它的高级结构主要是由α螺旋结构和无规则卷曲结构所组成;同源比对分析显示,该酶基因编码的氨基酸序列和其他动植物的UGPase酶相比在序列组成、高级结构方面具有一定的相似性。     

禾谷镰刀菌致病性蛋白CYP51C cDNA克隆及生物信息学分析

本研究采用RT-PCR技术,克隆获得禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)致病性CYP51C蛋白基因c DNA序列,并对蛋白氨基酸序列进行生物信息学分析,明确其序列典型特征。结果表明:其c DNA序列全长为1 554 bp,编码517个氨基酸;该蛋白分子量为58.6 k D,等电点为6.36;含有细胞色素P450家族成员典型的保守结构域;不具有信号肽,属于非分泌性蛋白;具有跨膜结构域,是亲水性蛋白;蛋白质二级结构最主要的结构元件是α螺旋和无规则卷曲;亚细胞定位预测显示CYP51C蛋白主要位于细胞质中。这些研究结果为蛋白纯化及其蛋白结构生物学研究提供参考,进而可为病原真菌药物靶标设计奠定基础。     

猪PKM2基因的序列分析与组织表达及亚细胞定位

运用RT–PCR技术克隆猪PKM2基因的编码区序列,对该序列进行生物信息学分析,研究PKM2基因的组织表达及亚细胞定位。结果显示:猪PKM2基因CDS全长1 596 bp,编码531个氨基酸;预测其蛋白相对分子质量为5.79×104,等电点为7.96,含有多个磷酸化位点,为稳定蛋白;PKM2蛋白含有丙酮酸激酶家族的barreldomain和alpha/beta domain 2个结构域,其蛋白二级结构中α–螺旋和无规则卷曲占主要类型;猪PKM2蛋白序列在物种间非常保守,系统进化树分析表明,该蛋白与兔的亲缘关系最近;组织表达显示,猪PKM2基因在肾、小肠中相对高表达,而在肝脏与肌肉中相对低表达;亚细胞定位显示,PKM2蛋白在猪3D4/21和PK15细胞中表达于细胞质,而不表达于细胞核。