大鲵致病性嗜水气单胞菌主要毒力基因的生物信息学分析

根据嗜水气单胞菌的溶血素(Hly A)、外膜蛋白(Omps)及丝氨酸蛋白酶(Ahp A)基因,分别设计3对特异性引物。通过3重PCR法对三对基因进行克隆与生物信息学分析。溶血素、外膜蛋白及丝氨酸蛋白酶基因的开放阅读框分别为1 863 bp、1 071 bp及894 bp,分别编码621、357及298个氨基酸。同时,对其氨基酸序列进行系统进化树构建、蛋白理化性质分析、蛋白信号区域和结构区域分析、蛋白二级结构预测、蛋白三级结构预测及蛋白免疫原性分析。本研究对大鲵源致病性嗜水气单胞菌主要毒力基因进行生物信息学分析,为进一步研究嗜水气单胞菌保护性抗原多样性而提供理论基础。     

鸭疫里默氏杆菌基因组文库的构建及免疫原性基因初步筛选

以血清1型鸭疫里默氏杆菌(RA)CH-1株为材料提取基因组DNA,采用限制性内切酶Sau3A进行部分酶切消化,纯化回收1.0~6.5 kb片段,用T4DNA连接酶将回收片段与经BamH酶切并去磷酸化的ZAP Express载体进行连接,用噬菌体包装蛋白包装。经测定包装滴度为5.23×106pfu/mL,蓝白斑筛选重组率为96.8%,表明已成功构建血清1型RA CH-1株部分基因组文库。在此基础上以RA抗血清为抗体探针进行免疫筛选,获得3个阳性克隆,经多次重复筛选后再体内删除,得到含有插入片段的质粒并测序。生物信息学分析结果显示,该序列(GenBank登录号:DQ151838)含有1个编码369个氨基酸的完整开放阅读框架,是尚未见报道的RA基因序列,并且存在多个预测的抗原表位。     

小鼠GnIH基因克隆及生物信息学分析

目的:对小鼠促性腺激素抑制激素(GnIH)基因进行克隆,同时采用生物信息学方法分析其蛋白序列。方法:提取雌性小鼠卵巢总RNA,根据小鼠GnIH基因的开放性阅读框设计引物,采用逆转录PCR(RT-PCR)扩增GnIH基因,并对其产物进行鉴定;利用生物信息学软件对GnIH蛋白的结构及功能进行预测。结果:GnIH基因的RT-PCR扩增产物与预期一致,大小为567 bp,测序结果与GenBank已发表序列完全一致;小鼠GnIH蛋白有188个氨基酸,其分子式为C_(926)H_(1483)N_(273)O_(273)S_8,分子量为21 065.11,理论等电点(pI)为9.86,GnIH蛋白的二级结构为alphabeta型,含有6个疏水性较高的区域(临界值2.0)。此外,GnIH蛋白为信号肽蛋白,主要分布于细胞核,具有众多的磷酸化酶位点。结论:小鼠GnIH蛋白为一种疏水性信号肽,在参与细胞信号转导及细胞凋亡调控中发挥重要作用,为其细胞功能研究提供了基础资料。     

细胞质膜蛋白质组学技术研究进展

质膜蛋白在细胞生命活动中执行着重要功能.高通量蛋白质组学技术结合生物信息学研究策略的迅速发展,为质膜蛋白的研究提供了新的手段和方法.本文从质膜蛋白的分离和富集、质膜蛋白复合物的分离、质膜蛋白的增溶及质膜蛋白质的生物信息学研究四方面对质膜蛋白质组学研究技术进行了综述.     

绵羊Txl-2基因CDS区克隆及其生物信息学分析

本研究以绵羊睾丸组织为材料,利用RT-PCR技术获得绵羊硫氧还蛋白类蛋白2(Thioredoxin like protein 2,Txl-2)基因的CDS区序列,并对其进行生物信息学分析。结果表明,克隆得到的绵羊Txl-2基因CDS区为795 bp,编码264个氨基酸。生物信息学分析结果表明,Txl-2编码的蛋白无跨膜区、信号肽和N-糖基化位点,存在多个磷酸化位点;预测出了Txl-2蛋白的二级结构和三级结构;Clustel W方法对比绵羊Txl-2与绵羊、山羊预测序列同源性最高。     

斯氏艾美耳球虫MIC5蛋白表达及生物信息学分析

为研究斯氏艾美耳球虫(Eimeria stiedai)的入侵及免疫机制,从基于Gateway技术构建的孢子化卵囊c DNA原核表达文库中扩增出了微线蛋白5(MIC5)部分基因序列,融合表达、纯化了相应的GST-MIC5蛋白多肽,并对该融合蛋白进行了生物信息学分析。结果显示,获得的MIC5基因部分序列长552 bp,与参考序列的同源性高达99%;经原核表达、纯化,获得大小约46 ku的融合蛋白,与预测相符;生物信息学分析发现,目的蛋白含3个由半胱氨酸序列构成的Apple结构域,揭示其与虫体黏附和入侵宿主细胞相关;诱导表达并纯化了与虫体黏附和入侵宿主细胞相关的MIC5部分蛋白。本研究为深入探讨斯氏艾美耳球虫MIC5蛋白的功能奠定了理论基础。     

猪博卡病毒GD6株的全基因序列及生物信息学分析

为了解猪博卡病毒(PBo V)GD6株的生物信息学特征,应用生物信息学在线分析程序和生物信息学软件分析GD6株遗传进化关系,分析并预测病毒蛋白的理化性质、可溶性、信号肽、跨膜区、亲(疏)水性、翻译后修饰位点、二级结构及抗原表位,通过SWISS-MODEL程序预测NS1、VP1的三维空间结构。结果表明:GD6株与有蹄类动物博卡细小病毒5(Ungulate bocaparvovirus 5)在一个大分支,亲缘关系较近;NP1蛋白的不稳定系数为58.72,属于不稳定蛋白类,NS1,VP1和VP2蛋白属于稳定蛋白;PBo V的4种蛋白均为可溶性蛋白;二级结构预测显示4种蛋白均以无规则卷曲为主要结构;结构域分析显示,NS1蛋白拥有细小病毒NS1所具有的功能结构域,与病毒的复制有关;NP1含有多个磷酸化位点;综合多种方法分析预测VP1/VP2存在多个抗原表位。     

鸽泛素结合酶蛋白(UBE2)基因的生物信息学分析

在鸽脑垂体全长cDNA文库构建成功和泛素(Ubiquitin,UB)和泛素结合酶(ubiquitin-conjugating enzyme,UBE2)基因全长cDNA克隆成功的基础上,通过生物信息学方法对UBE2基因序列进行分析.预测UBE2基因编码蛋白的理化特性、功能域、二级结构及三级结构等.该序列的GenBank登录号为Eu914824.UBE2基因编码的蛋白为胞内蛋白,其二级结构预测结果中α螺旋约占26.39%、β延伸链约占18.75%、无规则卷曲约占54.86%.通过对UBE2基因的cDNA序列并对其进行的生物信息学分析,结果有望能为UBE2相关功能研究提供理论参考.     

日本血吸虫GSK3蛋白编码cDNA的克隆、表达及其重组蛋白的免疫保护研究

本研究利用生物信息学分析了日本血吸虫(Schistosoma japonicum,sj)Glycogen synthase kinase 3(GSK3)蛋白,并对其中一个GSK3蛋白的编码cDNA进行了克隆和原核表达,制备了特异性的多克隆抗体.同时,还初步评估了重组蛋白的免疫保护效果.生物信息学分析表明在日本血吸虫数据库存在两种GSK3蛋白,且其中一个SjGSK3在日本血吸虫不同发育时期均有转录.Western blot结果表明本研究制备的抗体能特异性识别日本血吸虫SjGSK3重组蛋白,表明该重组蛋白具有良好的免疫原性.动物实验表明免疫SjGSK3重组蛋白的动物与佐剂对照组比较分别获得了平均10.6％减虫率和40.5％肝脏减卵率.     

维氏气单胞菌TH0426株ompW基因的克隆、生物信息学分析及其原核表达

为研究维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)ompW基因的生物信息学特性及相关功能,试验克隆了维氏气单胞菌ompW基因片段,通过生物信息学软件分析其编码蛋白的理化性质、疏水性、信号肽、跨膜区、二级及三级结构,并对其进行原核表达及反应原性检测。结果显示,ompW基因全长594 bp,编码197个氨基酸,TH0426株ompW基因与A.veronii B5B6株属于同一分支;该蛋白属于外膜蛋白,在19～29位氨基酸之间有一个典型的疏水区域,不存在跨膜区、信号肽,二级结构以β折叠与无规则卷曲为主。Western blot结果显示OmpW重组蛋白能与鼠抗维氏气单胞菌(A.veronii)TH0426株血清发生特异性结合。综上,OmpW重组蛋白具有一定的免疫原性,为进一步研究A.veronii疫苗奠定基础。     

猫泛白细胞减少症病毒北京株NS1基因克隆与生物信息学分析

为分析猫泛白细胞减少症病毒（FPV）北京株（FPV-BJ 05株）NS1基因的分子特征及其编码蛋白的生物学功能,本研究对FPV-BJ 05株NS1基因进行PCR扩增、克隆及序列测定。应用生物信息学软件分析FPV-BJ 05株与GenBank上登录的11株FPV参考株NS1基因的同源性,并预测NS1蛋白理化性质、信号肽、跨膜结构、B细胞抗原表位、磷酸化位点、亚细胞定位及蛋白结构与功能、高级结构等。结果显示,NS1基因全长2 007 bp,编码668个氨基酸,且与其他FPV分离株NS1基因核苷酸序列同源性为98.8%~99.3%,氨基酸序列同源性为97.9%~98.8%。系统进化树分析结果显示,FPV-BJ 05株NS1蛋白与GenBank上登录的3株FPV参考株处于同一大分支,但由于氨基酸的突变导致其属于独立的一小分支。NS1蛋白既无信号肽也无跨膜结构域,属于非分泌型的疏水性蛋白。B细胞抗原表位预测结果显示,NS1蛋白柔韧性较好,抗原性及表面可及性较高,预测该蛋白含有13个优势抗原位点。修饰结构预测表明,NS1蛋白含有62个潜在磷酸化位点,27个O-糖基化位点和2个N-糖基化位点。亚细胞定位结果显示,NS1蛋白在细胞质和细胞核的概率较高,分别为69.6%和17.4%。NS1蛋白二级结构中α-螺旋、延伸链、无规则卷曲和β-转角分别占39.37%、15.42%、39.37%和5.84%。应用在线软件SWISS-Modle对NS1蛋白进行建模,预测其三级结构,结果发现NS1蛋白主要以α-螺旋为主。本试验结果将为北京地区FPV免疫诊断及核酸疫苗研究提供理论依据。     

Bioinformatics Analysis of the Structure and Function of BMPR-IB Gene Coding Protein in Goat

This study was aimed to analyze the structure and function of BMPR-IB gene coding protein by bioinformatics. The primary structure, secondary structure, subcellular localization, tertiary structure, important functional motifs and functional classification of BMPR-IB gene coding protein in goat were predicted and analyzed by online softwares. Phylogenetic tree of BMPR-IB gene coding proteins of different species were constructed by maximum likelihood method and phylogenetic analysis was performed.The results showed that the goat BMPR-IB gene encoded 502 amino acids, its coding protein belonged to an unstable hydrophilic protein. Secondary structure was mainly beta-sheet (63.5%). The protein was mainly located in the nucleus, and also distributed in mitochondria, cytoplasm, vesicle secretion system and plasma membrane. The proteins mainly played the roles of purine and pyrimidine, regulation, transport and binding, signal transduction and so on. There were one transmembrane domains in the location of 127th to 149th amino acids, the GS domain in the location of 174th to 203th amino acids and the protein kinase domain in the location of 204th to 494th amino acids were highly conserved motifs. The tertiary structure consisted of sheet fragment structure enrichment domain and helix helical structure enrichment domain. The results of phylogenetic analysis of BMPR-IB gene in different species was consistent with the results of animal taxonomy, and suggested that BMPR-IB gene was associated with the fertility traits. The structure and function of BMPR-IB gene coding protein in goat were analyzed by different online prediction software, which provided theoretical guidance for further study ofBMPR-IB gene.     

山羊BMPR-IB基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

试验旨在利用生物信息学方法分析山羊骨形态发生蛋白受体IB（bone morphogenetic protein receptor IB,BMPR-IB）基因编码蛋白的结构及功能。本研究通过在线软件预测和分析山羊BMPR-IB基因编码蛋白的一级结构、二级结构、亚细胞定位、三级结构、重要的功能基序及其分类,通过最大似然法对不同物种BMPR-IB基因编码蛋白序列构建系统发育树,进行系统发育分析。结果发现,山羊BMPR-IB基因共编码502个氨基酸,其编码蛋白属于不稳定的亲水性蛋白质。二级结构以β折叠为主,比例为63.5%,主要存在于细胞核中,在线粒体、细胞质、囊泡分泌系统和质膜中也有少量分布。该蛋白主要发挥嘌呤和嘧啶、监管、运输和结合、信号转导等功能。在127-149氨基酸位置存在1个跨膜结构域;在174-203、204-494氨基酸位置存在2个高度保守的基序,分别为GS结构域和蛋白激酶结构域。三级结构由sheet片段结构富集域和helix螺旋结构富集域组成。不同物种BMPR-IB基因系统发育分析结果与动物学分类结果一致,提示BMPR-IB基因与繁殖力性状存在联系。通过不同的在线预测软件分析了山羊BMPR-IB基因编码蛋白的结构及功能,为深入研究BMPR-IB基因提供理论指导。     

牛TLR4基因生物信息学分析

为了更加深入地了解牛TLR4基因的功能、结构及与该基因有关联的疾病识别及其致病机理,利用牛TLR4基因的氨基酸序列对其编码蛋白的基本理化性质、蛋白质译后的磷酸化位点和糖基化位点以及跨膜结构域和蛋白质结构进行预测。结果显示,牛TLR4基因一共编码841个氨基酸,负电荷残基总和(Asp+Glu)为84,正电荷残基总和(Arg+Lys)为76,不稳定指数小于40,表明该基因编码产物稳定性较好。在该基因整个编码产物中,亲水氨基酸占比较多,平均分值为-0.011,由此得知TLR4基因编码的蛋白质是一种易溶蛋白。有9个潜在的N-糖基化位点;78个磷酸化位点以及存在一个跨膜蛋白和存在信号肽,其切割位点在第25和第26个氨基酸之间。蛋白质的二、三级结构预测结果显示,二级结构和三级结构均由α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲组成,其在生物合成、基因表达与调控等方面有重要作用。本研究结果可为牛TLR4基因深入研究提供理论基础。     

固始鸡XCL1基因CDS区克隆与生物信息学分析

本研究旨在克隆鸡淋巴细胞趋化因子（lymphotactin,XCL1）基因CDS区并探索其生物学特性。试验以固始鸡胸腺组织总RNA为模板,采用RT-PCR技术对该基因的CDS区进行扩增和克隆,并通过生物信息学软件进行相关生物信息学分析。结果表明,固始鸡XCL1基因CDS区长294 bp,编码97个氨基酸。相似性分析结果发现,鸡XCL1基因CDS区序列与牛、山羊、绵羊、人、小鼠、猪和大鼠的相似性分别为53.7%、53.0%、52.9%、51.8%、51.1%、50.9%和50.4%。进化树结果表明,鸡作为非哺乳动物,与哺乳动物亲缘关系较远。XCL1蛋白分子式为C₄₉₁H₈₂₂N₁₅₀O₁₃₂S₆,理论等电点为10.95,属于碱性蛋白;分子质量为11.13 ku,脂肪系数为102.37,不稳定系数为51.44,属于不稳定蛋白,半衰期为30 h;具有跨膜结构（第5-27位氨基酸）和信号肽区域（第1-18位氨基酸）,属于亲水性分泌型蛋白。XCL1蛋白存在8个潜在的磷酸化修饰位点和3个潜在的糖基化修饰位点。XCL1蛋白的二级结构由α-螺旋（35.05%）、β-转角（5.15%）、延伸链（26.80%）和无规则卷曲（32.99%）组成,三级结构预测结果与二级结构一致。亚细胞定位分析表明XCL1蛋白主要在细胞外发挥作用;该蛋白有1个位于第31—88氨基酸残基处的SCY保守性结构域;该蛋白能与OXT、PTAFR、GPR132和XCR1等分子形成互作网络。本试验结果为进一步研究鸡XCL1基因功能提供理论参考。     

芦花鸡IFITM3基因克隆及生物信息学分析

本研究旨在对芦花鸡的干扰素诱导的跨膜蛋白-3（interferon-induced transmembrane protein 3，IFITM3）基因进行克隆及生物信息学分析。根据GenBank中鸡IFITM3基因序列（登录号：NM_001350061.1）设计特异性引物，利用RT-PCR技术对芦花鸡IFITM3基因进行克隆、测序和生物信息学分析。结果表明，芦花鸡IFITM3基因片段大小为414 bp，与GenBank中发表的鸡IFITM3基因序列（登录号：NM_001350061.1）同源性为99.9%；编码137个氨基酸。IFITM3基因理论分子质量为14.95 ku，理论等电点（pI）为6.89，不稳定系数为33.98，脂肪系数为103.14，平均疏水指数为0.300，存在3个明显的疏水区，无信号肽，存在2个跨膜区，分别位于第46-68、101-123位氨基酸处；二级结构预测显示，IFITN3蛋白主要以无规则卷曲为主，存在多个α-螺旋和β-折叠区域。本研究成功克隆了芦花鸡IFITM3基因，为进一步研究IFITM3蛋白功能及阐明其抗病毒分子机制奠定了理论基础。     

东北虎γ-干扰素基因的克隆、生物信息学分析及其在毕赤酵母中的表达

本试验旨在通过克隆东北虎γ-干扰素(IFN-γ)基因,研究其分子特征并预测蛋白生物学功能,为后续研究干扰素抗病毒活性做前期准备。通过RT-PCR从ConA诱导过的东北虎血淋巴细胞中扩增东北虎IFN-γ基因并测序,应用生物信息学方法进行序列分析。结果表明:东北虎IFN-γ编码区由504个核苷酸组成,共编码167个氨基酸,蛋白相对分子质量为19.59 ku,等电点为9.03,所编码的蛋白为碱性亲水性蛋白,其中前23个氨基酸可能为信号肽,IFN-γ编码蛋白保守结构域为IFN-γ超家族,且存在跨膜结构,其中1-6位氨基酸为胞内区域,7-28位氨基酸为跨膜区域,29-167位氨基酸为胞外区域;IFN-γ编码蛋白二级结构主要以α-螺旋(58.08%)和无规则卷曲(33.53%)为主,存在5个潜在的B细胞抗原表位,3个潜在的N-糖基化位点;分子进化分析显示,东北虎IFN-γ与GenBank上发表的东北虎、非洲狮、金钱豹、美洲狮、猎豹、家猫、加拿大猞猁、野猪等的核苷酸相似性为80.4%~99.8%,氨基酸相似性为70.5%~100%,东北虎IFN-γ与非洲狮、金钱豹亲缘关系最近,美洲狮、猎豹、家猫、猞猁次之,野猪最远。通过合成改造后的东北虎IFN-γ基因,构建能表达IFN-γ蛋白的重组质粒pPIC9K-IFN-γ,将其导入高效表达系统-毕赤酵母中进行诱导表达,经SDS-PAGE分析,表达蛋白的分子量约17.8 ku,与预期大小相符,表明东北虎IFN-γ成功表达。     

撒坝猪SPDEF基因克隆及其生物信息学分析

为明确猪SPDEF基因的遗传特性,试验对不同猪种SPDEF基因的CDS区进行序列扩增、测序、拼接,并对撒坝猪SPDEF基因CDS序列进行生物信息学分析。采用PCR直接测序法测定猪SPDEF基因外显子序列,运用SeqMan进行序列拼接。采用生物信息学软件分析撒坝猪SPDEF基因开放阅读框及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点、二级结构、三级结构、功能结构域,并构建系统进化树。结果表明,各猪种SPDEF基因编码区仅在外显子1、2分别检测到1个同义突变(C13971T、C16541T),表明该基因编码区在所检测的猪群中高度保守。生物信息学分析发现,该基因有1个长1 092 bp的完整开放阅读框;SPDEF蛋白中丝氨酸(Ser)含量最高(10.7%),体外理论半衰期为30 h,属于不稳定的亲水性蛋白;该蛋白不存在信号肽及跨膜结构,存在39个潜在的磷酸化位点和1个糖基化位点,亚细胞定位于细胞质;二级结构预测中,参与无规则卷曲的氨基酸最多(55.10%),其次是α-螺旋(28.37%);功能结构域预测发现,该蛋白存在1个ETS功能结构域和1个SAM-PNT功能结构域。系统进化树结果显示,撒坝猪与牛、绵羊和山羊的亲缘关系较近。本研究为进一步分析撒坝猪SPDEF基因的功能奠定了一定的理论基础。     

牛MARK2、CREB5基因的克隆和生物信息学分析

试验旨在对牛MARK2、CREB5基因进行克隆和生物信息学分析.首先在GenBank数据库中利用人MARK2和CREB5基因序列比对获得牛的表达序列标签(ESTs)的序列,进行引物设计并利用RT-PCR方法从牛肩胛骨肌肉中克隆出MARK2和CREB5基因的cDNA序列,补足空缺部分,最终获得牛MARK2和CREB5基因.通过对牛MARK2和CREB5基因的生物学特性进行分析可知:牛MARK2基因的编码区长为2 076 bp,编码691个氨基酸,CREB5基因的编码区长1 527 bp,编码508个氨基酸;经蛋白质理化性质预测MARK2和CREB5蛋白均为亲水性蛋白;MARK2和CREB5蛋白的磷酸化位点均分布于苏氨酸(Thr)、丝氨酸(Ser)和酪氨酸(Tyr)残基上;MARK2蛋白与CREB5蛋白的二级结构预测以无规则卷曲为主;亚细胞定位预测MARK2蛋白主要分布在细胞质中,CREB5蛋白主要分布在细胞核中,两者均不属于分泌型蛋白;MARK2蛋白保守结构域预测含1个S_TKc和1个UBA功能结构域,CREB5蛋白保守结构域预测含有1个ZnF_C2H2、1个BRLZ功能结构域和5个低复杂度区域且二者均不具有跨膜结构.     

Cloning and Bioinformatics Analysis of MARK2 and CREB5 Genes in Cattle

This research aimed to clone and analyze the biological characteristics of MARK2 and CREB5 genes in cattle.In the GenBank database,MARK2 and CREB5 genes of human were chosen to blast and expressed sequence tags (ESTs) of cattle were got.Specific primers were designed and RT-PCR was used to clone the cDNA sequence from the scapula muscle of cattle with vacancy parts making up,and then MARK2 and CREB5 genes were successfully cloned.The results showed that MARK2 gene coding region was 2 076 bp,which encoded 691 amino acids.CREB5 gene coding region was 1 527 bp,which encoded 508 amino acids.The physical and chemical properties of protein prediction showed that MARK2 and CREB5 proteins were hydrophilic protein;The phosphorylation sites in threonine (Thr),serine (Ser) and tyrosine (Tyr) residues;The secondary structure of MARK2 and CREB5 proteins were maily composed of random coil and layed a foundation for the tertiary structure;Protein subcellular localization prediction showed that MARK2 and CREB5 proteins did not belong to the secretory protein;MARK2 protein contained a S_TKc domain and an UBA function structure,CREB5 protein contained a ZnF_C2H2 function structure,a BRLZ function structure and five low complexity regions and MARK2 and CREB5 proteins had no transmembrane structure.