西农萨能奶山羊激素敏感脂酶基因CDS区的克隆与生物信息学分析

根据GenBank已收录的牛(Bos taurus)、人(Homo sapiens)和小鼠(Mus musculus)等物种激素敏感脂酶(HSL)基因序列的同源保守区域,设计特异性引物,利用RT-PCR技术,从西农萨能羊乳腺组织中克隆得到了山羊(Caprar hircus)HSL基因的CDS,并对其核苷酸序列和推导的氨基酸序列以及蛋白质结构进行了生物信息学分析.结果表明,山羊HSL基因CDS全长2 271 bp,编码756个氨基酸残基(GenBank登录号为:EU273879),与牛、人和小鼠的核苷酸序列同源性分别为96%、86%和79%;氨基酸序列的同源性分别为96%、85%和83%;其蛋白质的分子量为82 583.7 D,等电点为6.23,其氨基酸序列中存在较强的疏水区域,三级结构存在一个α/β水解酶折叠区域,该特征与牛、人及小鼠的HSL基本一致.     

尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中Fsr1基因的克隆及生物信息学分析

以尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种为材料,克隆其Fsr1基因的DNA及cDNA全长,并对其进行生物信息学分析。根据镰刀菌中相关基因设计简并引物,结合PCR与RT-PCR技术扩增目的片段,进行氨基酸序列推导后分析。得到结果 FoFsr1基因开放阅读框为2 474 bp,共编码824个氨基酸;FoFsr1基因编码蛋白可能是存在于细胞核中的跨膜亲水蛋白,含有54个蛋白磷酸化位点,不含有信号肽;该蛋白主要含有1个Striatin结构域及7个WD40结构域,二级结构主要由β折叠和无规则卷曲组成,其中不含有亮氨酸拉链结构;同源性分析发现其与丛赤壳菌属中的Fsr1蛋白亲缘关系最近。通过结构分析发现,推测该蛋白可能在细胞周期及细胞凋亡过程中起信号转导与转录调控的作用,从而对病原菌的致病力产生影响。     

尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中FoGAS1基因的克隆与序列分析

采用PCR和RT-PCR的方法,从尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中克隆得到了FoGAS1基因的DNA及cDNA序列,并运用生物信息学的方法对该基因所编码的氨基酸序列进行分析,预测其编码蛋白质的结构和功能。结果表明,FoGAS1基因全长1 672 bp,其中开放阅读框全长1 623 bp,编码含有540个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白分子量为58398.1,等电点pI=4.83,为性质稳定的亲水性蛋白。FoGAS1蛋白为跨膜蛋白,含有22个丝氨酸磷酸化位点,2个苏氨酸磷酸化位点,8个酪氨酸磷酸化位点。该蛋白在C端有一个信号肽结构,为一种分泌蛋白。通过系统进化树分析,该蛋白在不同种属镰刀菌中高度保守。     

桃PGIP基因及其启动子的克隆与分析

桃流胶病是一种严重危害桃树的真菌性病害,为研究PGIP基因在桃抗流胶病及抗其它真菌性病害中的作用,本研究以桃抗流胶病品种‘南京白沙’叶片为材料,对其PGIP基因及启动子序列进行克隆与分析。克隆测序获得了‘南京白沙’桃PGIP基因cDNA序列（GenBank登录号：HQ453972）和PGIP基因组DNA序列以及起始密码子上游453bp的启动子序列（GenBank登录号：HQ453974）,并将该PGIP基因命名为PpPGIP2。‘南京白沙’桃PpPGIP2序列分析显示,该DNA序列具有完整的阅读框,无内含子,与GenBank中登录的李属PGIP基因序列同源性在93%～98%之间,与测序完成的桃全基因组中该基因的序列同源性为96%;PpPGIP2编码的氨基酸序列分析显示,该氨基酸序列含有2个典型的亮氨酸重复序列,信号肽为第1～第24个氨基酸残基;PGIP基因的序列聚类图显示,除了科、属、种间的同源性差异外,桃的种内PGIP基因同源性也有较大差异;PpPGIP2启动子序列分析发现3个抗病相关元件,分别为：GT1CONSENSUS、SEBFCONSSTPR10A和WBOXATNPR1,另外还有与激素调控、胁迫有关的调控元件。本研究对‘南京白沙’桃PGIP基因和启动子的克隆与分析,将为进一步研究桃PGIP基因的表达调控及其功能分析提供参考。     

菜豆根瘤菌Rhizobium etli CFN42全基因组含信号肽分泌蛋白的鉴定与分析

利用菜豆根瘤菌Rhizobium etli CFN42全基因组测序结果,结合计算机技术和生物信息学分析方法,对菜豆根瘤菌蛋白质组中的分泌蛋白进行预测和分析,以便更深入地了解共生固氮的分子机制。经过分析发现,在该根瘤菌5 963个蛋白质中,具有信号肽的分泌蛋白332个,占总数的5.4%主要涉及底物转运、物质代谢和信号转导等方面。在有功能描述的186个分泌蛋白中,识别了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型分泌系统和丝氨酸蛋白酶,这些蛋白质可能参与了根瘤菌对宿主植物的侵染,是两者分子对话的关键参与者;在假定蛋白中,通过结构域分析,发现了SH3b、BA14K和EFh结构域,含有这些结构域的分泌蛋白可能参与了根瘤信号转导途径。在根瘤菌共生结瘤过程中,分泌蛋白发挥了重要作用。     

西农萨能奶山羊甘油三酯水解酶基因(ATGL)的cDNA克隆与组织表达分析

甘油三酯水解酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)是水解甘油三酯的关键酶.本研究采用RT-PCR和RACE技术,分离并克隆了西农萨能奶山羊(Capra hircus)ATGL基因的cDNA序列,其全长2 074 bp(GenBank收录号为:GQ918145),包括5'UTR 141 bp,CDS 1 461 bp,和3'UTR 472 bp,该基因编码486个氨基酸(GenBank收录号为:ADD25174).经氨基酸序列分析发现,山羊与GenBank中牛(Bos taurus)、大鼠(Rattus norvegicus)、小鼠(Mus musculus)、猪(Sus scrofa)和人(Homo sapiens)的ATGL的相似性较高,均在85%以上.经蛋白质结构分析表明,其蛋白质的分子量为53 243.4 D,等电点为7.4,具有GXSXG(氨基乙酸-X-丝氨酸-X-氨基乙酸)脂肪酶活性特征结构和Patatin结构域及α/β水解酶折叠域,在N端存在跨膜螺旋结构,并且整个序列中不含信号肽.此外,本研究还通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术对A TGL基因进行了组织表达分析.结果表明,在所检测的12个组织或器官中均有A TGL mRNA存在,其中皮下脂肪组织中表达最丰富,并且远远高于其它组织或器官,肺、乳腺次之,心脏相对最少.ATGL基因在奶山羊的乳腺组织中具有较高的表达水平,为该基因的功能研究提供了实验依据.     

版纳微型猪近交系PPP2CA克隆、表达及蛋白质功能生物信息学分析

蛋白磷酸酶2A(protein phosphatases of the type 2A, PP2A)是一种广泛表达的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶,介导蛋白质的去磷酸化从而调控多种关键信号通路的活性。该酶由催化亚基、结构亚基、调节亚基形成异源三聚体复合物发挥作用。本研究借助GenBank中猪(Sus scrofa)及其他物种的蛋白磷酸酶2A催化亚基α(protein phosphatase 2A catalytic subunitα, PPP2CA) mRNA序列,设计特异引物扩增版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)PPP2CA基因编码区序列,并对其进行表达和功能特性分析。应用qRT-PCR分析组织mRNA表达谱,并对编码的蛋白质序列进行生物信息学分析。扩增得到了BMI PPP2CA 930 bp (GenBank No. KU705627)的完整CDS序列,共编码309个氨基酸。与其他组织相比PPP2CA基因在尿道球腺和精囊腺中极显著高表达(P0.01),在睾丸中表达量也相对较高,在肝、结肠、脾、肺、十二指肠、前列腺、肾、附睾及脑中中度表达;在胃、心、肌肉中表达水平极显著低于其他组织。PPP2CA蛋白质功能预测表明其存在1个保守结构域MPP_PP2A_PP4_PP6,存在4类功能活性位点,无跨膜螺旋结构,无信号肽序列,N末端和C末端均亲水,位于细胞质的概率是94.1%。二级结构预测表明该蛋白α-螺旋含量最高,是组成N端的主要结构,C端有一段无规则卷曲,多物种氨基酸序列比对结果显示,PPP2CA序列在不同物种间相似度很高,推测其在进化中高度保守,为深入研究PPP2CA基因在猪精子获能方面作用机制提供了资料基础。     

诸葛菜OvCYP86MF基因的克隆及其特性分析

为进一步阐明细胞色素P450基因CYP86MF在诸葛菜发育中的分子机理,本文根据已知同源基因保守序列设计特异引物,利用RT-PCR和RACE技术从诸葛菜中获得一个细胞色素P450基因(OvCYP86MF)全长cDNA序列,该序列全长为1876bp,含有1605bp的完整开放阅读框,可编码534个氨基酸,分子量和等电点分别为61.4kDa和6.90,具有细胞色素P450蛋白的典型特征,即保守结构域FNAGPRLCIG;原核表达显示该基因的融合蛋白在体外可以诱导表达;DANSTAR和Clustal W软件分析表明该基因的全长cDNA序列及其编码氨基酸序列与十字花科物种拟南芥相似性很高,达到80%以上,亲缘关系最近;与CYP86C亚家族成员在氨基酸水平上的相似性均高于50%,因此推断该基因属于CYP86C这个亚家族。Northern杂交分析表明该基因在花蕾中特异表达。     

FGF1a（fibroblast growth factor 1a）基因对镜鲤（Mirror carp）鳞被发育的影响

成纤维生长因子FGF1a（fibroblast growth factor 1a）是一类重要的生长因子,在细胞的发育过程中起着重要的作用。用实验室镜鲤EST数据库设计包含该基因CDS全长的特异引物,得到了FGF1a基因的全长CDS。经过克隆测序发现,镜鲤FGF1a基因全长的CDS包含444个碱基,其编码一个含有146个氨基酸的蛋白质,包含一个受体结合位点。与其它物种序列比对结果表明,镜鲤FGF1a蛋白与斑马鱼相似度最高,而与其亲缘关系较远的人类、老鼠、非洲爪蟾蜍及鸡相似度较低。根据所获得的基因序列设计探针,利用原位杂交技术发现FGF1a基因在鱼刚长鳞片的皮肤上表达较高,说明该基因可能参与鳞被发育;而同时在尾鳍、背鳍和腹鳍中也有特异的高表达信号,说明FGF1a可能也参与鳍条的发育过程。     

水稻多逆境响应基因OsMsr8的克隆与表达

非生物胁迫是引起全世界作物减产的主要因素, 利用分子生物学技术提高作物耐逆性已成为作物改良的新途径。本课题组采用Affymetrix水稻表达芯片分析了超级稻亲本“培矮64S”全基因组表达模式, 发现了众多逆境相关基因。OsMsr8基因受低温、干旱等多逆境因子诱导, 在孕穗期干旱胁迫下表达水平显著上调。qRT-PCR分析试验数据与芯片结果基本吻合。利用生物信息学方法对所获得序列进行开放阅读框、序列同源性分析, 预测了编码蛋白质产物的理化性质。该基因ORF全长为834 bp, 编码277个氨基酸残基, 不含内含子, 无典型的基因保守结构域。在不同物种中有高相似性的蛋白, 功能未知。对启动子区域进行分析, 发现含有多种与逆境诱导相关的调控元件, 推测该基因与植物耐逆性有一定关系。     

Purification, characterization, and cDNA cloning of a myofibril-bound serine proteinase from the skeletal muscle of crucian carp (Carassius auratus)

A myofibril-bound serine proteinase (MBSP) was highly purified from the skeletal muscle of crucian carp (Carasius auratus) by acidic treatment of myofibril solution and chromatographies on Q-Sepharose and benzamidine-Sepharose 6B. MBSP revealed a main protein band of approximately 28 kDa on SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and was particularly inhibited by serine proteinase inhibitors. Substrate-specificity analysis revealed that the enzyme specifically cleaved at the carboxyl side of arginine and lysine residues, suggesting the characteristics of a trypsin-type serine proteinase. MBSP gene was cloned on the basis of the N-terminal sequence and the conserved active site peptide of serine proteinases together with 5'-rapid amplification of cDNA ends (5'-RACE) and 3'-RACE. The coding region gave an amino acid sequence of 242 residues including the initiation methionine and a signal peptide of 20 residues. Amino acid residues of His60, Asp106, and Ser196 consisting of the catalytic triad of serine proteinases were conserved in the sequence. Crucian carp MBSP shared relatively high identities with other serine proteinases, especially in well-conserved regions.     

黄颡鱼抗菌肽hepcidin基因的克隆和表达分析

用RT-PCR方法,从黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）肝脏中克隆获得了hepcidin cDNA序列,并对其进行序列测定,在此基础上分析了hepcidin基因在不同组织中的表达差异和不同细菌感染后对其表达的影响。结果表明,黄颡鱼hepcidin的cDNA片段（GenBank登陆号EU257703）长为282bp,编码93个氨基酸,由信号肽(23个氨基酸)、前肽（45个氨基酸）和成熟肽（25个氨基酸）组成,成熟肽含有8个保守的半胱氨酸（cys）残基,可形成4个链内二硫键。与已报道的其他鲶形目鱼类hepcidin核苷酸序列的同源性为80-82%,推导的氨基酸序列的同源性为69-71%。RT-PCR半定量分析显示黄颡鱼hepcidin基因在不同组织中普遍表达,其中肝脏表达水平最高,头肾、肠道、肌肉、脑、胃、鳃、心脏、卵巢表达次之,皮肤、脾脏、肾脏表达较低。感染嗜水单胞菌和腊样芽孢杆菌的黄颡鱼,肝脏hepcidin mRNA水平显著升高。     

gBTN1A1基因的筛选、克隆及序列分析

利用抑制消减杂交技术研究西农萨能羊泌乳中期和末期的乳腺组织差异表达基因，构建消减文库，得到山羊嗜乳脂蛋白的部分序列，根据牛和绵羊基因组序列进行电子拼接，设计引物，得到山羊嗜乳脂蛋白的CDs区全序列，应用RT-PCR技术从山羊乳腺组织总RNA中扩增克隆了山羊嗜乳脂蛋白基因CDs区，命名为gBTN1A1,并登录Genbank（EF102891）。gBTN1A1全基因由7个外显子和6个内含子组成，开放读码框由1581个碱基,编码526个氨基酸，gBTN1A1基因核苷酸序列与牛、人和鼠的同源性为97%, 88%, 84%，蛋白质序列的同源性为96%, 84% and 70%。其二级结构、跨膜区域及信号肽分析与牛、人和鼠相似，所以推测gBTN1A1与乳脂肪球的分泌密切相关，根据其在泌乳期表达丰度的差异推测其可能影响山羊产奶量。     

西农萨能奶山羊gBTN1A1基因的筛选、克隆及序列分析

利用抑制消减杂交技术研究同一只西农萨能奶山羊泌乳中期和末期的乳腺组织差异表达基因,以泌乳中期乳腺cD-NA为测试组,末期乳腺cDNA为驱动组,构建消减文库,得到山羊(Capra hircus)嗜乳脂蛋白基因的部分序列。根据牛(Bos)和绵羊(Ovisaries L.)基因组序列进行电子拼接,并设计引物,得到山羊嗜乳脂蛋白基因的CDs区全序列,应用RT-PCR技术从山羊乳腺组织总RNA中扩增克隆了山羊嗜乳脂蛋白基因CDs区,命名为gBTN1A1,并登录GenBank(EF102891)。gBTN1A1基因开放读码框由1581个碱基组成,编码526个氨基酸,前26个氨基酸为推定的信号肽区域。gBTN1A1基因核苷酸序列与牛(NM-174508)、人(NM-001732)和鼠(AK145168)的同源性分别为97%、88%和84%,氨基酸序列的同源性分别为96%、84%和70%。其二级结构、跨膜区域及信号肽分析均与牛、人和鼠的BTN1A1基因相似。     

茎瘤固氮根瘤菌Azorhizobium caulinodansORS571基因组分泌蛋白的生物信息学分析

为了获取茎瘤固氮根瘤菌（AzorhizobiumcaulinodansORS571）的分泌蛋白，以便更深入地了解该菌的共生固氮作用，本研究采用SignalP、TMHMM、PSORTb、TargetP、LipoP、TatP和SecretomeP软件对该菌全部4717个蛋白序列进行分析预测。结果共识别了653个分泌蛋白，其中具有分泌型信号肽的蛋白54个，具有RR—motif型信号肽的蛋白1个，具有脂蛋白信号肽的蛋白2个和非经典分泌蛋白596个。该菌含信号肽分泌蛋白仅占全部蛋白的1．2％，低于其它固氮菌。在分泌蛋白中识别了核酸内切酶和核糖核酸酶等6个核酸酶。它们可能参与宿主植物遗传物质的降解，干扰宿主遗传代谢，进一步在宿主植物侵染过程中起到重要作用。此外还识别了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽S-转移酶等4个抗氧化酶。它们可能参与活性氧的清除以保护固氮酶，是该菌固氮过程的重要参与者。     

鲤CC型趋化因子CCL-C5a样基因的克隆、组织表达与进化分析

趋化因子家族是一类能诱导白细胞激活和迁移的趋化性细胞因子家族,是鱼类先天免疫的重要组成部分.CC类家族是趋化因子家族中最大的家族之一.为研究鲤CC类家族成员的组织表达和进化模式,以及进一步研究鲤CC类趋化因子的免疫调控机制,本研究选择该家族其中的一个基因,CCL-C5a样基因,根据EST序列结合RACE方法从鲤(Cyprinus carpio)脾脏中克降了该基因的全长cDNA序列(GenBank登录号:JQ026408).该序列全长830 bp,5端非翻译区174 bp,3端非翻译区296 bp,开放阅读框360 bp,编码一个由119个氨基酸组成的蛋白.结构域分析发现,该蛋白质含有分泌信弓肽和保守的趋化因子结构域;Gene Ontology注释该基因参与免疫细胞迁移的生物学过程.CCL-C5a基因在鲤10个组织中表达,其中在脾和肝的表达量最高.脂多糖刺激鲤外周血白细胞和头肾白细胞后,该基因表达量出现显著上升.氨基酸序列保守性分析表明,鲤CCL-C5a样趋化因子与斑马鱼(Danio rerio)的同源性最高,为61％,与蓝鲶(Ictalurus futrcatus)、沟鲶(Ictalurusp unctatus)和大西洋鲑(Salmo salar)的同源性分别为47％、47％和42％;与人(Homo sapiens)CCL19蛋白的同源性为37％.适应性进化分析发现,鲤与斑马鱼CCL-C5a的Ka/Ks小于1,说明CCL-C5a基因在鱼类的进化过程受到负选择压作用.本研究结果表明,鲤CCL-C5a主要在免疫器官上高表达,并受到脂多糖诱导表达上升;同时该基因在鱼类中受到负选择作用.这些结果提示CCL-C5a可能是一个与免疫相关的基因.     

草鱼leptin基因的分离鉴定及在巴斯德毕赤酵母中的表达

利用RT-PCR技术扩增出草鱼(Ctenopharyngodonidellus)的leptin基因,将leptin基因克隆至真核表达载体pPIC9K,电穿孔转化GS115菌株,经G418筛选和甲醇诱导后,对表达产物进行SDS-PAGE琼脂糖凝胶电泳和Westernblot分析。结果表明,草鱼leptin基因cDNA序列由438个核苷酸组成,编码146个氨基酸组成的多肽(GenBank登陆号AY551335),与鲤鱼(Cyprinuscarpio)leptin基因相比,核苷酸和氨基酸的同源性为99%;与人、猪和鼠相比,核苷酸同源性分别为84%、86%和95%,氯基酸的同源性分别为84%、82%和96%;与河豚(Takifugurubripes)相比,氨基酸具有较大的差异,仅有9%的同源性,表明leptin在物种的进化上具有一定的差异;实现了草鱼leptin基因在毕赤酵母(Pichiapastoris)中的表达,表达蛋白的分子量约为16kD,Westernblot分析表明,表达产物具有一定的免疫学活性。     

家蚕多聚泛素基因的电子克隆、序列分析及表达谱预测

具选择性蛋白质降解功能的泛素在昆虫生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究采用电子克隆的方法钓取家蚕基因组中多聚泛素基因序列,命名为Bm-polyUB（GenBank登录号：AADK01019318）,并进行序列分析和电子表达谱预测。序列分析表明,该编码区长3426bp,编码1141个氨基酸残基的15聚体,预测分子量和等电点分别为127.97kD和7.33,二级结构中α-螺旋、延伸带、β-转角和无规则卷曲各占17.09%、32.78%、14.37%和35.76%,亚细胞定位于细胞质、细胞核和线粒体各占43.5%、34.8%和21.7%,无前导肽、信号肽和跨膜区;多重序列比对显示,15个泛素单体基因序列间同源性和遗传距离分别介于89.0%～100.0%和0.000～0.120,其中Bm-UB3与Bm-UB10、Bm-UB5与Bm-UB7及Bm-UB10与Bm-UB14的序列相同;遗传多样性分析可见,共检出33个多态性位点,共生成12个单倍型,单倍型多样性（Hd=0.962）、平均核苷酸差异数（K=7.495）、核苷酸多样性（Pi=0.03287）、密码子有效值（ENC=41.623〈61）、偏爱指标（CBI=0.496〉0）和χ2检验计算（χ2=0.713）显示泛素单体间遗传多样性较丰富且呈现较强的密码子偏爱性;电子表达谱预测结果表明Bm-polyUB基因在家蚕中高表达的组织和发育阶段所占比例显著高于低表达。本文的研究结果可为进一步开展该基因进化机制、表达特性和生理功能等方面的实验研究提供基础资料。     

Two different proteases from Streptomyces hygroscopicus are involved in transglutaminase activation

Transglutaminase (TGase), the only commercial enzyme in the food industry capable of introducing covalent bonds to proteins, is secreted as a zymogen (Pro-TGase) in several Streptomyces species. In previous studies, only a metalloprotease has been isolated from Streptomyces mobaraensis as an endogenous TGase-activating protease (TAP). In this study, not only an endogenous metalloprotease but also an endogenous serine protease is found to be involved in TGase activation in Streptomyces hygroscopicus. In a cell-free system, the TAP inhibitor was first precipitated with cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) to maintain TAP activity. Subsequently, different types of protease inhibitors were added to identify the TAP involved in TGase activation in S. hygroscopicus. TGase activation was inhibited by 1 mM phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF) and 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), indicating the involvement of serine protease and metalloprotease in the TGase activation process. Furthermore, the TAP purified from a liquid culture of S. hygroscopicus was identified as a serine protease, which is different from the TAP isolated from S. mobaraensis. In addition, Streptomyces Pro-TGases were found to have a conserved amino acid sequence preceding the N-terminal of TGase, which contained cleavage sites for both serine protease and metalloprotease. These results indicate that endogenous serine and metalloproteases are both involved in TGase activation in S. hygroscopicus. To the authors' knowledge, this is the first report that an endogenous serine protease is involved in Streptomyces TGase activation.     

植酸酶根特异表达载体的构建及大豆转化

应用PCR方法分别从胡萝卜基因组中扩增出96bp的外展蛋白信号肽编码序列片段,从拟南芥基因组中扩增出1454bp的pyk10启动子片段,用RT-PCR方法从无花果曲霉（Aspergillus ficuum3.4322）中扩增出phyA基因,长1347bp。然后,分别克隆到pMD18-T载体。应用已设计的限制酶切位点,通...