绵羊YAP1基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆绵羊YAP1基因cDNA并分析其序列及其蛋白的遗传特性及其在不同组织中不同程度的表达情况。【方法】以湖羊为研究对象,利用RT-PCR和RACE技术获得绵羊YAP1序列,并结合生物信息学方法对绵羊YAP1的序列进行深入分析。【结果】从湖羊背最长肌中克隆YAP1基因的全长cDNA序列;利用生物信息学技术,对绵羊YAP1基因与其它物种的同源性,蛋白质序列的跨膜区,亚细胞定位,亲水性,潜在信号肽剪切位点,糖基化位点,磷酸化位点,编码产物进行功能预测分析,及其编码蛋白的二级结构,三级结构等进行分析。【结论】克隆获得绵羊YAP1基因序列全长为1 712 bp,包括1 212 bp的编码区序列,编码403个氨基酸。同源性分析发现,绵羊YAP1核苷酸序列与推测氨基酸序列与灰仓鼠的同源性最高,分别达到78.77%和92.51%,而与人、黑猩猩的一致性差异较小。氨基酸序列分析发现该基因编码蛋白为水溶性蛋白,相对分子量为44079.0Da,理论等电点为4.91,无信号肽序列和跨膜区;亚细胞定位主要在细胞核,不属于分泌蛋白;预测含有33个磷酸化位点,7个糖基化位点,具有两个WW结构域,二级结构以无规则卷曲为主,三级结构显示,YAP1结构域区构成弯曲状螺旋结构。预测YAP1蛋白主要在调节功能过程中有着关键作用。以上研究为进一步探讨YAP1基因在肌肉生长过程中的功能研究奠定了遗传信息基础。     

鸭YAP1基因编码区的克隆、生物信息分析及其组织表达特性

【目的】旨在克隆鸭YAP1基因,预测其蛋白结构、功能及其组织表达特性。【方法】以北京肉鸭为材料,采用RT-PCR技术克隆鸭YAP1基因CDS区,利用多种生物信息学分析软件预测其结构与功能,并应用荧光定量PCR检测其组织表达特性。【结果】结果表明:鸭YAP1基因CDS全长1 248bp,编码415个氨基酸,氨基酸水平上与鸡相似性最高,达99.7%;氨基酸序列分析发现鸭YAP1蛋白相对分子量为45 417.5Da,主要定位在细胞核,属水溶性蛋白,不属于分泌蛋白;预测鸭YAP1氨基酸含有磷酸化、糖基化位点各30个;含两个WW结构域,且不同物种间结构域较保守;二级结构以无规则卷曲为主,三级结构呈弯曲状螺旋结构;荧光定量结果显示,YAP1在胰脏中表达量最高,肌肉组织中最低。【结论】鸭YAP1基因非常保守,结构、功能与哺乳动物具较高一致性。     

基于RNA-seq技术的茶树CsbHLH62生物信息学分析

【目的】利用生物信息学分析方法推导CsbHLH62基因及其编码产物的理化性质、结构和功能以及同源性等。【方法】通过相关软件及网站分析CsbHLH62基因及其编码蛋白的相关信息。【结果】CsbHLH62基因编码蛋白含有277个氨基酸,是一种可溶性蛋白,定位于细胞核,该蛋白不存在信号肽,无跨膜结构,有35个潜在的磷酸化位点,是一种非分泌蛋白;功能结构分析表明131～181位氨基酸之间有一个典型的MYC的bHLH结构域,系统进化分析表明其编码的氨基酸序列与欧洲越橘亲缘关系较近,二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主,三维结构构建成功。【结论】为研究CsbHLH62基因在茶树硒富集过程中的生物学功能奠定了基础。     

普城沙雷氏菌pigX基因的生物信息学分析

通过生物信息学方法对普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)G3菌株中GGDEF/EAL结构域蛋白编码基因pigX启动子区域的调控信息以及编码蛋白质的理化特性和结构特点进行了解析。利用启动子分析软件Softberry和Neural Network Promoter Prediction对pigX基因编码区上游序列进行启动子预测,利用生物信息学方法对PigX蛋白的氨基酸组成和理化特性、磷酸化和糖基化位点、跨膜结构、信号肽二级结构和保守结构域等进行预测分析。结果显示:pigX启动子区有Fur和SoxS结合位点;PigX是微亲水性的脂结合蛋白,具有信号肽和跨膜结构域、糖基化和高水平磷酸化位点,α-螺旋和无规则卷曲是其主要二级结构。生物信息学分析预测结果表明G3菌株PigX具有较高水平磷酸化位点及由α-螺旋和无规则卷曲组成的二级结构,这与预测的PigX参与铁代谢和氧化应激反应及作为Csr D同源物与CSRB家族sRNAs分子结合的功能相吻合。     

绵羊RXRG基因的生物信息学分析

以绵羊RXRG基因为目的基因,利用生物信息学软件预测其结构和功能。结果表明,绵羊RXRG基因编码463个氨基酸,开放阅读框长度为1 392 bp,起始密码子位于228 bp处,终止密码子位于1 619 bp处。RXRG基因编码蛋白的相对分子质量为50 845.19 Da,等电点为7.55,在氨基酸组成中亮氨酸所占比率最高,色氨酸占比最低。亚细胞定位主要位于细胞核中,不属于分泌蛋白;不存在信号肽序列;存在两个保守结构域,并且为疏水性蛋白,二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主,三级结构主要由无规卷曲缠绕折叠形成。     

柴达木盆地梭梭AQP基因克隆及结构预测

【目的】克隆得到柴达木盆地梭梭AQP基因并预测其结构.【方法】以柴达木盆地梭梭同化枝为材料,RT-PCR扩增其AQP基因并进行序列测定.【结果】所得柴达木盆地梭梭AQP基因的碱基数为481个,编码160个氨基酸.AQP亲水性、二级结构、跨膜螺旋区、三级结构预测显示柴达木盆地梭梭AQP二级结构主要为α螺旋和无规则卷曲.AQP有1个N-糖基化位点,2个蛋白激酶C磷酸化位点,4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,2个N-端豆蔻酰化位点,1个微体细胞C端靶信号和1个白细胞介素10家族信号.此外AQP蛋白的亲水性较弱,具有3个跨膜螺旋区.柴达木盆地梭梭AQP三维结构预测结果显示其主要由α螺旋和无规则卷曲互相盘绕而成,含有少量β折叠.【结论】研究结果为下一步柴达木盆地梭梭AQP基因的表达特性及功能研究提供了依据.     

意大利蜜蜂Ci蛋白的生物信息学分析

【目的】掌握意大利蜜蜂转录因子(Ci)的生物信息学并阐述其功能,为揭示Ci蛋白在意大利蜜蜂Hh信号通路中的功能和作用打下基础。【方法】从NCBI获取意大利蜜蜂Ci蛋白氨基酸序列,分别使用ProtParam预测其理化性质、SignalP-5.0预测信号肽、TMHMM-2.0预测跨膜结构,通过NetOGlyc 3.0、NetNGlyc 1.0、NetPhos 3.1、SUMOplot等进行O-糖基化位点、N-糖基化位点、磷酸化位点及苏木化位点预测,采用GOR4、SWISS-MODEL、CD-Search等预测意大利蜜蜂Ci蛋白高级结构,在多重序列比对分析的基础上利用MEGA 11.0构建系统发育进化树,并通过String数据库预测相互作用蛋白。【结果】意大利蜜蜂Ci蛋白存在2个亚型,分别是XP_624136.4和XP_006558245.2。其中,XP_624136.4亚型的开放阅读(ORF)为4338 bp,编码1445个氨基酸残基,编码蛋白分子量为15.50 kD,理论等电点(pI)为8.39;XP_006558245.2亚型的ORF为3873 bp,编码1290个氨基酸残基,编码蛋白分子量13.99 kD,pI为8.48。2个亚型均属于不稳定的两性蛋白,无信号肽,无跨膜结构,主要定位于在细胞核,少数分布在囊细胞质,XP_006558245.2亚型在线粒体中也有少量分布。XP_624136.4亚型存在2个O-糖基化位点、9个N-糖基化位点、174个磷酸化位点及5个苏木素化位点;XP_006558245.2亚型存在26个O-糖基化位点、8个N-糖基化位点、156个磷酸化位点及5个苏木素化位点。意大利蜜蜂Ci蛋白二级结构主要有α-螺旋、延伸链和无规则卷曲,其三级结构中无规则卷曲、延伸链分布较多,α-螺旋分布较少;2个亚型均具有5个典型的C₂H₂型锌指蛋白结构域,且从昆虫到哺乳动物Ci蛋白序列高度保守。意大利蜜蜂Ci蛋白与Kinesin-B、Ptc、Poz、Su(fu)、Slmb、Smo、Csnk1a1、Cul-3和Fu等驱动蛋白样蛋白形成相互作用网络。【结论】意大利蜜蜂Ci蛋白属于不稳定的两性蛋白,主要定位于细胞核中,少量分布在囊细胞质或线粒体中,具有5个典型的C₂H₂型锌指蛋白结构域,蛋白序列高度保守,在意大利蜜蜂Hh信号通路中主要承担转录功能,对意大利蜜蜂的生长发育、跨膜运输、突触传递、信号转导及蛋白生成等起重要调控作用。     

兰州大尾羊PPARG全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆兰州大尾羊过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARG）基因,分析其序列及编码蛋白的生物学特性,阐明PPARG基因在绵羊中的生物学作用,为生产应用提供理论依据。【方法】根据绵羊PPARG基因CDS序列设计特异性引物,利用RACE和RT-PCR技术克隆获得兰州大尾羊PPARG基因序列,结合生物信息学方法分析其生物学特性。【结果】克隆获得兰州大尾羊PPARG cDNA 序列全长1 774 bp（GenBank序列号：KF727439）,其CDS区片段长1 428 bp,编码475个氨基酸,编码区两侧翼分别具有5’-UTR 131 bp（1-131 nt）和3’-UTR 214 bp（1 560-1 774 nt）。预测兰州大尾羊PPARG蛋白分子量为54.40 kD,理论等电点为4.94。预测PPARG编码蛋白疏水性最大值为3.600,最小值为-2.744,为非跨膜的疏水性蛋白。亚细胞定位主要在细胞质（65.2%）和细胞核（21.7%）中,少量作用于细胞支架（4.3%）和过氧化物酶体（4.3%）,无信号肽,不属于分泌蛋白。预测其氨基酸序列有26个磷酸化位点,无糖基化位点,含有1个ZnF_C4结构域、1个HOLI结构域和1个LCR结构域,二级结构以随机卷曲为主。同源性分析显示兰州大尾羊PPARG核苷酸序列与山羊、野牛、水牛、绵羊、虎鲸、野猪和人类核苷酸序列间的同源性分别为99% 、98% 、97% 、99%、 94%、92%和90%,兰州大尾羊PPARG氨基酸序列与山羊、野牛、水牛、绵羊、虎鲸、野猪和人类核苷酸序列间的同源性分别为100% 、99.8% 、100% 、100%、 98.7%、98.5%和97.5%。系统发育树表明,兰州大尾羊与山羊、绵羊和水牛的进化水平更为接近,与鱼类、人类和鼠类较远。其基因第486位发生碱基转换（C←→T）,第828位发生碱基转换（C←→A）,但其所编码氨基酸不变。【结论】兰州大尾羊与其他物种PPARG在结构上相似性较高,说明该基因具有高度的保守性。推测PPARG蛋白大部分在游离核糖体上合成,其功能与过氧化物酶体有关,该预测结果符合其过氧化物酶体增殖物激活受体的身份。PPARG氨基酸序列有26个可以成为蛋白质激酶磷酸化的位点,某些位点被磷酸化后,可导致一系列肥胖相关基因的功能失调和表达变化, 如胰岛素增敏激素,脂联素( adiponectin)的表达减少。其序列包含的ZnF_C4锌指结构域具有与脂质结合的功能,HOLI即LBD配体结构域在激素信号转导过程中发挥重要作用,其中PPARG锌指结构域中的磷酸化位点Ser112,被MAPK磷酸化后,可以抑制PPARG同配体的结合,从而降低PPARG蛋白的活性,两个结构域均与成脂分化过程相关联。文章为进一步研究PPARG在成脂分化过程中的作用提供了参考。     

鹅AKR1D1基因编码区克隆、序列分析及在卵泡中的表达特性研究

【目的】克隆鹅AKR1D1基因编码区序列,预测其蛋白结构、功能,并研究其在鹅各等级卵泡中的表达特性。【方法】以天府肉鹅母系为材料,采用RT-PCR技术克隆鹅AKR1D1基因编码区序列,利用多种生物信息学分析软件预测其结构与功能,并应用荧光定量PCR技术检测其在各等级卵泡中的表达特性。【结果】结果表明:鹅AKR1D1基因编码区全长981 bp,编码326个氨基酸,氨基酸水平上与鸡相似性高达95.71%;氨基酸序列分析表明鹅AKR1D1蛋白相对分子量为37 263.7 Da,主要定位在细胞质和线粒体内,属于水溶性蛋白;预测鹅AKR1D1氨基酸含有磷酸化位点18个、糖基化位点3个;其二级结构以无规则卷曲为主,三级结构呈弯曲螺旋结构;荧光定量PCR结果显示,AKR1D1在鹅2~4 mm卵泡颗粒层和膜层表达最高,在膜层F5和颗粒层F1中表达最低。【结论】AKR1D1可能通过调控类固醇激素的动态平衡从而对卵泡募集、筛选、闭锁以及排卵起到重要作用。     

温带臭虫细胞色素P450 CYP4C1蛋白生物信息学分析

为阐明CYP4家族基因在温带臭虫(Cimex lectularius)解毒代谢机制中的作用,应用生物信息学软件对温带臭虫CYP4C1蛋白的结构与生物学特性进行预测和分析.通过GenBank数据库获得温带臭虫CYP4C1基因与CYP4C1蛋白序列信息,利用生物信息学软件对CYP4C1基因、CYP4C1蛋白进行分析;并构建系统发育树.结果表明,温带臭虫CYP4C1的cDNA编码区全长为1053bp,编码500个氨基酸;第5～23位氨基酸为疏水区;不稳定指数为37.85;在5～27位氨基酸之间形成1个典型的跨膜区;无信号肽结构;亚细胞定位在细胞质中;具19个磷酸化位点,3个糖基化位点以及4个N-酰基化位点;二级结构预测显示,主要结构元件为α-螺旋和无规卷曲;含3个二硫键;含P450结构功能域.