小麦Ta-UBX1基因的电子克隆和生物信息学分析

用电子克隆方法获得了1个小麦U-box蛋白基因Ta-UBX1,采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、基本理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明:小麦Ta-UBX1基因全长2059 bp,具有完整的ORF编码框,编码553个氨基酸;在N端存在1个显著的UBX保守结构域,该蛋白序列不存在跨膜区或信号肽;生物信息学分析表明,在序列组成、高级结构及活性位点等方面,与其他禾本科植物的同类U-box蛋白具有高度的相似性。     

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。     

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。     

小麦F-box蛋白基因的电子克隆和生物信息学分析

为探讨F-box蛋白在小麦发育过程中的调节作用,利用电子克隆技术获得了一个小麦F-box蛋白基因,采用生物信息学方法,对其编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明,小麦F-box蛋白由362个氨基酸组成,在N端和C端分别存在一个F-box保守结构域和一个DUF295保守结构域(功能未知),该蛋白质二级结构中以α-螺旋(23.48%)、扩展束(25.41%)和无规则卷曲(47.24%)为主,在94-115位点处可能存在一个由内向外的跨膜区,N端不存在信号肽序列,亚细胞定位于细胞质中;该F-box蛋白与二穗短柄草、玉米和水稻的F-box蛋白相似性较高,进化距离较近。     

小麦胁迫相关基因TaLEA2的克隆、生物信息学及表达特性分析

【目的】克隆小麦Triticum aestivum晚期胚胎发育丰富蛋白基因并对其进行基因结构、蛋白特性及表达模式分析,为其耐盐性研究奠定理论基础.【方法】搜索小麦EST数据库,通过同源克隆分离并获得小麦晚期胚胎发育丰富蛋白基因,用生物信息学软件分析该基因结构及蛋白特性,荧光定量试验分析该基因的表达模式.【结果和结论】获得1条1 100 bp的核苷酸序列,该序列包含了1个981 bp的开放阅读框,编码1个由326个氨基酸残基组成的蛋白,该蛋白含有2个LEA2结构域,属于第2组LEA蛋白,该蛋白命名为TaLEA2.生物信息学分析显示TaLEA2蛋白具有LEA2家族的典型特征,富含赖氨酸(Lys),不含半光氨酸(Cys),无明显的高级结构,平均亲水系数(GRAVY)为-0.405,稳定系数为25.28,这种氨基酸组成及结构均有利于蛋白的热稳定性及亲水性.实时荧光定量PCR分析表明,TaLEA2基因为组成型表达,同时该基因存在组织表达差异,且表达受不同发育时期影响;该基因调控表达受高盐、低温、病原菌及干旱等胁迫的影响,尤其在干旱胁迫中上调表达明显,但该基因不受外源ABA刺激的影响.推测TaLEA2基因参与了小麦正常条件下的生长发育,同时也广泛地参与了小麦抵御逆境胁迫的响应,尤其在小麦的抗旱胁迫过程中发挥重要作用.     

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。     

奥利亚罗非鱼DMRT1基因推导蛋白的结构和功能预测

利用生物信息学的方法对DMRT1基因推导的氨基酸序列进行结构特征和功能域预测分析,探讨了DMRT1的信号肽、亲/疏水性、跨膜拓扑结构、卷曲螺旋结构、基序、功能域及高级结构.结果表明: DMRT1基因推导蛋白不含螺旋卷曲区域,没有信号肽,是一个非跨膜的亲水性稳定蛋白,该蛋白以游离形式存在于细胞质内,不会发生跨膜运动.DMRT1基因推导蛋白包含两个相同的保守的功能结构域,分别行使性别调控,使DNA形成二聚体和结合回纹结构的功能.DMRT1基因推导蛋白含有多个磷酸化位点,推测它可能在细胞信号传导中发挥作用,且其生物活性可能接受信号途径中多种信号的调控.DMRT1的高级结构中含有两个α-螺旋区域.以上结论为实验室研究奥利亚罗非鱼DMRT1基因编码蛋白的功能,为明确DMRT1基因与性别调控的关系奠定了基础.     

小麦TaTVP1基因的克隆与表达分析

[目的]发掘并研究小麦TaTVP1基因响应耐盐、耐旱等非生物胁迫的功能与机制，为小麦抗逆育种提供新的基因资源。[方法]利用PCR技术克隆小麦TVP1基因，扩增获得cDNA全长序列，并对其进行生物信息学分析，进一步利用qRT-PCR技术分析其表达模式。[结果]小麦TVP1基因全长2 289 bp,编码762个氨基酸；其氨基酸序列具有12个跨膜结构，该结构中疏水氨基酸具有高度保守性，且肽链N末端与C末端均位于膜外，预测该跨膜结构可形成具有明显孔道的高级3D结构蛋白，推测与其具有的H⁺离子泵通道功能密切相关；系统发育树分析表明，TaTVP1蛋白与单子叶植物TVP1蛋白的同源性较高，该类蛋白在进化过程中单子叶和双子叶植物可形成2个明显的类群Ⅰ和Ⅱ;定量PCR分析表明，小麦中TVP1基因在根、茎中的表达量要明显高于叶、穗中，具有组织特异性，且不同材料间同一组织中该基因的表达趋势也存在差异，这可能与不同材料间的耐旱等抗逆性存在差异有关。[结论]克隆并分析了小麦TaTVP1基因，为进一步阐明该基因参与抵御非生物胁迫的机理奠定一定的研究基础。     

花生谷氨酸脱氢酶基因AhGDH1的克隆与生物信息学分析

运用电子克隆技术获得花生1个谷氨酸脱氢酶基因cDNA序列,同时设计引物以花生cDNA为模板进行扩增,经测序得到证实,命名为AhGDH1,GenBank登录号:KT933119。采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、基本理化性质、亚细胞定位、跨膜结构域、信号肽导肽、二级结构和三级结构等方面进行了预测和分析。结果表明:该基因cDNA序列长度为1 713bp,包含1个1 236bp开放阅读框,编码411个氨基酸;该编码蛋白含有谷氨酸脱氢酶两个典型的保守结构域。同源比对分析显示,该基因编码的氨基酸序列与鹰嘴豆等植物的谷氨酸脱氢酶基因具有高度的相似性,进一步确定该蛋白为谷氨酸脱氢酶。     

杂种杨树木葡聚糖内糖基转移酶基因（XET）的生物信息学分析

[目的]通过生物信息学方法对杂种杨树木葡聚糖内糖基转移酶基因的DNA序列、蛋白质序列进行分析预测,为进一步研究奠定基础.[方法]以XET基因及其氨基酸序列为研究对象,利用多种网络数据库及生物信息学软件对其进行分析预测.[结果]该基因编码290个氨基酸残基,相对分子质量33 672.0 D,理论等电点（pI）7.04;该酶可能存在3个卷曲结构部位、1个信号肽剪切位点和1个跨膜区,是典型的分泌蛋白;三级结构同源建模预测结果较好,二级结构预测中的螺旋、卷曲和折叠均可见.相似性比对和进化分析显示其与葡萄等的序列相似度较高;而蛋白质三级结构的预测则发现,该酶与几种杆菌的蛋白较接近.[结论]XET基因可能在很多生物中具有较高的保守性.     

刺五加GAPDH 基因全长cDNA 的克隆与生物信息学分析

采用cDNA末端RACE技术,从刺五加叶片中克隆到GAPDH基因cDNA的全长序列,并运用生物信息学方法对该基因的cDNA序列、保守区、氨基酸序列、亲缘关系等特征进行分析,并预测其编码蛋白质的结构和功能.研究结果表明,刺五加GA PGH基因的cDNA全长为1 437 bp,开放阅读框全长为1 023 bp,编码一个具有340个氨基酸残基的蛋白,蛋白分子质量为37.070 ku,理论等电点(pI)为7.71.刺五加GAPDH蛋白不存在跨膜结构域,定位于细胞质中,属于亲水蛋白.     

鸽泛素折叠蛋白基因的生物信息学分析

通过对鸽脑垂体cDNA文库进行筛选,获得泛素折叠蛋白(ubiquitin-fold modifier 1,Ufm1)基因的全长cDNA序列,并通过生物信息学方法对鸽Ufm1的E序列进行相关分析预测该基因编码蛋白的理化特性、翻译后的修饰位点及二级结构等.研究结果表明:Ufm1基因全长781 bp,包含1个258 bp的ORF编码85个氨基酸,该序列的GenBank登录号为EU914822.Ufm1属于非跨膜蛋白,cDNA编码的氨基酸序列发现糖基化位点4个,预测到有3个Ser和4个Thr存在潜在的磷酸化.预测此Ufm1的二级结构中β延伸链占34.1%,α螺旋占24.7%,无规则卷曲占41.2%.Ufm1基因的全长DNA序列的筛选及分析结果可为泛素-蛋白酶体通路在鸽就巢泌乳机制中作用的相关研究提供理论参考.     

桑树查尔酮合成酶基因（CHS）的生物信息学分析（英文）

[目的]探讨桑椹色素代谢调控的分子机理。[方法]本研究以桑科植物的EST数据库为基础,采用生物信息学实验技术,通过电子克隆方法获得了桑树查尔酮合成酶基因（CHS）。采用生物信息学在线软件,进一步对该基因编码蛋白的氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构等方面进行了预测和分析。[结果]经DNAstar软件拼接后得到的cDNA序列为1 365 bp,其开放阅读框序列为1 170 bp,编码389个氨基酸残基。CHS蛋白含有查尔酮合酶家族的特征多肽序列RLMMYQQGCFAGGTVLR,不含信号肽序列,属于非分泌型蛋白,定位于细胞质内,分子进化也较为保守。[结论]该研究结果为深入研究该蛋白的结构和功能奠定了基础。     

绵羊BMPR1B基因的生物信息学分析

【目的】利用生物信息学软件对绵羊BMPR1B基因进行分析,并了解其功能和结构,为进一步探讨BMPR1B基因在绵羊生长繁殖以及绵羊卵泡生长和分泌和产羔率等研究奠定遗传信息基础.【方法】利用生物信息学对绵羊骨形态发生蛋白1β(bone morphogenetic protein 1beta,BMPR1B)基因的蛋白理化性质、亚细胞定位、潜在信号肽剪切位点、蛋白跨膜螺旋结构、糖基化和磷酸化位点、蛋白保守结构域、亲疏水性和编码产物进行功能预测分析,及其编码蛋白的二级结构和三级结构等进行分析预测.【结果】绵羊BMPR1B基因CDs编码蛋白质的502个氨基酸残基中,带电荷氨基酸、疏水氨基酸和极性氨基酸含量较高.相对分子量为56 907.4U,理论等电点pI为7.78;亚细胞主要定位于细胞核,不属于分泌蛋白;无信号肽序列;预测含有32个磷酸化位点和2个糖基化位点;存在一段跨膜结构且分别有一个GS和S-TKc的结构域,二级结构以无规卷曲为主.预测该蛋白在翻译和脂肪代谢过程中有着重要意义.【结论】绵羊BMPR1B蛋白包含502个氨基酸,为细胞核合成蛋白,该蛋白翻译后修饰的主要方式是磷酸化,在细胞内主要行翻译和脂肪代谢作用.蛋白二级结以无规卷曲为主,三级结构主要由α螺旋和无规卷曲缠绕折叠形成.     

条锈菌诱导的小麦病程相关蛋白TaPR10基因的克隆及特征分析

 【目的】克隆条锈菌诱导的小麦病程相关蛋白PR10基因,研究其在小麦成株抗条锈病防御反应中的作用。【方法】采用电子克隆、RT-PCR技术,从条锈菌侵染的小麦兴资9104中,分离病程相关蛋白10基因;采用生物信息学技术预测分析该基因的DNA序列结构及其编码蛋白的保守域及基本特性;利用实时荧光定量RT-PCR技术,分析该基因在小麦成株期和苗期受条锈菌CYR32侵染后的表达情况。【结果】分离到病程相关蛋白10基因,命名为TaPR10,ORF长483 bp,编码由160个氨基酸组成的蛋白质TaPR10;TaPR10不含跨膜区、无信号肽、定位在胞内,除具有典型的病程相关蛋白Bet_v_I家族保守结构域外,还有其它4类功能保守域;与小麦、高粱、玉米和水稻等4种植物PR10蛋白的氨基酸序列相似性在80%左右;TaPR10 DNA序列内部存在188至271位84 bp的内含子序列,其拼接位点序列具有GT-AG双核苷酸序列;TaPR10基因表达分析的结果表明,TaPR10基因在成株期和苗期反应中表达量均上调,成株期表达高于苗期。【结论】首次分离到一个条锈菌CYR32诱导的小麦TaPR10基因,该基因可能参与了小麦成株抗条锈病防御反应。     

沙田柚F-box蛋白基因的克隆及序列分析

采用生物信息学方法,对沙田柚[Citrus maxima(Burm.)Merr.cv.Shatian Yu.]F-box蛋白基因编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明,该基因全长为1 427 bp(Gen Bank登录号为KR363148),开放阅读框(ORF)全长为1 101 bp,共编码366个氨基酸,编码蛋白质的分子质量43.09 ku,理论等电点5.15。沙田柚F-box蛋白基因编码蛋白含有一个植物F-box蛋白家族的保守结构域,为亲水性非分泌不稳定蛋白,不跨膜运动,共有30个可能的磷酸化位点。氨基酸序列分析表明,其编码的氨基酸与甜橙(Citrus sinensis,KDO71185)和克莱门柚(Citrus clementina,XP_006425495)F-box蛋白的同源性分别为99%、98%。系统进化树表明,沙田柚F-box蛋白基因与与甜橙(Citrus sinensis,KDO71185)和克莱门柚(Citrus clementina,XP_006425495)亲缘关系很近,属于同一进化分支。     

香蕉多酚氧化酶基因编码序列的电子克隆 和生物信息学分析

用电子克隆方法获得香蕉多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）基因编码序列。采用生物信息学方法,对此序列编码的蛋白质从氨基酸组成、理化性质尧疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明：香蕉PPO 基因编码序列全长1602bp,包含1 602 bp开放阅读框（open reading frame, ORF）,含有PPO功能域和酪氨酸酶功能域,在序列组成、高级结构及活性位点等方面,与小麦等其他植物的PPO 基因具有高度的相似性。     

甘蔗ADP/ATP转运蛋白酶基因克隆及其序列的生物信息学分析

甘蔗(Saccharum officinarum L.)是C4光合途径作物,有着特殊的能量代谢系统,研究其能量代谢过程的ADP/ATP转运蛋白酶基因具有重要的意义.采用同源克隆原理结合PCR技术克隆甘蔗AAC转运蛋白酶基因,并应用生物信息学方法,对其进行多序列比对分析、物理性质分析、三级结构预测、亚细胞定位、跨膜区域预测和疏水性分析.结果表明,克隆获得了甘蔗AAC cDNA序列的全长为1170bp,包括一个可编码387个氨基酸的完整ORF.生物信息学分析显示,AAC家族基因的N端序列相对不保守,C端序列高度保守;其分子量是42.265 kD,理论等电点是9.79,预测其为稳定的蛋白;GRAVY值为-0.099;含有6个跨膜区域;其6个跨膜螺旋(TM1-TM6)跨越磷脂双分子层结构,盐桥可能是通过中间的3个连接螺旋α1～α3共同构成的;定位在细胞质的概率为60.9%.获得了甘蔗AAC完整ORF序列,并通过生物信息学预测该基因所编码的蛋白为一个稳定跨膜蛋白,且可能定位在细胞质,为甘蔗AAC基因的深入研究和应用奠定初步基础.     

梅花鹿GHR基因完整编码区序列生物信息学分析

为了研究梅花鹿生长激素受体基因的结构和功能,从GenBank中下载梅花鹿、牛、山羊、猪、北极狐、大熊猫、人、猕猴、小鼠、大鼠、鸡、家鹅、绿头野鸭及金鱼的生长激素受体基因完整编码区及氨基酸序列,对梅花鹿与其他13个物种生长激素受体基因的完整编码区及其编码氨基酸序列进行相似性比对,并基于氨基酸序列构建系统进化树,利用BioEdit 7.0等软件对梅花鹿生长激素受体基因的碱基组成及其编码蛋白的理化性质和结构特征进行生物信息学分析。结果表明,梅花鹿与山羊、牛的生长激素受体基因氨基酸序列相似性较高,亲缘关系最近;梅花鹿生长激素受体基因完整编码区长度为1 905bp,编码634个氨基酸,A+T含量高于G+C;其编码的蛋白是一种分子质量为70.927 8ku、等电点为4.56的疏水性不稳定酸性蛋白;该蛋白含有1个信号肽,属于一种分泌型蛋白;存在1个强跨膜区、36个广泛磷酸化位点,二级结构元件以无规则卷曲为主。研究结果可为梅花鹿生长激素受体基因的进一步分析提供详细的生物信息学基础资料。     

美洲水貂DQA基因全长cDNA克隆及其生物信息学分析

参考NCBIGenBank中上传的雪貂、海獭DQA基因序列设计出RT-PCR扩增引物,克隆了美洲水貂DQA基因全长cDNA序列;利用生物信息学软件构建了 DQA基因系统进化树,预测了 DQA蛋白结构与功能.结果表明:DQA基因全长cDNA序列大小为1 147 bp,ORF序列为768 bp,编码255个氨基酸,存在23个氨基酸的信号肽序列;DQA蛋白第236位氨基酸疏水性最强,53位氨基酸亲水性最强,218～240氨基酸可能为跨膜区域;蛋白质二级结构存在3个α-螺旋区和14个β-折叠区,处于无规则卷曲状态.获得了一个DQA蛋白三级结构模型,覆盖范围为25～208氨基酸;系统进化树表明,美洲水貂与欧洲雪貂亲缘关系最近,与家马关系最远.该研究结果为进一步阐明水貂DQA基因和蛋白的结构与功能提供了一定数据基础.