九香虫溶菌酶基因CcLys的克隆与特征分析

九香虫Coridius chinensis是我国一种重要的药食两用昆虫,溶菌酶是一种具有抗菌作用的糖苷水解酶。该研究从九香虫中克隆了一种溶菌酶基因CcLys,其cDNA长883 bp,包含一个669 bp的开放阅读框,编码222个氨基酸。九香虫溶菌酶CcLys的N-端包含一段由18个氨基酸组成的信号肽,成熟CcLys形成7个α-螺旋,8个β-折叠片的三维结构。同源性和聚类分析显示CcLys与茶翅蝽Halyomorpha halys溶菌酶的亲缘关系最近。基因表达谱分析表明,CcLys在九香虫的整个发育阶段都有表达,在3龄若虫中表达水平最高;该基因在所检测的成虫组织中都有表达,在脂肪体中表达水平最高。成虫被细菌诱导后,CcLys的表达水平在12 h达到峰值。该研究为进一步明确CcLys基因的功能及开发新型抗菌药物奠定基础。     

九香虫防卫素基因CcDef1的克隆及特征分析

九香虫Coridius chinensis是一种重要的资源昆虫,防卫素是抗菌肽家族中一个重要的成员。本文从九香虫中克隆了一种防卫素基因CcDef1,其cDNA的长度为395 bp,包含一个300 bp的开放阅读框,编码99个氨基酸。CcDef1的前体由信号肽、前体肽和成熟肽组成,成熟CcDef1形成包含1个α-螺旋、2个β-折叠片和3个二硫键的三维结构。CcDef1蛋白的相对分子量为4589.37 Da,总净电荷量为+1,理论等电点为7.84。同源性和聚类分析显示,CcDef1与红尾碧蝽Palomena prasina防卫素的亲缘关系最近。该研究为进一步明确CcDef1基因的功能及开发新型抗菌药物奠定基础。     

斑马鱼g型溶菌酶基因序列分析及其原核表达

【目的】实现斑马鱼g型溶菌酶在大肠杆菌中表达,以获得高纯度且具溶菌活性的融合蛋白,为探究g型溶菌酶在斑马鱼抗菌过程中的作用机制及其开发利用打下基础。【方法】通过ClustalW、ExPASy、SignalP-5.0 Server及PSIPRED等在线软件对斑马鱼g型溶菌酶进行生物信息分析,经密码子优化后合成斑马鱼g型溶菌酶基因,亚克隆至pET-28a（+）表达载体并转化大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞,以IPTG进行诱导表达,并通过非干扰型蛋白浓度测定试剂盒和溶菌酶测定试剂盒（比浊法）测定其浓度及溶菌活性。【结果】从GenBank检索获得的斑马鱼溶菌酶基因g1（NM_001002706.1）和g2（XM_002664371.5）分别命名为Zeb-Lys-g1和Zeb-Lys-g2。Zeb-Lys-g1基因开放阅读框（ORF）长591 bp,共编码196个氨基酸残基,其编码蛋白分子量约21.6 kD;Zeb-Lys-g2的ORF长576 bp,共编码191个氨基酸残基,其编码蛋白分子量约21.1 kD;2种斑马鱼g型溶菌酶序列中均含有2个半胱氨酸残基及3个保守的催化残基位点（Glu、Asp和Asp）。Zeb-Lys-g1的N端含有17个氨基酸的信号肽,而Zeb-Lys-g2不存在典型的信号肽结构,但其三级结构均具有多个α-螺旋结构。在基于溶菌酶序列相似性构建的系统发育进化树中,Zeb-Lys-g1序列与金鱼g型溶菌酶序列的亲缘关系最近,而Zeb-Lys-g2序列与鲈形目和鲽形目鱼类的g型溶菌酶序列亲缘关系较近。将合成的斑马鱼g型溶菌酶基因（Zeb-Lys-g1和Zeb-Lys-g2）亚克隆至pET-28a（+）表达载体并转化BL21（DE3）感受态细胞,20 ℃下经IPTG（终浓度0.5 mmol/L）诱导16 h,可获得融合蛋白Zeb-Lys-g1和Zeb-Lys-g2,纯化后的浓度分别为1.01和1.66 mg/mL,对应的溶菌活性分别为689.68和44.39 U/mg。【结论】鱼类g型溶菌酶的基因变异较保守,经密码子优化及全基因合成方式合成的斑马鱼g型溶菌酶基因Zeb-Lys-g1和Zeb-Lys-g2可通过原核表达获得高纯度、高溶菌活性的融合蛋白,为探究斑马鱼溶菌酶的抗菌机制提供了技术支持。     

槟榔江水牛胃型LYZ C基因分离鉴定及功能生物信息学分析

【目的】溶菌酶是一种由动物产生的抗微生物酶,构成动物体先天免疫系统的一部分,在反刍动物的皱胃中还具有消化功能。迄今,普通牛溶菌酶C基因家族的分子遗传特征已被深入解析,但有关水牛溶菌酶C的研究报道较少。【方法】采用PCR产物直接测序技术,对槟榔江水牛胃型溶菌酶C基因编码区进行了分段扩增测序、序列组装和开放阅读框的确定,并结合已发表的其他牛科物种同源序列进行了生物信息学分析。【结果】序列分析表明:水牛胃型溶菌酶C基因编码区长444 bp,编码1个由147个氨基酸残基组成的多肽,包含1个N端信号肽和1段由129个氨基酸组成的成熟肽。水牛胃型溶菌酶C成熟肽分子量为14.41 ku,等电点为6.32,含有1个alpha-lactalbumin/lysozyme C保守结构域(19~145AA),不含有跨膜结构域,为亲水蛋白,在胞外发挥生物功能;在三维结构上与普通牛的溶菌酶模板(2z2f.1.A)有99.22%的一致性;在基于氨基酸序列构建的系统树上,水牛与普通牛、瘤牛、野牦牛和野牛聚在一起,且有较高的支持率(88%)。【结论】槟榔江水牛与其他牛科物种的胃型溶菌酶具有相似的功能。     

小反刍兽疫病毒P基因的克隆及其结构与功能分析

 【目的】对小反刍兽疫病毒P基因进行克隆,并对其结构和功能的关系进行分析,为研究小反刍兽疫病毒P蛋白的功能及其在病毒增殖过程中的作用奠定基础。【方法】利用RT-PCR的方法对小反刍兽疫P基因全长进行克隆,通过生物学软件对其核苷酸序列和氨基酸序列进行了比对,利用I-TASSER进行三级结构预测,然后分析其结构和功能之间的关系。【结果】P基因和MV、CDV、RPV、DMV和PDV的P基因的相似性分别为62.9%、63.3%、64.4%、65.1%和60.4%,氨基酸的相似性分别为45.9%、46.2%、50.6%、50.3%和47.0%。三级结构表明该蛋白由3个结构域构成,中间是由多个α-螺旋构成的结构域,主要行使与L大蛋白和RNA结合的功能,两边分别是N-端和C-端结构域,C-端结构域含有3个α-螺旋,分别位于458—468aa、492—499aa和503—505aa位,主要作为N蛋白α-螺旋的结合位点。【结论】本研究成功地克隆小反刍兽疫病毒P基因,分析和预测了p蛋白的结构和功能的关系,为其进一步的生物学功能研究及其应用奠定了基础。     

毛竹PePsbS1基因的分子特征及其原核表达

PsbS蛋白在植物非光化学淬灭(NPQ)中发挥着重要作用。采用同源比对方法从毛竹(Phyllostachys edulis)全长cDNA文库中得到1个PsbS同源基因序列(FP091683),命名为PePsbS1。该基因全长1 069 bp,具有多种光应答元件和参与光应答的顺式作用元件。PePsbS1的开放阅读框为807 bp,编码一个268 aa的蛋白。蛋白结构分析表明,该蛋白由转导肽(53 aa)和成熟蛋白(215 aa)组成,成熟蛋白包含1个叶绿素a/b结合蛋白功能域、4个跨膜区;疏水性分析表明该蛋白组成氨基酸以疏水性氨基酸为主,占42.5%;Blastp分析发现该蛋白与玉米的一致性最高,达80.3%。构建含有PePsbS1编码成熟蛋白序列的原核表达载体pET23a-PePsbS1-mature,转化大肠杆菌,经IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE电泳分析。结果表明,分离纯化获得目的蛋白的分子量约为28 kD,与预测PePsbS1编码成熟蛋白的大小相符。这将有助于对竹子PsbS蛋白结构与功能的深入研究。     

枸杞胆碱合成关键酶基因PEAMT的克隆及生物信息学分析

利用RT-PCR和RACE结合的方法,获得了枸杞磷酸乙醇胺N-甲基转移酶PEAMT基因cDNA全序列(命名为LbPEAMT).LbPEAMT cDNA全长1 863 bp,开放读码框1 497 bp,编码一个由498个氨基酸构成的多肽,理论分子量为56.53 kDa,等电点pⅠ为5.50.通过多种序列比对,该基因编码的氨基酸序列与番茄PEAMT氨基酸的相似性为93％.二级结构预测LbPEAMT蛋白由44.98％的α-螺旋、17.67％的延伸链、6.63％的β-转角和30.72％的不规则卷曲组成.LbPEAMT是一个亲水蛋白.含有2个S-腺苷甲硫氨酸依赖催化活性结构域,分别位于N端65-164 aa和C端290-392aa.每个活性区都包含有4个部分基序,分别为Ⅰ、post Ⅰ、post Ⅱ和post Ⅲ.LbPEAMT的这2个活性区在蛋白、磷脂和小分子甲基转移酶中都是相对保守的.     

桑树MaSAUR2基因的克隆、序列特征及时间特异性表达

SAUR是生长素早期响应基因,能够被生长素快速诱导表达,本研究从桑树绿枝扦插的插穗基部皮层中克隆得到1个桑树SAUR家族基因,命名为Ma SAUR2(Gen Bank登录号:KC852881)。该基因序列全长1 186 bp,ORF全长549 bp,编码182个氨基酸,蛋白质分子质量为20 700,无信号肽与跨膜区域,在第82 aa至138 aa之间有1个保守的SAUR-specific结构域。桑树绿枝插穗基部经吲哚-3-乙酸(IAA)诱导处理,插穗基部皮层Ma SAUR2基因的表达水平在5 min内显著上升;在绿枝扦插生根过程中,不定根长出皮层时Ma SAUR2基因表达量显著升高。推测Ma SAUR2参与了桑树扦插过程中不定根的形成。     

捻转血矛线虫HLJ株H11基因克隆及部分胞外域表达

根据GenBank上发表的捻转血矛线虫核苷酸序列设计引物,采用RT-PCR方法克隆捻转血矛线虫HLJ株H11基因。结果表明,H11ORF核苷酸长为2 919 bp,编码972个氨基酸残基。经分析,捻转血矛线虫HLJ株H11与X94187、AY247714、AY819650同源性分别为99.14%、98.49%和99.59%;H11基因含有4个糖基化位点和1个Zn结合功能域;4个糖基化位点分别位于99~102 aa、227~230 aa、549~552 aa和858~861 aa处;Zn结合功能域位于376~385 aa处。参照捻转血矛线虫HLJ株H11序列设计引物,扩增H11ORF 451~2 919 bp一段胞外域序列,构建包含3个糖基化位点和1个Zn结合功能域pGEX-6P-1-H11原核表达质粒,在大肠杆菌表达菌Rosetta(DE3)中进行表达。SDS-PAGE结果表示,融合蛋白分子质量约为118 ku,以包涵体形式存在。免疫印迹实验未出现目的条带,说明H11确是一种隐蔽抗原。     

犬溶菌酶基因的克隆、原核表达及产物活性分析

为了探讨重组犬溶菌酶的活性及临床应用前景,人工合成犬溶菌酶基因,构建其原核重组表达载体pPROHTa-rcLYZ,进行原核表达并对表达产物进行活性分析。结果表明,合成的犬溶菌酶基因全长396 bp,编码132 aa;构建的表达载体pPROHTa-rcLYZ含有犬溶菌基因完整的ORF;重组犬溶菌酶的相对分子质量为16 ku;重组犬溶菌酶约占全菌总蛋白32％,纯化后占全菌可溶性蛋白的95％;重组犬溶菌酶最适pH值为6．2,最适温度为38℃,对溶壁微球菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌有较强的溶菌活力,对铜绿假单胞菌、链球菌、枯草杆菌等有一定的抑制作用,对白色念珠菌无抑制作用,对人工感染的犬大肠杆菌病有治疗作用。表明本试验获得了有活性的、具有一定潜在应用价值的犬溶菌酶。     

半滑舌鳎黏蛋白MUC5AC基因的克隆与结构预测

黏蛋白作为鱼类黏液的主要成分,在抵御病原感染过程中发挥重要作用。以半滑舌鳎(Cynoglossussemilaevis)黏蛋白为研究对象,采用RT-PCR方法对其皮肤黏蛋白MUC5AC(即Cs MUC5AC)进行基因克隆及结构预测分析。结果获得CsMUC5AC基因片段的长度为2 771 bp,推测编码917个氨基酸,预测所含5个抗原表位分布在314-321、507-516、578-589、748-762和811-826aa,3个结构域主要为C8(164-238,624-698 aa)、VWD(1-128,430-588 aa)和VWC(303-365,768-836 aa)。二级结构预测C8区主要由α-螺旋构成、VWD区以β折叠为主,三级结构蛋白亚基主要由VWD-C8-VWC组成。构建系统发育树分析显示,其与大菱鲆、攀鲈、罗非鱼黏蛋白MUC5AC亲缘关系较近,与分泌型黏蛋白家族自然聚为一支。以上结果为研究半滑舌鳎黏蛋白MUC5AC基因功能提供科学参考。     

扶桑绵粉蚧钙调蛋白基因的克隆与生物信息学分析

钙调蛋白(calmodulin,CaM)对生物体内多种Ca2+依赖的细胞功能和酶体系都有重要的调节作用。为研究扶桑绵粉蚧的信号转导受体蛋白,首次克隆了扶桑绵粉蚧钙调蛋白基因PsCaM的cDNA全长序列,其开放阅读框(ORF)包含447bp的片段,编码148个氨基酸。PsCaM基因由3个内含子和4个外显子组成。3个内含子的长度分别为73、81、72bp,分隔的4个外显子的长度分别为33、133、183、98bp。功能域分析结果显示:该蛋白具有2个EF-hand结构域,有13个Ca2+结合位点;该蛋白的理论等电点是6.21,属于稳定蛋白,且没有跨膜区域;通过同源建模获得了其蛋白的三维结构。多序列比较显示,PsCaM基因相对较保守。     

珠美海棠Mz_2NHX1基因的克隆和序列分析

以珠美海棠幼苗根系的c DNA为模板,根据珠美海棠NHX1(GQ503257)的保守序列设计引物,通过RT-PCR扩增得到目的基因全长1 865 bp,包含1个1 635 bp的开放阅读框,编码544个氨基酸,其核苷酸序列与苹果(GU338395)、玫瑰(KC188664)、杨树(ACU01853)的核苷酸序列同源性分别是95%、93%、91%。其对应的氨基酸序列与拟南芥(AAF21755)、玫瑰(BAD93487.1)和大叶补血草(BAB11940)液泡型Na+/H+逆向转运蛋白的氨基酸序列的同源性分别是79%、87%、79%,说明该蛋白是一种定位于液泡膜的Na+/H+逆向转运蛋白,该基因属于液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因。它编码的蛋白质分子量为60.5 ku,理论等电点(p I)为8.85,二级结构主要由α-螺旋、β-折叠和不规则卷曲构成,其N-末端具有12个跨膜疏水片段,C-末端具有亲水的长链尾巴,在跨膜片段内含有氨基酸保守序列85-LFFIYLLPPI-94,是Na+/H+逆向转运蛋白抑制剂氨氯吡嗪咪的结合位点。     

黏虫溶菌酶基因Mswly的克隆与真核表达

为了研究溶菌酶在害虫抵抗虫生真菌中的作用及分子机制,以黏虫为试验材料,利用RT-PCR和RACE技术获得黏虫溶菌酶基因Mswly的全长序列,同时采用体外真核表达系统对Mswly基因进行蛋白质表达。克隆、测序后分析表明,Mswly基因的cDNA全长为652 bp(GenBank登录号为MG692501),开放阅读框序列长度为426 bp,编码141个氨基酸。其编码蛋白质分子质量为16.26 ku,理论等电点为6.57;含有信号肽,剪切位点在第20个和21个氨基酸之间;含有溶菌酶活性所需要的谷氨酸和天冬氨酸活性位点。系统进化树分析表明,Mswly与其他物种的C型溶菌酶聚集在一起,说明Mswly为C型溶菌酶。Western blotting结果显示,Mswly重组蛋白大小约17 ku,与预期分子质量大小一致,说明Mswly基因在昆虫Sf9细胞系能够高效表达。综上,从黏虫脂肪体中克隆得到了1个C型溶菌酶基因Mswly的完整cDNA序列,并将其在草地贪夜蛾细胞系Sf9中进行了高效表达。     

苦荞C4H基因的cDNA克隆及生物信息学分析

[目的]为了解植物苯丙烷类代谢途径中关键酶——肉桂酸-4-羟基化酶基因结构特征及系统进化,拟克隆苦荞肉桂酸-4-羟基化酶(Cinnamate-4-hydroxylase,C4H)基因并进行生物信息学分析。[方法 ]本研究通过RT-PCR技术,克隆2个苦荞C4H基因cDNA和DNA序列,并通过生物信息学分析其基因结构及蛋白理化性质,最大似然树法构建系统进化树。[结果]2个基因cDNA序列长度分别为1 812bp和1 476bp,各编码504和491个氨基酸残基。其DNA序列分别为2 774bp和2 364bp,均包含3个外显子和2个内含子,第1个外显子和2个内含子序列长度存在明显差异。蛋白分子量分别为58.002kDa和56.401kDa,等电点分别为9.18和9.09。2个基因编码氨基酸与苦荞肉桂酸-4-羟基化酶同源性分别为99%和86%,故暂且命名为FtC4H1和FtC4H2。FtC4H1和FtC4H2与其他物种直系同源蛋白聚为两类,FtC4H1和FtC4H2与莴苣和丹参同源蛋白亲缘关系较近,氨基酸序列同源性分别为88%和84%。[结论]本研究通过对苦荞2个C4H基因的核酸、氨基酸序列、蛋白结构及系统进化树进行分析,为后续苯丙烷代谢途径及荞麦基因挖掘利用提供理论基础。     

苋菜amaAG基因克隆与生物信息学分析

以苋菜种子为初始材料,通过离体培养获得苋菜各阶段试管苗,利用实验室构建的苋菜开花过程转录组数据库(NCBI SRA number:SRR924089,SSR924090,SRR924091,SRR924092),采用RT-PCR结合RACE技术进行ama AG基因全长c DNA序列克隆,然后对其进行生物信息学分析。结果表明,苋菜ama AG基因全长为1 123 bp,其中5'UTR 122 bp,3'UTR 243 bp,poly A尾长17 bp,并包含一个741 bp的开放阅读框,编码246个氨基酸。通过生物信息学分析可知,该蛋白属于亲水蛋白,但不是稳定蛋白;属于MADS和K-box超级家族,包含MADS_MEF2-like和K-box功能位点,与植物开花相关。ama AG基因差异表达分析表明,该基因是在开花期表达量最高。说明本研究已获得了苋菜ama AG基因,这为将来深入研究其功能奠定了基础,也为研究苋菜开花分子机制提供参考。     

3份小麦品种（系）Gsp 1基因的克隆及序列分析

根据已报道的谷类作物硬度基因grain softness protein-1(Gsp-1)保守DNA序列设计一对特异性引物,以优质小麦品种(系)中国春、SZ-56及M9876基因组DNA为模板进行基因扩增、克隆和序列测定,获得636 bp的Gsp-1全长特异性片段。序列分析显示其含有495 bp完整的开放阅读框,编码全长为164 aa的蛋白,该蛋白含有Gsp-1典型的19 aa信号肽,10个保守的半胱氨酸以及2个保守的色氨酸。序列比对表明,Gsp-1基因不仅含有Gsp-1 a、Gsp-1 b和Gsp-1 c这3种类型,还含有一种新的类型,将其命名Gsp-1 d。进一步对其结构预测分析发现,Gsp-1蛋白可形成5个链间二硫键,含有4~5个α-螺旋。进化树分析显示Gsp-1基因与硬度主效基因Pina和Pinb有着紧密关系。     

铁皮石斛鲨烯单加氧酶基因的克隆与表达分析

【目的】克隆铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇类化合物合成关键酶鲨烯单加氧酶(Squalene Monooxygenase,SQE)基因,并对其进行生物信息学分析和不同营养生长期茎和叶中的表达模式分析。【方法】根据铁皮石斛转录组测序获得带5’末端的SQE基因片段,设计DoSQE1与DoSQE2基因的3’RACE引物,克隆全长cDNA,利用生物信息学分析软件对DoSQE1与DoSQE2基因及其编码蛋白序列进行分析。运用实时荧光定量PCR检测DoSQE1与DoSQE2基因在铁皮石斛营养生长期的8月、10月、12月茎和叶中的表达模式。【结果】DoSQE1基因cDNA序列全长1 796 bp(GenBank登录号MT160182),含有1个1 554 bp的ORF,编码517个氨基酸;DoSQE2基因cDNA序列全长1 963 bp(GenBank登录号MT160183),含有1个1 578 bp的ORF,编码525个氨基酸。DoSQE1具有2个跨膜区,分别在4～22 aa和55～72 aa;DoSQE2只有在5～23 aa的1个跨膜区。DoSQE1蛋白在204～476aa、DoSQE2蛋白在211～484 aa处含有鲨烯环氧酶结构域。系统进化分析表明,DoSQE1与姬蝴蝶兰SQE(XP_020599860.1)的亲缘关系最近,DoSQE2与姬蝴蝶兰SQE(XP_020579136.1)的亲缘关系最近。qRT-PCR检测结果表明,茎和叶中都能检测到2个基因的表达,叶的表达量显著高于茎。DoSQE1基因在8月份表达量最高,DoSQE2基因在10月份表达量最高。【结论】本研究克隆得到DoSQE1和DoSQE2基因,发现DoSQE1和DoSQE2基因的表达模式存在差异,该结果为进一步研究铁皮石斛甾醇类化合物生物合成机理及代谢调控奠定基础。     

溶菌酶基因合成及其原核表达

根据T4噬菌体溶菌酶的氨基酸序列,选用植物偏爱的密码子设计并人工合成了溶菌酶基因,并在N-端加上23个氨基酸残基的α-淀粉酶信号肽序列和信号肽酶切位点HQP;用苷氨酸残基替代C-端的酰胺;新基因全长为576 bp,共编码190个氨基酸.为了检测该基因生物活性,将其克隆到原核表达载体pET28b( )中,导入宿主细菌E. coli BL21(DE3) pLysS,经IPTG诱导后,宿主细菌在2 h内全部被溶菌酶基因的表达产物裂解,说明该溶菌酶基因对细菌具有很强的抗性.     

广西猪链球菌2型的分离及PCR鉴定

无菌操作采取疑似猪链球菌病的仔猪组织,接种血平板,对染色镜检为链球菌的菌落分纯、液体培养后进行DNA抽提,用荚膜多糖、溶菌酶释放蛋白基因、胞外蛋白因子基因的特异性引物分别扩增出236bp、572bp和867bp大小的目的片段,鉴定确认该菌株为猪链球菌2型。