保加利亚乳杆菌N-乙酰胞壁质酶的原核表达和鉴定

为研究保加利亚乳杆菌(LB)N-乙酰胞壁质酶(Mur)的分子生物学特性,根据已发表的保加利亚乳杆菌核苷酸序列,设计并合成一对特异性引物,PCR扩增LB MN株不含跨膜区域序列的mur基因,片段回收后克隆至pMD19-T载体并进行鉴定,再将其亚克隆于原核表达载体pET-30a(+)中构建重组表达质粒pET-30a(+)-mur,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导重组蛋白表达。SDS-PAGE和Western blot分析显示重组Mur蛋白分子量约为21 kD,能在大肠杆菌中高效表达。     

N-乙酰胞壁质酶缺失对保加利亚乳杆菌LJJ自溶及形态的影响

【目的】乳酸菌自溶在发酵乳制品生产中广泛存在,自溶的速率和程度可以对产品的质量、风味、生产周期产生重要影响,在整个发酵过程中非常重要。N-乙酰胞壁质酶作为肽聚糖水解酶中的重要组成,可以破坏细胞壁完整性,在乳酸菌自溶过程中发挥着重要作用。论文旨在研究N-乙酰胞壁质酶缺失对保加利亚乳杆菌自溶的影响及对其形态的影响。【方法】分别以保加利亚乳杆菌基因组和pMG36e载体为参考序列设计引物,PCR分别扩增保加利亚乳杆菌中N-乙酰胞壁质酶的上下游同源臂基因m-up, m-down和pMG36e中的红霉素抗性基因。上述基因经过测序验证后,将经Kpn Ι,Xba Ι双酶切的红霉素抗性基因和pUC19相连接形成重组载体pUC:Emr并进行验证。随后,将经Kpn Ι,Sac Ι双酶切的m-down和重组载体pUC:Emr相连接形成重组载体pUC:Emr:m-down并进行验证。最后,将经Pst Ι,Xba Ι双酶切的 m-up与重组载体pUC:Emr:m-down相连接形成重组载体pUC:m-up:Emr:m-down并进行验证。以重组载体pUC:m-up:Emr:m-down作为N-乙酰胞壁质酶的同源重组敲除组件, 在电转化条件电压1.5 kV,电阻400 Ω和电容25 μF下,电转入保加利亚乳杆菌,在含有红霉素的MRS琼脂平板上筛选N-乙酰胞壁质酶基因敲除突变菌株并进行PCR验证。采用核酸溶出法检测基因缺失菌株与野生型菌株间的自溶度变化。扫描电子显微镜观察基因缺失菌株与野生型菌株间的形态变化。【结果】构建得到在N-乙酰胞壁质酶中间插入红霉素抗性基因为筛选标记的敲除组件用于保加利亚乳杆菌中N-乙酰胞壁质酶的基因敲除。获得带有红霉素抗性基因的N-乙酰胞壁质酶缺失的保加利亚乳杆菌突变菌株。突变菌株相比野生型菌株自溶特性及形态均发生显著变化,其中自溶度显著降低,37℃下自溶24 h,野生型菌株的自溶度约为73%,而突变菌株的自溶度约为35%,自溶度降为原来的1/2。野生型菌株的单个菌体细胞长度约10 μm,突变菌株的单个菌体细胞约30-40 μm,相比野生型菌株约增长了3-4倍。【结论】N-乙酰胞壁质酶在保加利亚乳杆菌自溶与细胞分裂过程中起着重要作用。保加利亚乳杆菌中N-乙酰胞壁质酶的缺失会导致菌体自溶的降低和菌体增殖过程中的细胞分裂受阻,产生菌体长度增长约3-4倍的菌体细胞。     

禽多杀性巴氏杆菌ompW基因的克隆与序列分析

提取禽多杀性巴氏杆菌分离株Pm27基因组DNA,参考GenBank中Pm70株ompW基因序列设计引物,应用PCR技术扩增了细菌ompW基因,将扩增片段克隆到pMD18-T载体后测序。生物信息学分析表明,该基因编码区长度为615bp,编码204个氨基酸;氨基酸序列与参考株Pm70 OmpW蛋白的同源性最高,达98%;与睡眠嗜血杆菌的同源性77%,与琥珀酸产生菌的同源性为69.3%,与霍乱弧菌、大肠杆菌、耶尔森菌的同源性为50%左右。OmpW蛋白前21个氨基酸残基为信号肽序列,潜在的糖基化位点位于第122位氨基酸残基。     

野蚕孵化酶基因的克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR法从野蚕胚胎中克隆了一个885 bp孵化酶基因,命名为BmandHE(GenBank登录号:JN620366)。BmandHE ORF编码294个氨基酸残基,蛋白分子质量为33.57 kD,等电点为5.55。在BmandHE N-端存在16个氨基酸的信号肽,BmandHE序列含有锌指结合序列、Met-转角基序等孵化酶保守功能区域和构成孵化酶二级结构骨架的4个半胱氨酸残基。BmandHE与其他动物孵化酶氨基酸序列的相似性为30.4%～97.1%。进化分析表明,野蚕与昆虫家蚕、柞蚕、家蚊聚为一类,亲缘关系比较近。     

鸡传染性支气管炎病毒HN99株膜蛋白基因的分子特征分析

根据GenBank中已经公布的鸡传染性支气管炎病毒株M基因序列,设计并合成1对特异引物,利用RT-PCR方法扩增出IBV河南分离株HN99株M基因的全长片段,然后进行克隆、测序,获得了长度为669 bp的HN99株M基因全序列,编码M蛋白222个氨基酸残基,其N端的前60 nt为前导序列,近N端含有1个潜在的N-糖基化位点,M基因编码的膜蛋白中含有9个高度保守的半胱氨酸;HN99株M蛋白点突变较多,且突变位点呈散在分布遍及整个ORF,主要表现为碱基的插入和缺失,在Glu 21～Leu 37,Set 45～Ile 68,Pro 74～Phe 94位氨基酸的区域内形成3个跨膜区域,在39 Try～43 Thr,171 Ile～176 Pro,183 Arg～193 Ser住氨基酸处含有3个潜在的抗原位点;与GenBank中的11个国内外参考毒株相比,IBV-HN99株M基因核苷酸同源性为87.0%～90.3%,推导的氨基酸同源性为89.7%～94.2%;在系统发生进化树中,HN99株M基因与其他参考毒株属于不同的分支,亲缘关系均较远.     

传染性喉气管炎病毒河南株gB基因的克隆与序列分析

根据传染性喉气管炎病毒(ILTV)gB基因的核苷酸序列,设计、合成1对引物,应用PCR扩增鸡ILTV河南株(ILTV-CG)gB基因.将扩增片段克隆入pGEM-T Easy载体后,经蓝白斑筛选,菌液PCR和酶切鉴定为阳性的重组菌进行测序.结果表明克隆到ILTV-CG株gB基因,全长为2 629 bp,包含一个完整的开放阅读框,共编码873个氨基酸的多肽,推导氨基酸序列有8个潜在的N-糖基化位点,有12个与二硫键形成有关的半胱氨酸.序列分析表明,ILTV-CG株gB基因与GenBank中读取的澳大利亚SA2疫苗株、辽宁疫苗株、烟台株、美国632强毒株、英国Throne强毒株gB基因核苷酸序列同源性为99%以上,与ILTV-SA2株gB基因比较发现,ILTV-CG株gB基因核苷酸序列在第89位均缺失1个碱基G,而在第102位又插入1个碱基A,从而引起该毒株gB基因推导的氨基酸序列中第28～32位5个氨基酸的移码突变.     

猪T细胞受体β链基因的克隆及生物信息学分析

以GenBank上登载的猪的T细胞受体β(pTCR-β)基因为参考序列,用RT-PCR法从猪的外周血淋巴细胞中克隆了TCR-β链基因,并进行生物信息学分析.结果表明:pTCR-β基因含有一个完整的开放阅读框架(ORF),大小为849bp,编码283个氨基酸,且含有一段27个氨基酸的信号肽序列,与参考序列相比,在核苷酸序列上的同源性为80.4%,在氨基酸序列上的同源性为70.3%;生物信息学结构预测发现2个结构域,一个为IG结构域,由第32-138位共107个氨基酸残基组成;另一个为IG-LIKE结构域,由第164-211位共48个氨基酸残基组成.     

鸡传染性支气管炎病毒W株膜蛋白基因的分子特征

【目的】研究鸡传染性支气管炎病毒(IBV)W株膜蛋白基因的分子特征。【方法】根据GenBank中已发表的鸡传染性支气管炎病毒M基因序列,设计并合成1对特异性引物,利用RT-PCR技术成功扩增了IBV河南地方分离毒株W株M基因全长片段,然后进行克隆、测序,并与GenBank中发表的11株国内外参考毒株进行比较分析。【结果】获得的W株M基因全长为681 bp,编码M蛋白226个氨基酸残基,其N端的前60 nt为前导序列,近N端含有2个潜在的N-糖基化位点;3个跨膜区域分别位于21~37,45~68,74~94 aa处,在171~176,183~193 aa处有2个潜在的抗原位点,且M蛋白上有9个高度保守的半胱氨酸;与参考毒株相比,IBV-W株M基因的核苷酸同源性为88.2%~92.7%,推导的氨基酸同源性为91.1%~95.6%;M蛋白的突变主要发生在前16位氨基酸,其中第2位缺失1个氨基酸,第3~6位连续插入4个氨基酸,第8~9位缺失2个氨基酸,第14~16位的3个氨基酸发生连续突变,其他位点的氨基酸变异为点突变,M蛋白核苷酸序列的变异主要表现为静默突变,亲水区较疏水区更易变易;在系统发生进化树中,W株与BJ株处于同一个小的分支上,亲缘关系较近,而与其他参考株的亲缘关系较远。【结论】推测W株可能是一个新的变异株。     

川芎甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆及序列分析

以川芎(Liqusticum churning Franch Hort)为材料,采用RT-PCR和RACE方法,从新鲜的嫩叶中克隆出甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的cDNA序列。克隆到的cDNA序列全长为2 211 bp,编码一条由508个氨基酸残基组成的多肽,其核酸序列与人参的BADH基因的cDNA序列同源性为86%,对应编码氨基酸序列同源性为91%。将得到的序列提交GenBank,序列号为HM352764。与其他植物BADH的氨基酸序列比对,川芎BADH具有相同功能区域,包括N-端信号肽、底物结合及酶催化位点,因而可以参与甜菜碱的合成反应。对川芎BADH与其他植物BADH的氨基酸序列的进化分析表明,其与五加科人参的同源性较近。     

林麝生长激素基因的克隆与生物信息学分析

了解林麝生长激素（GH）基因序列结构特点,为进一步研究GH基因的结构功能遗传变异规律及其与生长性能的关系提供科学依据。根据GenBank上已公布的绵羊全基因组GH基因序列设计合成4对特异性引物,以林麝基因组DNA为模板进行PCR扩增,将所获得的序列拼接,获得林麝GH基因CDS区序列,采用ExPASy等分子生物学工具对林麝GH蛋白的理化性质、二级结构、蛋白功能等进行预测。结果表明,林麝GH基因CDS区全长657 bp（GenBank登录序列号为KU296865）,编码218个氨基酸。α-螺旋结构和卷曲结构构成了林麝GH蛋白二级结构的骨架,为跨膜蛋白,同时第1~26位氨基酸为信号肽,第27~218位氨基酸残基为生长激素结构域。进化分析结果表明,林麝与羊的关系最为接近,在分子水平上符合物种进化理论。本研究成功克隆了林麝GH基因CDS区序列,其序列保守性强,为下一步林麝GH基因的表达调控、进化和多态性分析奠定了基础。     

家蚕溶茧酶基因的克隆、序列分析及原核表达

【目的】获得家蚕溶茧酶基因的全长序列,实现溶茧酶基因在大肠杆菌中的融合表达。【方法】利用cDNA末端扩增技术（RLM-RACE）克隆了家蚕溶茧酶基因cDNA序列（GenBank 登录号：EF428980）。【结果】家蚕溶茧酶基因cDNA序列全长1 047 bp,其中780 bp的蛋白质编码区可编码260个氨基酸,预测蛋白质分子量为27.6 kD,等电点（pI）为8.89。家蚕溶茧酶基因包含4个内含子。用Signal P 3.0 Server程序分析家蚕溶茧酶基因,预测其从第1～22位为信号肽序列。SMART分析结果预测其第34～254位氨基酸序列具有类胰蛋白的丝氨酸蛋白酶活性。重组质粒pET-32a-Cocoonase 转化E.coli BL21进行原核表达,SDS-PAGE分析结果表明,家蚕溶茧酶基因以融合蛋白形式表达,相对分子量为48 kD。【结论】本研究成功地克隆、表达了家蚕溶茧酶基因,分析和预测了它的结构和功能,为其进一步的生物学功能研究及其应用奠定了基础。     

3株不同毒力巴氏杆菌外膜蛋白H基因克隆及序列分析

参照GenBank中巴氏杆菌外膜蛋白H(ompH)基因核苷酸序列,设计了一对特异性引物,通过PCR方法,扩增了3株不同毒力猪源巴氏杆菌CA4-1株、679-230株、3397A株ompH全基因.PCR产物克隆至pMD18T载体,进行序列分析,发现3个菌株ompH基因完整的ORF大小分别为1008 bp、1008 bp和1047 bp,分别编码336、336、349个氨基酸,它们的前20个氨基酸均组成信号肽.与已知的15个Heddleston血清型的核苷酸及其推导的氨基酸序列比较,核苷酸同源性在83.3%～99.8%,氨基酸同源性在79.2%～99.4%.序列分析结果表明,ompH基因在不同血清型之间具有较高的同源性.     

传染性喉气管炎病毒河南株gB基因的克隆、序列分析及其真核表达载体的构建

【目的】构建传染性喉气管炎病毒(ILTV)的真核表达载体。【方法】从传染性喉气管炎病毒河南株(ILTV-XY)感染的鸡胚绒毛尿囊膜中提取病毒DNA,进行PCR扩增,PCR产物进行T-A克隆与测序,获得了鸡IL-TV-XYgB全基因序列;对ILTV-XY株gB基因与GenBank中读取的5株ILTVgB基因核苷酸序列及推导的氨基酸序列进行了比较分析;并将该基因片段克隆到真核表达载体pcDNA3.1中,对构建的重组质粒pcDNA3.1/gB进行酶切、测序鉴定。【结果】序列测定表明,gB全基因核苷酸长度为2 629 bp,编码873个氨基酸,推导氨基酸序列有8个潜在的N-糖基化位点,有12个与二硫键形成有关的半胱氨酸。与GenBank中读取的澳大利亚SA2疫苗株、辽宁疫苗株、烟台株、美国632强毒株、英国Throne强毒株gB基因进行比较,核苷酸序列同源性为99%以上,与ILTV-SA2株gB基因比较发现,ILTV-XY株gB基因核苷酸序列在第89位均缺失1个碱基G,而在第102位又都插入1个碱基A,从而引起该毒株gB基因推导的氨基酸序列中第28~32位5个氨基酸的移码突变。构建的重组质粒pcD-NA3.1/gB经酶切、测序鉴定,证实含有目的片段,且连接、构建正确。【结论】成功构建了ILTV的真核表达质粒pcDNA3.1/gB,为ILTV核酸疫苗的研究奠定了基础。     

犬瘟热病毒小熊猫株核蛋白和融合蛋白基因克隆及序列分析

根据GenBank中报道的CDV核苷酸序列,设计合成了2对特异性引物,对犬瘟热病毒小熊猫株(CDVLP)核蛋白(N)和融合蛋白(F)两种主要结构蛋白基因进行了克隆、测序及序列分析。结果表明,CDVLP株N蛋白基因全长1571bp,预测编码523个氨基酸;F蛋白基因全长1989bp,预测编码662个氨基酸,F蛋白氨基酸序列中含有5个潜在的N-联糖基化位点。聚类分析提示,CDVLP株是一株与CDV强毒株亲源关系很近的毒株。用DNAstar软件对CDVLP株和Onderstepoort弱毒株N蛋白和F蛋白进行了疏水性及抗原表位预测分析。抗原表位差异提示CDVLP毒株N和F蛋白的免疫原性可能要优于Onderstepoort弱毒株。在分子水平上阐明了CDVLP株的N和F蛋白基因更适合作为构建基因疫苗和重组活载体疫苗的目的基因。     

安徽IBV地方株AH1-99株S1基因克隆及序列分析

用RT-PCR技术扩增出IBV AH1-99的S1基因cDNA,将其克隆到pMD18-T载体中进行序列测定和分析.结果表明,该分离株S1基因全长共1 611个核苷酸,编码537个氨基酸;与GenBank中登陆的IBV S1基因核苷酸的同源性为76.5%～92.2%,氨基酸同源性为69.3%～89.8%;在IBV S1基因核苷酸进化关系树中,该分离株同H52、M41和Beaudette等亲缘关系较近,在151位有一个EcoR I 酶切位点,有16个潜在的糖基化位点,前18个氨基酸残基为S蛋白的信号肽.     

四川小麦地方品种AS1643中α/β醇溶蛋白基因

用PCR方法从四川小麦地方品种AS1643中克隆到3个α/β-醇溶蛋白基因，即Gli-AS1643-1（GenBank No.DQ166376）、Gli-AS1643-2（GenBank No.DQ166377）和Gli-AS1643-3（GenBank No.DQ166378）。其中，Gli-AS1643-1和Gli-AS1643-2的编码区长度分别为873bp和852bp，可编码270和263个氨基酸残基的成熟蛋白。Gli-AS1643-3由于在编码区内有一个提前终止密码子，为不可编码成熟蛋白的假基因。序列比较显示Gli-AS1643-1、Gli-AS1643-2和 Gli-AS1643-3分别与GenBank中的α/β-醇溶蛋白基因具有较高的一致性，且序列结构非常相似。它们的N-端氨基酸序列与各种α-、β-、γ-和α/β-醇溶蛋白的基本一致，但与ω-醇溶蛋白和低分子量谷蛋白亚基的明显不同。N-端12肽串联重复紧密相关的5个脯氨酸框和类似于微卫星序列编码的2个多聚谷氨酰胺区域。在Gli-AS1643-2的N-端存在腹泻疾病活性序列，C-端含有12型腺病毒感染序列。Gli-AS1643-1、Gli-AS1643-2和Gli-AS1643-3各由6个保守的半胱氨酸残基形成3个分子内二硫键。     

11株禽多杀性巴氏杆菌OmpA基因克隆测序及其序列分析

为了解国内禽多杀性巴氏杆菌流行株（Pasteurella multocida,Pm）OmpA基因的变异情况,参考GenBank中已发表的多杀性巴氏杆菌序列设计一对特异性引物,采用PCR方法对11个禽Pm菌株和3个荚膜型参考株（A,B,D）的OmpA基因进行扩增,将各菌株纯化回收的扩增产物与pMD18-T载体连接,筛选阳性克隆进行测序。结果表明：14个菌株的OmpA基因开放阅读框在1 047～1 077 bp之间,其中长度为1 062 bp的有9个菌株;Signal IP 4.0预测表明,信号肽均为N端21个氨基酸残基,成熟蛋白氨基酸残基数量在327～332之间,推测的分子量为35.19～36.35 kD。与GenBank中12个菌株OmpA基因核苷酸序列比对及遗传进化分析发现,核苷酸同源性为85.3%～100%;氨基酸同源性为83.1%～100%;其中C48-1,1010,9003,890920,921012,xj等6个国内禽Pm分离株OmpA序列同源性为100%。由此可见国内禽Pm菌株OmpA基因非常保守。     

苏云金芽胞杆菌酰基高丝氨酸内酯酶基因的克隆及分析

利用pMD18-T克隆载体从苏云金芽胞杆菌菌株WB12中克隆了酰基高丝氨酸内酯酶基因(AHL-lactonase,aiiA).测序结果表明,该基因(GenBank登录号为DQ000642)由753个碱基组成,编码含有250个氨基酸残基的蛋白质.推测该蛋白质分子质量为28 ku,等电点为4.2,不含信号肽序列.利用DNAMAN软件构建同源关系树.结果表明,该蛋白与已报道具有减弱欧文氏菌胡萝卜亚种致病力的11个A iiA蛋白酶氨基酸序列总相似性为81.2%,并含有相同的氨基酸序列保守区.核苷酸序列的BLAST分析结果表明,与之同源性较高的基因均为蜡质芽孢杆菌组aiiA基因(86%-99%).     

狐、貉源犬瘟热病毒H和F基因的克隆与序列分析

为研究我国圈养狐、貉流行犬瘟热病毒(canine distemper virus,CDV)的基因分型与遗传变异情况,通过RT - PCR方法扩增与测序分析了2009年来源于山东省和河北省病料中的CDVH与F基因,并分别与GenBank CDV野毒株和疫苗株的基因序列比对,构建了核苷酸序列的系统发生树.H基因系统发生分析显示,6株毒株归属为Asia -1型.H蛋白氨基酸序列比较表明,除HeB(09)3株有8个潜在N-连接的糖基化位点外,其余毒株N-连接的糖基化位点均为9个.以往的研究结果显示,日本和中国台湾分离株的潜在N-连接糖基化位点为8～9个.6株野毒F蛋白编码区氨基酸的同源性为98.0％～99.5％,与CDV3(登录号EU726268)和Onderstepoort(登录号AF305419)疫苗株的同源性为89.1％～90.6％,F蛋白的前导区(1～ 135位氨基酸)与疫苗株相比的同源性为62.2％～66.7％;野毒株F蛋白氨基酸在108～ 110处比疫苗株CDV3多1个潜在N-连接的糖基化位点,HeB(09)3的F蛋白还在366～369位多1个潜在的N-连接的糖基化位点.目前在山东省和河北省2地狐狸和貉中流行的犬瘟热野毒株为Asia -1型,HeB(09)3株H蛋白和F蛋白在N-连接糖基化方面与其他5株野毒株有明显的不同.     

新城疫病毒山东分离株F和HN基因克隆与进化分析

选取山东2007 ～ 2008年的5株NDV流行株,克隆融合蛋白(F)和血凝素-神经氨酸酶(HN)基因全长并测序.结果表明,5个分离株F基因长度为1662 bp,编码553个氨基酸.F蛋白裂解位点的氨基酸序列均为112 R-R-Q-K-R-F117,符合强毒株F基因裂解位点的氨基酸序列特征.对F基因47 ～420 nt序列进行比对,发现4株鸡源毒株基因型为Ⅶd,另一鸽源毒株基因型为Ⅵ.5个分离株间F基因核苷酸和氨基酸序列同源性分别为88.8％～99.7％和94％～99.3％,与LaSota、Clone30、F48E9的氨基酸同源性分别为88.4％～89.5％、87.7％～88.8％、90.8％～92.4％.HN基因长度为1801bp,编码571个氨基酸,5个毒株均含13个半胱氨酸残基且位置保守.与LaSota的氨基酸同源性为87.2％～88.8％,与8个山东NDV流行株的同源性为89.8％～98.6 ％.