Marc145细胞源EDC3基因的克隆及其生物信息学分析

为获得Marc145细胞源EDC3基因序列,分析其序列特征及编码蛋白的结构和功能,本试验采用RT-PCR方法从Marc145细胞中扩增EDC3基因,并进行克隆和序列测定;应用DNAStar软件分析该基因的核苷酸和氨基酸序列,与参考序列经BLAST比对后分析同源性,并构建系统进化树;利用生物信息学方法对其编码区蛋白进行二级结构、三级结构、B细胞表位、跨膜结构域和信号肽预测。结果显示,Marc145细胞源EDC3基因长度为1 527bp,共编码507个氨基酸;EDC3基因编码区核苷酸序列与绿猴、猕猴、狒狒、人、倭黑猩猩、马、野猪、虎鲸、绵羊、非洲象和大熊猫的同源性在91.5%~99.2%之间,与非哺乳动物原鸡同源性最低,仅为81.2%;EDC3氨基酸序列与上述物种的同源性在95.3%~99.6%之间,与原鸡的同源性仅为88.8%。系统进化树结果显示,Marc145细胞源EDC3基因与绿猴的亲缘关系最近,其次是灵长类。蛋白结构预测结果表明,EDC3蛋白主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,分别为23.38%和47.35%,二级结构与三级结构预测结果相符。该蛋白存在多个B细胞优势抗原表位,无跨膜结构域及信号肽区域。本试验结果可为Marc145细胞源EDC3基因功能的进一步研究提供参考。     

Marc145细胞源LSm1基因的巢式PCR扩增及生物信息学分析

为分析LSm1基因的特点,预测其编码蛋白的生物学功能,试验利用巢式PCR方法对Marc145细胞源LSm1基因进行扩增、克隆及序列测定,应用生物信息学方法对Marc145细胞源LSm1基因进行序列分析,并对其编码蛋白进行二级结构、B细胞表位、保守结构域、跨膜结构域和信号肽预测。结果显示,经过两轮的PCR扩增,成功获得402 bp的Marc145细胞源LSm1基因,编码133个氨基酸。Marc145细胞源LSm1基因核苷酸序列与人类、灵长类同源性较高,其次是海洋哺乳动物类,最后是陆地野生动物及家畜,同源性为92.8%~99.8%,而其编码的氨基酸虽没有此规律,但氨基酸序列同源性均较高,为97.8%~99.3%。系统进化树结果显示,Marc145细胞源LSm1基因与人类LSm1基因亲缘关系较近,处在同一分支,其次是灵长类。LSm1蛋白二级结构中α-螺旋和无规则卷曲所占比例较大,分别为45.11%和24.06%。预测此蛋白存在4个B细胞优势抗原表位,具有Sm超家族保守结构域,无跨膜区域,无信号肽区域。结果表明,LSm1蛋白在细胞内转录及表达水平可能较低,细胞cDNA需通过巢式PCR扩增两轮才能出现目的条带,本试验方法为LSm1基因的扩增提供了参考。同时,LSm1生物学功能预测结果为获得LSm1人工表达蛋白与针对LSm1蛋白的特异性抗体制备,以及在细胞水平研究LSm1的功能机制及其在病毒复制中的作用奠定基础。     

三穗麻鸭SOCS1基因克隆及序列分析

为了分析三穗麻鸭细胞因子信号传导抑制蛋白（suppressors of cytokine signaling，SOCS）基因分子特征，预测其编码蛋白的生物学功能，本试验对三穗麻鸭SOCS1基因进行PCR扩增、克隆及序列测定，应用生物信息学方法对三穗麻鸭SOCS1基因进行序列分析，并对其编码蛋白的二级结构、保守结构域、跨膜结构域、信号肽和三级结构进行预测。结果显示，三穗麻鸭SOCS1基因全长为624 bp，可编码207个氨基酸；与大雁、原鸡、非洲爪蟾、猪、牛、人、大鼠和草鱼相应序列核苷酸序列同源性分别为97.6%、92.6%、68.3%、65.0%、64.8%、64.5%、63.5%和58.2%，氨基酸序列同源性分别为99.5%、96.6%、69.2%、64.0%、64.0%、67.9%、65.4%和50.8%；系统进化树显示，三穗麻鸭与大雁亲缘关系最近；编码蛋白的二级结构由无规则卷曲、α-螺旋、β-转角和延伸链组成，具有一个中央SH2区和SOCS盒，且无跨膜区和信号肽区域；三级结构呈弯曲螺旋结构。本试验结果为三穗麻鸭SOCS1基因编码蛋白的生物学功能研究奠定了理论基础。     

三穗麻鸭SOCS1基因克隆及序列分析

为了分析三穗麻鸭细胞因子信号传导抑制蛋白(suppressors of cytokine signaling,SOCS)基因分子特征,预测其编码蛋白的生物学功能,本试验对三穗麻鸭SOCS1基因进行PCR扩增、克隆及序列测定,应用生物信息学方法对三穗麻鸭SOCS1基因进行序列分析,并对其编码蛋白的二级结构、保守结构域、跨膜结构域、信号肽和三级结构进行预测。结果显示,三穗麻鸭SOCS1基因全长为624bp,可编码207个氨基酸;与大雁、原鸡、非洲爪蟾、猪、牛、人、大鼠和草鱼相应序列核苷酸序列同源性分别为97.6%、92.6%、68.3%、65.0%、64.8%、64.5%、63.5%和58.2%,氨基酸序列同源性分别为99.5%、96.6%、69.2%、64.0%、64.0%、67.9%、65.4%和50.8%;系统进化树显示,三穗麻鸭与大雁亲缘关系最近;编码蛋白的二级结构由无规则卷曲、α-螺旋、β-转角和延伸链组成,具有一个中央SH2区和SOCS盒,且无跨膜区和信号肽区域;三级结构呈弯曲螺旋结构。本试验结果为三穗麻鸭SOCS1基因编码蛋白的生物学功能研究奠定了理论基础。     

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 007bp,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。     

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。     

安卡拉病毒贵州流行株penton基因分子特性分析

为了解安卡拉病毒贵州流行株penton基因分子特征,本试验参考GenBank上FAdV基因序列设计合成特异性引物,对penton基因CDS区进行扩增,运用生物信息学软件对penton基因的核苷酸序列、蛋白质理化性质、信号肽、二级结构、三级结构和B细胞表位进行分析。结果显示,3株FAdV(GZ-BJ、GZ-QL、GZ-LPS)penton基因片段大小均为1 578 bp。系统进化树分析显示,GZ-BJ、GZ-QL、GZ-LPS均属于FAdV-4型,3株FAdV-4核苷酸同源性在99.9%～100%之间,推导氨基酸序列同源性在99.8%～100%之间;与国内其他分离株、国外分离株差异不大。蛋白理化性质分析显示,该蛋白属于不稳定的、不具有跨膜结构的亲水蛋白,其二级结构主要以无规则卷曲为主(54.29%);结构域预测结果显示,penton蛋白只含有一个低复杂度区域;B细胞表位预测发现,penton基因编码的氨基酸可能存在3个优势抗原表位区,分别为5-171、207-236和420-462位氨基酸处。本试验结果表明,安卡拉病毒penton基因相对保守,存在多个优势抗原表位,可作为安卡拉病毒防控研究靶蛋白,为该病毒防控与致病机理研究奠定基础。     

牛乳头状瘤病毒贵州株L1基因克隆及生物信息学分析

为分析牛乳头状瘤病毒贵州株（BPV-GZ01株）L1基因的分子特征,预测其编码蛋白的生物学功能,本试验对BPV-GZ01株L1基因进行PCR扩增、克隆及序列测定。应用生物信息学相关软件及方法对BPV-GZ01株L1基因进行序列分析,并对其编码蛋白进行二级结构、三级结构、B细胞表位、保守结构域、跨膜结构域和信号肽预测。结果显示,L1基因序列全长为1 494 bp,编码497个氨基酸;与BPV2、BPV2-SW01、BPV2-AKS01、BPV13、BPV1株相应序列核苷酸同源性分别为99.1%、99.8%、99.4%、87.6%和82.8%,氨基酸同源性分别为98.6%、99.4%、98.4%、94.4%和91.3%;系统进化树显示,BPV-GZ01株与BPV2-SW01株亲缘关系最近;L1蛋白二级结构以无规则卷曲、β-折叠和α-螺旋区域所占比例较大,预测此蛋白可能存在6个B细胞优势抗原表位,无跨膜区域,无信号肽区域;三级结构呈弯曲状螺旋结构。本研究结果将为贵州省BPV免疫诊断及核酸疫苗研究提供理论依据。     

羊口疮病毒QD/2015株B2L基因克隆及生物信息学分析

为分析羊口疮病毒(ORFV/QD/2015株)B2L基因的分子特征,预测其编码蛋白的生物学功能,对其B2L基因进行PCR扩增、克隆及序列测定,应用生物信息学相关软件及方法,对扩增所得的基因进行序列分析,并对其编码蛋白的二级结构、细胞抗原表位、三级结构、跨膜结构域和信号肽等进行预测和分析。结果显示:ORFV/QD/2015株B2L基因序列长1 137 bp,编码379个氨基酸;该毒株与其他12株羊口疮病毒参考株的B2L基因核苷酸序列同源性为96.8%~99.7%,氨基酸序列同源性为96.8%~99.2%。系统进化分析显示,ORFV/QD/2015株与2015年分离到的ORFV/Shaan Xi/2015/China株亲缘关系最近;B2L基因编码蛋白二级结构以α-螺旋区域和β-折叠区域所占比例较大,预测此蛋白可能存在7个细胞优势抗原表位,无跨膜区域,无信号肽区域;三级结构呈弯曲状螺旋结构。     

安卡拉病毒贵州流行株penton基因分子特性分析

为了解安卡拉病毒贵州流行株penton基因分子特征,本试验参考GenBank上FAdV基因序列设计合成特异性引物,对penton基因CDS区进行扩增,运用生物信息学软件对penton基因的核苷酸序列、蛋白质理化性质、信号肽、二级结构、三级结构和B细胞表位进行分析。结果显示,3株FAdV（GZ-BJ、GZ-QL、GZ-LPS）penton基因片段大小均为1 578 bp。系统进化树分析显示,GZ-BJ、GZ-QL、GZ-LPS均属于FAdV-4型,3株FAdV-4核苷酸同源性在99.9%~100%之间,推导氨基酸序列同源性在99.8%~100%之间;与国内其他分离株、国外分离株差异不大。蛋白理化性质分析显示,该蛋白属于不稳定的、不具有跨膜结构的亲水蛋白,其二级结构主要以无规则卷曲为主（54.29%）;结构域预测结果显示,penton蛋白只含有一个低复杂度区域;B细胞表位预测发现,penton基因编码的氨基酸可能存在3个优势抗原表位区,分别为5-171、207-236和420-462位氨基酸处。本试验结果表明,安卡拉病毒penton基因相对保守,存在多个优势抗原表位,可作为安卡拉病毒防控研究靶蛋白,为该病毒防控与致病机理研究奠定基础。     

猴源葡萄糖调节蛋白78生物信息学分析及其真核表达

试验旨在探究葡萄糖调节蛋白78（glucose regulatory protein 78,GRP78）基因的理化性质和结构特点,阐述GRP78在猪流行性腹泻病毒复制中的分子伴侣作用和调控机制。通过RT-PCR方法扩增GRP78基因,并插入到pMD20-T Simple载体进行克隆测序,利用生物信息学方法对其氨基酸序列、跨膜结构、糖基化位点、磷酸化位点、三级结构等进行预测和分析。将GRP78基因插入pCDNA 3.1中,然后转染Vero-E6细胞。Western blotting检测Vero-E6细胞中GRP78的表达。生物信息学分析结果表明,GRP78基因全长1 965 bp,编码654个氨基酸,蛋白质分子质量为72.33 ku,理论等电点为5.07,分子式为C₃₁₈₉H₅₁₅₃N₈₆₅O₁₀₁₉S₁₃。遗传进化树分析显示,猴源GRP78基因与双峰驼、犬、猫、大猩猩、蝙蝠、狒狒、猪、马的氨基酸序列同源性为99.5%~99.8%;遗传进化分析显示,大猩猩和狒狒亲缘关系最为接近。跨膜区和信号肽预测结果显示,该蛋白存在信号肽但不存在跨膜结构。GRP78蛋白无N-糖基化修饰位点,存在6个O-糖基化位点、28个磷酸化位点,表明GRP78可能有与激酶磷酸化有关的PKC、PKA特异性蛋白激酶的结合位点,可能参与己糖代谢和单糖代谢。     

一株肠炎沙门氏菌鞭毛基因FliC的克隆及生物信息学分析

本研究旨在对肠炎沙门氏菌（Salmonella Enteritidis）鞭毛蛋白FliC基因进行克隆，并对所获序列进行生物信息学分析。提取该菌基因组DNA作为模板，参考GenBank中肠炎沙门氏菌FliC基因序列设计1对引物，利用PCR克隆获得FliC基因，将其插入到克隆载体中进行测序，应用生物信息学软件分析该基因的核苷酸和氨基酸序列，利用BLAST进行同源性比对，并构建系统进化树，同时对该基因编码蛋白的理化性质、亲水性、信号肽、跨膜结构域、糖基化位点和B细胞抗原表位、二级结构、三级结构等进行分析。结果显示，试验成功克隆了1 518 bp的目的基因，编码505个氨基酸。同源性比对发现，FliC基因相对保守，与大肠杆菌属有较高的同源性。该蛋白的化学分子式为C₂₂₅₄H₃₇₀₁N₆₅₇O₈₀₃S₄，理论分子质量为52.981 ku，理论等电点为4.91；不稳定指数为16.86，是稳定存在的亲水蛋白质。结构分析结果显示，该蛋白没有信号肽或跨膜结构域，但具有8个N-糖基化位点、13个O-糖基化位点和60个磷酸化位点，同时还含有26个B细胞线性结合位点和5个T细胞结合位点。二级结构分析显示，α-螺旋、β-转角、延伸链和无规卷曲分别占43.76%、3.76%、20.99%和31.49%。本试验成功克隆了肠炎沙门氏菌鞭毛基因FliC，并对其序列结构进行了分析，为进一步研究鞭毛在肠炎沙门致病过程中的作用及基因工程疫苗的研制提供理论依据。     

浙江省猪繁殖与呼吸综合征病毒ORF5基因的遗传变异分析

为了解2014-2016年浙江地区猪繁殖与呼吸综合征病毒（porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV）ORF5基因变异情况,试验通过RT-PCR方法对从浙江省各地区采集的PRRSV阳性病料进行ORF5基因扩增,应用DNAStar和Mega 5.1软件对所测序列进行同源性和遗传变异分析。结果显示,54株2014-2016年浙江分离株ORF5序列之间核苷酸和氨基酸序列同源性分别为83.1%~100%和80.6%~100%,与经典株VR2332核苷酸和氨基酸序列同源性分别为83.8%~90.4%和81.6%~90.0%,与高致病PRRSV毒株JXA1核苷酸和氨基酸序列同源性分别为83.5%~99.5%和83.1%~99.0%。系统进化分析表明,54个毒株均为美洲型毒株,属于Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ 3个不同的基因亚型,其中基因亚型Ⅲ和Ⅳ毒株是浙江省近年来新出现的毒株。氨基酸序列分析结果显示,54个毒株在GP5蛋白的信号肽区域、非中和抗体表位的氨基酸序列变异较大,而在中和表位氨基酸序列变异较小。本研究结果表明,浙江地区PRRSV流行出现了新形势,多种基因亚型共同存在,其中以基因亚型Ⅰ毒株为主。     

副猪嗜血杆菌sapA基因克隆与生物信息学分析

试验旨在克隆副猪嗜血杆菌（Haemophilus parasuis,Hps）sapA基因,并对其进行生物信息学分析,以期为sapA基因缺失疫苗的开发与应用提供理论依据。以71株临床菌株为研究对象,经PCR扩增鉴定其中的阳性菌株;将扩增得到的sapA基因片段与pGEM-T载体连接,转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,经PCR和双酶切鉴定为阳性克隆后进行测序;用生物信息学软件进行核苷酸与氨基酸序列比对、系统进化树分析、蛋白二级和三级结构预测、疏水性预测、柔性区域位预测、B细胞抗原表位预测和Jameson-Wolf抗原指数预测。试验结果显示,在71株临床菌株中,有29株成功扩增出sapA基因,29株Hps的sapA基因核苷酸序列与已公布的SH0165菌株相似性为96.5%~98.8%,除H88菌株外,氨基酸序列与SH0165菌株相似性为98.9%~100%。sapA蛋白二级结构主要有α-螺旋、β-转角和无规则卷曲,有13个亲水区、38个柔性区和23个B细胞潜在抗原表位。以上结果表明,Hps的sapA基因是一个保守基因,各菌株间核苷酸序列、氨基酸序列都有很高的相似性,sapA蛋白具有较强的抗原性。     

Cloning and Bioinformatic Analysis of L1 Gene of BPV from Guizhou Province

In order to study and analyze L1 gene of bovine papillomavirus（BPV）in Guizhou province,the L1 gene of BPV-GZ01 strain was amplified,cloned and sequenced using bioinformatic softwares and methods,and the secondary structure,tertiary structure,B-cell preponderant epitope,conserved domains analysis, transmembrane domain and signal peptide of L1 gene were predicted.The results showed that the length of L1 gene was 1 494 bp,encoding 497 amino acids.The L1 gene of BPV-GZ01 strain shared an amino acid identities of 98.6%,99.4%,98.4%,94.4% and 91.3%,and a nucleotide identities of 99.1%,99.8%,99.4%,87.6% and 82.8% with those of BPV2,BPV2-SW01,BPV2-AKS01,BPV13 and BPV1 strains,respectively.The results of phylogenetic tree analysis indicated that there was a close relationship between BPV-GZ01 and BPV2-SW01 strains.The prediction of secondary structure of L1 protein indicated that the random coil,extended strand and alphahelix took a higher percentage.The L1 protein was supposed contain 6 potential antigen epitopes.And no transmembrane domains and no signal peptide were found.The tertiary structure of L1 protein was curved spiral structure.These results provided a theoretical basis for immunologic diagnosis and further research of nucleic acid vaccine of BPV.     

辽宁省PRRSVLN／0901株ORF5基因遗传变异分析及其抗原位点预测

根据已发表的PRRSVORF5基因序列设计引物,经RT-PCR对辽宁省PRRSVLN／0901株0RF5基因片段进行扩增、克隆及测序,结果得到长度为739bp的0RF5基因完整序列,与已知代表毒株进行核苷酸及其编码氨基酸同源性比对和系统进化树分析,LN／09010RF5基因序列与VR-2332株同源性达到88．6％,而与LV株,则相差甚远,仅为61．7％,表明PRRSVLN／0901病毒株为美洲型,与CBB-1-F3T、GD2007、JXA1、BJ0708等毒株同源性高达98．7％～99．5％,表明该病毒与2006年以来国内的多数流行变异株遗传关系相近。通过对PRRSVI,N／0901ORF5进行氨基酸疏水性及其编码蛋白跨膜区预测分析,表明该毒株ORF5具有多个抗原优势位点,与国内其他毒株既有共同位点又有区别位点,可以做为辽宁地区开发研制PRRS基因工程疫苗的重要蛋白基因。