and Its Expression in Pichia pastoris

利用RT-PCR技术扩增出草鱼(Ctenopharyngodon idellus)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Western blot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(Cyprinus carpio)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(Takifugu rubripes)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(Pichia pastoris)中的表达，表达蛋白的分子量约为16 kD， Western blot 分析表明，表达产物具有一定的免疫学活性。     

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。     

西农萨能羊骨桥蛋白基因OPN的筛选、克隆和生物信息学分析

摘　要: 采用抑制性削减杂交技术构建西农萨能羊乳腺组织在泌乳初期和泌乳高峰期的差异表达基因文库, 筛选泌乳初期和高峰期乳腺组织差异表达基因,通过RT-PCR方法克隆西农萨能羊乳腺组织OPN的CDs区序列,用实时定量PCR分析OPN基因的表达水平变化,并进行序列比对和功能预测。结果成功构建了西农萨能羊不同泌乳期乳腺组织中差异表达基因文库,克隆了乳腺组织OPN基因, GenBank登录号为: EU295699, 开放读码框由834个碱基组成,编码277个氨基酸,前16个氨基酸为推定的信号肽区域。西农萨能羊OPN与绵羊(AF_152416)、牛(NM_174187)、人(DQ_846871)、小鼠(NM_009263) 相应基因核苷酸同源性分别为98%、95%、71%和70%,氨基酸同源性分别为：98%、91%、55%和54%,泌乳初期乳腺组织中mRNA表达水平是泌乳高峰期的5.03倍;预测西农萨能羊OPN较人和小鼠OPN多2个潜在功能基序。     

阴沟肠杆菌UW4菌株ACC脱氨酶基因的克隆、序列分析及原核表达

从阴沟肠杆菌(Enterobactercloacae)UW4菌株提取细菌总DNA,根据已报道的阴沟肠杆菌ACC脱氨酶(1-aminocy-clopropane-1-carboxylicaciddeaminase)基因序列设计简并引物,通过PCR扩增获得1条约1.02kb特异片段,把该片段连接到pGEM-Tvector上进行测序。序列分析结果表明,该基因编码区全长为1017bp,共编码338个氨基酸残基,与报道的序列相比仅存在8个核苷酸的差异,同源性达99.1%;将其翻译成氨基酸序列后发现,仅引起了4个氨基酸残基的变化,氨基酸同源性为98.2%。利用DNASIS软件对蛋白质二级结构进行分析比较,发现其蛋白质二级结构及其单元与报道的序列完全一致。将其插入原核表达载体pET-28b进行诱导表达,发现其表达蛋白在分子量约39kD处比对照多出一明显条带;经Westernblot分析检测,发现此带即为His-ACDS融合蛋白。     

小尾寒羊MTNR1A基因外显子2的克隆与序列分析

对常年发情的绵羊品种小尾寒羊和季节性发情的绵羊品种多赛特羊共20只母羊的褪黑激素受体1A(melatonin receptor 1A，MTNR1A)基因外显子2的824 bp扩增产物进行了克隆测序及序列比较分析。结果表明, 小尾寒羊MTNR1A基因外显子2的核苷酸序列与已发表的绵羊序列(GenBank登录号U14109)完全相同。小尾寒羊与多赛特羊MTNR1A基因外显子2的差异由5个变化的核苷酸(分别为C329T、G355T、C566T、C580A和A675G)组成，核苷酸同源性为99.4%。小尾寒羊与山羊、母牛、猪、人、小鼠、挪威大鼠、西伯利亚仓鼠和鸡之间MTNR1A基因外显子2的核苷酸序列同源性为73.2%～98.5%，氨基酸序列同源性为78.5%～98.5%。     

草鱼过氧化氢酶全长cDNA的克隆、序列同源分析与组织表达

过氧化氢酶（catalase,CAT）是生物体内抗氧化防御系统的关键酶之一,在清除过氧化氢而避免机体产生氧化应激的过程中起重要作用。本研究从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肝胰脏中克隆了CAT完整编码序列（complete coding sequence,CDS）。该CAT序列（GenBank登陆号：FJ560431）全长2263bp,包括完全开放阅读框（ORF）1575bp、5＇非编码区（UTR）118bp和3＇UTR570bp。其ORF编码525个氨基酸残基,理论分子量为59.59kD,等电点为7.02。在草鱼CAT cDNA的终止密码子附近,其3＇UTR具有长且完整的AC重复序列,与斑马鱼、鲢鱼及啮齿类动物CAT的3＇UTR AC重复序列相似。序列比较表明,草鱼CAT的核苷酸及推测氨基酸序列与其它多种物种的一致性均较高,其一致性分别为93.4%～43.0%和98.1%～63.3%。同时,草鱼CAT cDNA的推测氨基酸序列具有与其它动物高度保守的特征性基序,包括亚铁血红素结合信号序列＂RLFSYPDTH＂、酶活性中心序列＂FDRERIPERVVHAKGA＂及3个催化位点残基His74、Asn147和Tyr357。此外,草鱼CAT还具有保守的亚铁血红素结合口袋与NADPH结合位点。根据草鱼CAT基因的上述特征,推测其属于CAT基因家族中的单功能或典型CAT基因亚群。采用实时荧光定量PCR（Q-PCR）检测草鱼CAT的组织表达特征。结果显示,草鱼CATmRNA在所检测的11种组织器官中均有表达,其中在肝中表达水平量较高,在红肌、白肌和脂肪中表达量较低。本研究结果将有助于进一步探讨鱼类CAT基因的结构与功能,并为研究其抗氧化分子机理奠定基础。     

猫白介素-18基因的克隆、序列分析及其表达

用猫白介素18(interleukin,IL-18)基因特异性引物对刀豆蛋白(ConA)刺激后猫外周血单核细胞(PBMCf)总RNA进行了RT-PCR扩增,并将扩增产物纯化后克隆入pMD18-T中进行核苷酸序列测定。结果该基因全长579bp,编码192个氨基酸(GenBank登录号:DQ100372)。在推导的猫IL-18氨基酸序列中,无信号肽序列和潜在的N-联糖基化位点,但存在4个Cys残基。与不同物种IL-18相比,猫IL-18与犬、羊、牛和猪IL-18核苷酸序列有较高的同源性,分别为89.8%、88.6%、88.4%和88.1%,但与小鼠和鸡IL-18有明显的种属差异。将目的基因片段进一步亚克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET28a中构建了重组质粒pETIL-18,转化大肠杆菌BL21(DE3),并用IPTG诱导。结果重组菌菌体裂解物经SDS-PAGE电泳可检测到分子量为27.5kD的重组目的蛋白。经凝胶薄层扫描,目的蛋白表达量可占菌体蛋白的13.6%。     

猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)福建分离株核衣壳蛋白基因(N)的克隆与表达分析

猪传染性胃肠炎(swine transmissible gastroenteritis,TGE)是一种高度接触性肠道传染病,是我国法定检疫的疫病。为研究福建省猪传染性胃肠炎病毒(Transmissible gastroenteritis virus,TGEV)核衣壳蛋白基因(N)的分子特征及其原核表达产物的抗原性,参照GenBank中的TGEV全基因序列,设计合成一对扩增TGEV福建(FJ)分离株N基因的特异性引物,进行克隆和序列分析,结果表明,TGEV-FJ株N基因全长1149bp,编码382个氨基酸(GenBank登录号JQ700302),与国内外23株TGEVN基因的核苷酸同源性,氨基酸同源性进行比较分析,N基因核苷酸的同源性为95.4%～99.8%,氨基酸同源性为96.1%～100%。TGEV-FJ株N基因克隆至原核表达载体pET-32a中,并转化到大肠杆菌(Escherichia coli)Rosetta(DE3)中进行表达。SDS-PAGE分析表明,重组蛋白约为68kD,与预期分子量一致;Western blot分析表明,重组蛋白能与抗TGEV阳性血清反应出现特异性条带;以纯化的重组TGEVN蛋白为包被抗原建立的间接ELISA抗体检测方法具有良好的特异性,送检20份猪(Sus scrofa)TGEV阳性血清样本中检出16份阳性结果、10份阴性血清样本中检出9份阴性结果。利用纯化的TGEV重组N蛋白免疫Balb/c小鼠,杂交瘤技术制备单克隆抗体,获得了1株特异性好并能稳定分泌抗TGEVN蛋白的单克隆抗体的杂交瘤细胞株(命名为1-27),间接免疫荧光试验证明,该单抗能特异性识别TGEV全病毒抗原。TGEVN蛋白的单克隆抗体制备为建立TGEV免疫学检测方法提供了基础资料。     

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.     

草鱼cyclin G1基因的克隆、鉴定及适应性进化分析

本研究从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肝肾cDNA文库中克隆到草鱼cyclin G1基因。测序结果表明,草鱼cyclin G1全长cDNA为2118bp,使用ORF finder推译其开放阅读框为第256bp～第1155bp,编码299个aa,SMART在线软件预测其中N端第57个aa～第143个aa为细胞周期蛋白盒。同源性比对分析显示cyclin G1在鱼类中同源性极高,其中草鱼cyclin G1与斑马鱼的同源性为90%。通过PAML软件的密码子替换模型进行适应性进化分析,结果表明cyclin G1编码蛋白的26A、171A和225K氨基酸位点受到正选择作用。本研究为进一步了解草鱼cyclin G1结构功能与分子演化打下基础。     

嗜热子囊菌光孢变种cbh1基因的cDNA克隆及在毕赤酵母的高效表达

以嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascus aurantiacus var. levisporus)总RNA为模板，通过RT-PCR克隆出外切纤维二糖水解酶基因cbh1片段，采用RACE方法获得全长cDNA克隆，其全长为1 710 bp，编码一种由457个氨基酸组成的单肽，推导的氨基酸序列中1～19位为信号肽序列，GenBank的登录号为AY840982。将该片段克隆到毕赤酵母(Pichia pastoris)分泌型表达载体pPIC9K上，获得表达重组质粒pPIC9K/cbh1，转化毕赤酵母GS115，所得重组子经PCR验证后进行诱导表达，筛选出一重组子GSp-15,经144 h诱导后，外切纤维二糖水解酶表达量为1.17 mg/mL，产酶活力为20.3 U/mL。     

锰超氧化物歧化酶（Mn-SOD）基因的分子改造及在毕赤酵母中的表达

根据毕赤酵母（Pichia pastoris）的密码子偏好性,以不改变氨基酸序列为原则,对源于蜡样芽孢杆菌M22（Bacillus cerues M22）的Mn-SOD基因进行分子改造,设计、合成新的基因序列Mn-SOD-2。构建酵母表达载体pPICZαA/Mn-SOD-2,并整合至毕赤酵母GS115染色体。结果表明,所构建的酵母工程菌株YM103,经0.5%甲醇诱导表达后,Native-PAGE检测证实有清晰活性条带;SDS-PAGE检测证实重组蛋白的分子量为24kD,与预期大小一致。酶活分析表明,外源蛋白的活性较改造前增加了2.2倍,且表达稳定性良好。     

草鱼Rab1A基因的克隆表达、抗体制备及对微囊藻毒素-LR的响应

为了解草鱼(Ctenopharygodon idella)小分子三磷酸鸟苷(GTP)结合蛋白家族成员Rab1A的分子结构特点及其在微囊藻毒素-LR (MC-LR)胁迫中的作用,本研究根据草鱼肝脏(MC-LR诱导)转录组测序获得的unigenes序列,采用RACE技术克隆了草鱼Rab1A基因cDNA,其全长序列为806 bp,开放阅读框为609 bp,编码202个氨基酸。同源性分析结果表明,Rab1A与鲤鱼(Cyprinus carpio) Rab1A3相似性最高。系统进化分析表明草鱼Rab1A与鲤鱼、斑马鱼(Danio rerio)等鱼类聚为一大支。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析发现Rab1A在草鱼各组织中广泛分布,在血液和鳃等组织中的表达较丰富。构建了pGEX-4T-1-Rab1A重组表达载体,并制备了Rab1A多克隆抗体,通过酶联免疫(ELISA)检测抗体效价为1∶512 000以上,Western blot检测显示抗体具有特异性。草鱼肝脏经微囊藻毒素-LR(MC-LR)染毒,发现25和75 μg·g^-1感染96 h后对Rab1A基因和蛋白表达的影响不明显(P>0.05),但100 μg ·kg^-1 可导致草鱼肝脏Rab1A基因和蛋白表达显著下降 (P<0.05),表明Rab1A在参与草鱼抵御MC-LR胁迫过程中起着重要的作用。本研究为进一步了解Rab1A基因的功能及其在MC-LR胁迫过程中所发挥的作用奠定了基础。     

Cloning and functional expression of an acidophilic β-mannanase gene (Anman5A) from Aspergillus niger LW-1 in Pichia pastoris

A cDNA fragment of the Anman5A, a gene that encodes an acidophilic β-mannanase of Aspergillus niger LW-1 (abbreviated as AnMan5A), was cloned and functionally expressed in Pichia pastoris . Homology alignment of amino acid sequences verified that the AnMan5A belongs to the glycoside hydrolase (GH) family 5. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) assay demonstrated that the recombinant AnMan5A (reAnMan5A), a N-glycosylated protein with an apparent molecular weight of 52.0 kDa, was secreted into the medium. The highest reAnMan5A activity expressed by one P. pastoris transformant, labeled as GSAnMan4-12, reached 29.0 units/mL. The purified reAnMan5A displayed the highest activity at pH 3.5 and 70 °C. It was stable at a pH range of 3.0-7.0 and at a temperature of 60 °C or below. Its activity was not significantly affected by an array of metal ions and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The K(m) and V(max) of the reAnMan5A, toward locust bean gum, were 1.10 mg/mL and 266.7 units/mg, respectively.     

疏绵状嗜热丝孢菌糖化酶基因（gla）的克隆及在毕赤酵母中的表达

本研究以疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces laltltginosus)cDNA为模板,克隆了糖化酶基因(gla),序列分析表明gla的开放阅读框由1854个核苷酸组成,编码617个氨基酸.根据氨基酸序列推算该酶的分子量为64 kD,属于糖苷水解酶第15家族,具有该家族催化保守区的典型特征.PCR扩增gla的成熟蛋白编码基因,构建表达载体,经线性化后电击转化导入巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris GS115),并成功进行了表达.重组酶经摇瓶发酵后酶活可达11.6 U/mL,经硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换等步骤纯化了该重组蛋白,SDS-PAGE显示该重组蛋白大小约为67kD,比推测的蛋白分子量稍大,可能与该蛋白的糖基化有关.该重组酶的最适反应温度和最适pH值分别为60℃和5.0,该酶具有较高的热稳定性,70℃保温20 min后剩余酶活为54%.     

Expression and characterization of sweet potato invertase in Pichia pastoris

An invertase cDNA (Ibbetafruct1) was cloned from sweet potato leaves and characterized. The deduced amino acid sequence of the Ibbetafruct1-encoded protein was closely related to vacuolar invertases and included the WECVD catalytic domain characteristic of them. An expression plasmid containing the coding region of Ibbetafruct1 under the control of the alcohol oxidase promoter was used to transform the methylotrophic yeast Pichia pastoris. The biochemical properties for the expressed recombinant enzyme, which was determined to be the acid beta-fructofuranosidase with an acidic pI value (5.1), were similar to those of vacuolar invertases purified from sweet potato. Periodic acid/Schiff staining and Con A-Sepharose gel-binding experiments revealed the recombinant invertase to be a glycoprotein containing glucose and/or mannose residues. Furthermore, the carbohydrate moiety appears to be a key determinant of the enzyme's sucrose hydrolysis activity, substrate affinity, and thermal stability.     

烟粉虱内共生菌groEL基因的PCR扩增与测序

烟粉虱内共生菌groEL基因编码一种 63KD的GroEL蛋白 ,属于分子伴侣cpn60家族成员 ,与烟粉虱传播植物病毒病关系密切。通过PCR对长期生活在甘蓝上的烟粉虱体内groEL基因进行了PCR扩增 ,序列测定表明其长度为 1 668bp ,编码 5 5 5个氨基酸 ,与Genebank中烟粉虱内共生菌groEL(AF1 30 4 2 1 )的核苷酸同源性为 99 82 % ,氨基酸同源性为 99 64%。     

甘蓝型油菜中黑芥子酶基因在大肠杆菌中重组质粒的构建和表达

实验通过RT-PCR程序从提取的油菜总RNA中扩增出硫代葡萄糖苷水解酶（又称黑芥子酶,EC3.2.1.147）基因,酶解后插入大肠杆菌表达载体（Escherichia coli）pGEX-4T-1,获得克隆菌株。基因测序在 GenBank中的登陆号为EF583560,翻译的氨基酸序列与已报道的黑芥子酶（GenBank中的登陆号为Q00326）中的一段有一个氨基酸不同,同源性达到99%。经过IPTG诱导表达,在91KDa左右处有表达量很高的一条带。