多杀性巴氏杆菌中recN基因的克隆、原核表达及生物信息学分析

试验旨在对多杀性巴氏杆菌recN基因进行克隆和原核表达,并对其表达蛋白进行生物信息学分析。参照GenBank中recN基因序列(登录号:CP003313.1)设计1对引物,通过PCR扩增获得目的基因片段,构建pET-28a(+)-recN重组质粒并转化E.coli DH5α感受态细胞,提取质粒进行酶切鉴定,将鉴定正确的重组质粒转化E.coli BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导表达,对融合蛋白进行SDS-PAGE及Western blotting鉴定。结果表明,试验成功克隆了大小约为1 677 bp的recN基因序列,通过诱导表达的His-Tag融合蛋白大小约为66.94 ku,主要以包涵体形式存在。经生物信息学分析,recN蛋白的分子式为C₂₇₃₅H₄₄₂₈N₇₈₆O₈₅₅S₁₆,消光系数为24 785,不稳定系数为43.99,属于不稳定蛋白;理论等电点(pI)为5.62,为酸性蛋白;总平均亲水性为-0.316,与试验表达的包涵体蛋白性质相同,即同为疏水性蛋白;recN蛋白在哺乳动物网织红细胞的半衰期为30 h,在酵母(体内)中的半衰期>20 h,在大肠杆菌(体内)中的半衰期>10 h;二级结构主要以α-螺旋(64.87%)及无规则卷曲(21.00%)为主;经疏水性分析,预测该蛋白有3个高疏水性区域和9个高亲水性区域。本试验结果为进一步探究多杀性巴氏杆菌recN基因的功能提供了参考依据。     

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414bp,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14.95ku,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。     

绵羊IGFBP-5基因的克隆及序列分析

为了克隆IGFBP-5基因的CDS序列及其生物信息学分析,试验以凉山半细毛羊为研究对象,采用RT-PCR方法克隆了IGFBP-5基因的CDS全序列,并用生物信息学方法深入分析其序列。结果表明:IGFBP-5基因的CDS序列为816 bp,编码271个氨基酸,与牛、人、鼠的CDS同源性分别为97%、94%、89%,氨基酸序列同源性分别为98%、98%、95%,Gen Bank登录号为EU727460.1;IGFBP-5基因的氨基酸分子质量为30.3 ku,理论等电点(p I)为8.56;进化分析显示与牛、山羊等哺乳动物关系较近,与蟾、鱼类等亲缘关系较远;IGFBP-5基因存在明显的疏水性区域和亲水性区域,有1个信号肽、22个磷酸化位点、2个N-糖基化位点和3个O-糖基化位点;二级结构分析显示无规卷曲、α-螺旋和β-折叠区域分别为66.42%、22.51%、11.07%;三级结构分析显示存在IGFBP_N和甲状腺球蛋白-Ⅰ型功能域。     

茶花鸡2号IFN-α基因克隆及生物信息学分析

本研究旨在克隆茶花鸡2号α干扰素基因（IFN-α）CDS区序列并进行生物信息学分析,为后续研究IFN-α基因对茶花鸡2号免疫功能的影响提供参考。以茶花鸡2号为实验对象设计IFN-α引物,提取总RNA,反转录PCR扩增并克隆其编码区序列,进行生物信息学分析。结果显示茶花鸡2号IFN-α基因CDS序列全长582 bp,IFN-α蛋白等电点5.05,平均疏水指数-0.514,为酸性亲水蛋白,且存在信号肽和1个跨膜区,主要定位于细胞核。IFN-α蛋白被4个N糖基化位点、5个O糖基化位点和20个磷酸化位点修饰,主要由α-螺旋与无规卷曲构成。茶花鸡2号与固始鸡、海兰鸡、惠阳胡须鸡、罗曼鸡和乌骨鸡的氨基酸同源性分别为95.9%、97.9%、97.9%、97.9%和95.9%。IFN-α蛋白与IRF7、IFNAR1、IFNAR2和IFNK等蛋白存在互作关系。本研究结果可为进一步探讨IFN-α基因在茶花鸡2号病毒疾病防治中的作用提供理论依据。     

绵羊IGFBP-3基因的克隆及序列分析

旨在克隆IGFBP-3基因的CDS序列及其生物信息学分析,试验以凉山半细毛羊为研究对象,采用RT-PCR方法克隆了IGFBP-3基因的CDS全序列,生物信息学方法深入分析其序列。结果表明:IGFBP-3基因的CDS序列为882bp,编码293个氨基酸,与牛、人、鼠的CDS同源性分别为94%、83%、81%,氨基酸序列同源性分别为91%、77%、79%,GenBank登录号为FJ752574;IGFBP-3基因的氨基酸分子量为31.5KD,理论等电点(pI)为8.98;进化分析显示与牛、山羊等哺乳动物关系较近,与鸡、鱼类等亲缘关系较远;IGFBP-3基因存在明显的疏水性区域和亲水性区域,有一个信号肽、25个磷酸化位点、7个N-糖基化位点和4个O-糖基化位点;二级结构分析显示无规卷曲、α-螺旋和β-折叠区域分别为73.04%、13.99%、12.97%;三级结构分析显示存在IGFBP-N和甲状腺球蛋白-Ⅰ型功能域。为进一步研究绵羊IGFBP-3基因的功能奠定基础。     

新疆哈萨克绵羊MHC Ⅰ类分子基因的克隆与生物信息学分析

为了研究新疆哈萨克绵羊主要组织相容性复合体(MHC)Ⅰ类分子基因序列的多态性,采用PCR和测序的方法分别克隆新疆哈萨克绵羊MHCⅠ类分子基因重链和轻链的c DNA全长,并进行生物信息学分析。结果表明:成功扩增出新疆哈萨克绵羊MHCⅠ类分子基因重链、轻链,大小分别为1 107 bp、357 bp;通过生物信息学软件预测蛋白质分子质量分别为90 ku和29.694 ku;等电点(p I)分别为5.00,5.23;重链富含G、C碱基,有两段跨膜螺旋,最大疏水指数为3.622,最小疏水指数为-2.922,预测整条肽链表现为亲水性,在1~84位碱基之间存在信号肽;轻链四种碱基含量基本一致,也有两段跨膜螺旋,在1~63位碱基之间存在信号肽。新疆哈萨克绵羊MHCⅠ类分子基因编码蛋白质的二级结构以无规则卷曲元件的含量最高,该蛋白质的三级结构由一条α链,另一条为β链通过非共价键组成,由α1、α2组成抗原结合槽;NCBI数据库中不同地区的哈萨克绵羊的MHCⅠ类分子基因的同源性在89.87%~99.91%之间,与数据库中牛的MHCⅠ类分子基因同源性达到了98.88%,轻链MHCⅠ类分子基因还与猪和人的同源性相对较高。     

草鱼NK-lysin基因生物信息学分析

试验利用生物信息学方法对草鱼NK-lysin的开放阅读框、理化性质、亲水性/疏水性、蛋白质二级结构、磷酸化位点/N-糖基化位点及跨膜区进行预测分析。结果表明:草鱼NK-lysin编码121个氨基酸,等电点5.53,不稳定指数44.09,为不稳定蛋白;亲疏水性平均值0.361,属于疏水蛋白;二级结构以无规则卷曲为主,含25个α螺旋、38个延伸链、12个潜在的磷酸化位点和1个N-糖基化位点。     

牛BoLA-DQA5基因生物信息学分析

本研究采用生物信息学分析的方法对牛BoLA-DQA5基因编码蛋白的理化性质、疏水性/亲水性、糖基化位点、二级结构和三级结构进行预测分析。结果表明,牛BoLA-DQA5基因片段一共编码255个氨基酸,其中亮氨酸(Leu)最多,半胱氨酸(Cys)最少。整个编码产物中,亲水氨基酸占51.82%,疏水氨基酸占48.18%,平均分值为+0.075,编码产物不稳定指数大于40且呈现疏水性,因此牛BoLA-DQA5蛋白是一种不稳定的不可溶蛋白质。牛DQA5基因编码蛋白质具有2个潜在的N-糖基化位点,分别为Asn104和Asn144;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具有α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲。本研究结果可为牛BoLA-DQA5基因深入研究提供理论基础。     

绵羊IGFBP-4基因的克隆及序列分析

试验以凉山半细毛羊为研究对象,采用RT-PCR方法克隆了IGFBP-4基因的CDS全序列,生物信息学方法深入分析其序列。结果表明:IGFBP-4基因的CDS序列为777bp,编码258个氨基酸,与山羊、牛、人的CDS同源性分别为99%、98%、95%,氨基酸序列同源性分别为100%、98%、97%,Gen Bank登录号为EU882037.1;IGFBP-4基因的氨基酸分子量为27.9KD,理论等电点(p I)为7.10;进化分析显示与牛、山羊等哺乳动物关系较近,与鸡、鱼类等亲缘关系较远;IGFBP-4基因存在明显的疏水性区域和亲水性区域,有1个信号肽、12个磷酸化位点和2个N-糖基化位点;二级结构分析显示无规卷曲、α-螺旋和β-折叠区域分别为67.44%、22.48%、10.08%;三级结构分析显示存在IGFBP-N功能域序列和甲状腺球蛋白-Ⅰ型功能域。为进一步研究绵羊IGFBP-4基因的功能奠定基础。     

猫冠状病毒S蛋白生物信息学分析与原核表达

为了研发基于S蛋白的FCoV诊断试剂盒和疫苗,试验采用生物信息学分析方法分析表达FCoV S蛋白,确定含有抗原表位的蛋白可表达区域,并在大肠杆菌中原核表达重组蛋白,筛选重组蛋白表达条件,鉴定重组蛋白的免疫原性。结果表明：Ⅰ型FCoV S蛋白二级结构中α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲分别占25.82%、28.14%、4.23%和41.80%;有4个比较明显的亲水性区域与1个明显的疏水性区域;该蛋白质具有穿膜螺旋结构与信号肽,并存在3个可能性很高的N-糖基化位点与S蛋白表面存在46个氨基酸较为暴露的片段。以S蛋白1 127～1 400 aa片段作为体外表达目的片段,命名为S_1127-1400aa;重组蛋白最佳诱导温度为37℃、IPTG最佳诱导浓度为0.1 mmol/L、最佳诱导时间为5 h;重组蛋白以包涵体形式表达;成功纯化重组蛋白S_1127-1400aa;与FCoV阳性血清有良好的免疫原性。说明试验成功表达并纯化的FCoV S蛋白片段,该蛋白质具有良好的免疫原性。     

牛乳头状瘤病毒2型贵州株L2基因克隆及生物信息学分析

为分析牛乳头状瘤病毒2型贵州株(BPV2-GZ01株)L2基因的分子特征,预测编码蛋白的生物学功能。本试验对BPV2-GZ01株L2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BPV2-GZ01株L2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,L2基因PCR扩增产物大小为1 404 bp,编码467个氨基酸;与参考株BPV2株、BPV2-AKS01株、BPV2-AKS01株、BPV13株、BPV1株相应序列核苷酸同源性分别为99.0%、99.7%、99.3%、83.9%和75.1%,氨基酸的同源性分别为98.9%、99.6%、99.4%、89.5%和82.7%;系统进化显示,BPV2-GZ01株L2基因与BPV2-SW01株亲缘关系最近;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B细胞优势抗原表位,无跨膜区域,无信号肽区域。本研究结果将为贵州省BPV核酸疫苗研究提供理论依据。     

牦牛IL-4基因的生物信息学分析

本研究旨在探索牦牛IL-4基因的结构及其功能,应用生物学软件对IL-4基因进行生物信息学分析预测.结果发现牦牛IL-4基因长度为571 bp,共编码135个氨基酸,其基因编码的产物呈亲水性,存在信号肽与跨膜结构域,二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主,三级结构以α-螺旋结构单元为主.研究结果对牦牛IL-4基因的结构和功能提供了理论依据.     

绵羊MSTN基因结构和功能的生物信息学分析

为了研究绵羊肌肉生长抑制素(MSTN)基因结构和功能,试验采用生物信息学方法对其编码蛋白的结构、理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、功能分类、二级结构、高级结构和功能结构域进行生物信息学分析并推测与其他物种的生物进化关系.结果表明:绵羊MSTN蛋白是一个疏水性不稳定蛋白,作为信号肽的可能性很大；含有9个α-螺旋、1...     

绵羊MSTN基因结构和功能的生物信息学分析

为了研究绵羊肌肉生长抑制素(MSTN)基因结构和功能,试验采用生物信息学方法对其编码蛋白的结构、理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、功能分类、二级结构、高级结构和功能结构域进行生物信息学分析并推测与其他物种的生物进化关系。结果表明:绵羊MSTN蛋白是一个疏水性不稳定蛋白,作为信号肽的可能性很大;含有9个α-螺旋、11个β-折叠、25个β-转角、1个跨膜结构区域,其功能域可能位于278～375位氨基酸处;绵羊MSTN基因在人、牛、黑猩猩、大鼠、狗、鸡等物种中与牛的亲缘关系最近。     

驴血清α1酸性糖蛋白生物信息学分析与纯化鉴定研究

研究旨在对驴α1酸性糖蛋白（alpha-1-acid glycoprotein,α1-AGP）进行生物信息学预测和分析,并建立一种高效提纯驴α1-AGP的方法。通过生物信息学在线软件分析驴α1-AGP的基本理化性质,并对其二、三级结构进行预测分析;用阳离子层析-凝胶过滤层析联用的方法对其进行纯化,经SDS-PAGE后用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption ionization-time offlight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS）进行鉴定。结果显示,驴α1-AGP由201个氨基酸组成,理论等电点（pI）为4.99,有5个潜在N-糖基化位点,亲水性总平均值（GRAVY）为-0.386;二级结构中α-螺旋和β-折叠有序出现,占比88.56%;利用GMQE值和QMEAN的z值验证三级结构预测所得模型在合理范围之内。阳离子交换层析-凝胶过滤层析纯化后得到50 mL蛋白液,SDS-PAGE后得到清晰蛋白条带,经MALDI-TOF-MS鉴定后于NCBI数据库检索,驴α1-AGP得分最高且远高于其他蛋白,证明驴α1-AGP为纯化后蛋白液中主要组分。本研究提出一种新的纯化鉴定驴α1-AGP方法,具有纯化率高、操作简便、所需样品少等优点,为驴α1-AGP的后续生物学研究和应用奠定了理论基础。     

猪博卡病毒VP2基因的克隆及生物信息学分析

为研究猪博卡病毒VP2蛋白的结构与功能,应用套式PCR技术对猪博卡病毒VP2基因进行分子克隆,并对其进行生物信息学分析。结果显示,获得了1 656bp的猪博卡病毒VP2基因(GenBank登录号为KF806730),此序列与其他PBoV分离株核苷酸序列同源性为82%⁸9%,进化树分析结果显示,KF806730与PBoV5在一个分支,说明两者之间具有较近的亲缘关系。经生物信息学分析,此序列编码551个氨基酸,相对分子质量为61 261.7,理论等电点(PI)为5.98,体外半衰期为30h(体外哺乳动物类网状细胞),不稳定系数为34.36,脂肪系数为54.88,平均亲水性为-0.766,最大疏水指数为1.733,最小疏水指数为-3.378;在同一氨基酸的不同密码子的选择上存在一定程度的偏向性;无信号肽和跨膜区;综合多种方法分析预测其主要抗原表位可能位于第78-80aa、311-314aa、507-509aa区域;二级结构、三维结构预测显示VP2蛋白主要以无规则卷曲为主,存在多个螺旋和折叠区域。本试验成功获得猪博卡病毒VP2基因,为以后研究此基因的生物学功能和建立该病毒的诊断方法奠定了基础。     

山羊痘病毒G9和A16基因的克隆及生物信息学分析

为研究山羊痘病毒(goatpox virus, GTPV)G9、A16蛋白的功能,用PCR方法从山羊痘病毒弱毒疫苗毒株GTPV AV41中扩增出编码G9、A16蛋白的基因进行测序,通过生物信息学方法对目的基因序列进行分析。结果显示:G9蛋白有34个磷酸化位点,17个抗原表位位点;二级结构中以α-螺旋和无规则卷曲为主,分别占36.61%和42.86%,有9个保守结构域,蛋白序列末尾有跨膜区域,包含15个半胱氨酸残基位点;三级结构中具有细胞凋亡和跨膜功能的结构。A16蛋白有36个磷酸化位点,19个抗原表位位点;二级结构中α-螺旋和无规则卷曲为主,分别占25.46%和48.28%,有10个保守结构域,蛋白序列末尾有跨膜区域,包含21个半胱氨酸残基位点;三级结构预测结果显示可以形成膜蛋白。上述研究结果为进一步探究GTPV的G9、A16蛋白功能提供了参考。     

贝氏隐孢子虫Rhomboid基因的克隆与生物信息学分析

将Gen Bank中发表的C.parvum、C.hominis和C.muris的菱形体蛋白(Rhomboid,ROM)基因序列进行比对分析,设计合成该基因保守片段的1对特异性引物,以贝氏隐孢子虫基因组DNA为模板,PCR扩增出CbROM基因保守片段,采用染色体步移技术获得基因片段3'端和5'端核苷酸序列,并对所得序列进行测序、拼接与生物信息学分析。结果显示,CbROM基因ORF长度为1 422 bp,编码473个氨基酸,蛋白质理论相对分子质量为52 700,等电点为8.65,是疏水性蛋白质,含有7个串连的跨膜螺旋区,无信号肽;该基因含有典型的菱形体蛋白相关保守结构域,属于菱形体蛋白酶家族;功能位点分析结果显示,CbROM蛋白序列包含6个N-糖基化位点,2个c AMP、c GMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点,8个蛋白激酶C磷酸化位点,7个酪蛋白激酶II磷酸化位点和10个N-豆蔻酰化位点;二级结构中包含α-螺旋38.27%,β-折叠16.7%和无规则卷曲45.03%。本试验获得的贝氏隐孢子虫的Rhomboid基因序列,为该基因功能的进一步研究及其基因工程疫苗的研制奠定基础。     

羊传染性脓疱病毒OVIFNR蛋白结构分析与B细胞表位预测

本研究应用生物信息学方法,预测分析羊传染性脓疱病毒(ORFV)的OVIFNR蛋白结构与B细胞抗原表位。从羊传染性脓疱病羊嘴唇结痂中扩增出ORFV的OVIFNR基因序列并进行测序鉴定,上传至NCBI;应用生物信息学软件,将扩增所得的OVIFNR基因序列和GenBank公布的参考序列,在核苷酸和氨基酸水平上进行同源性分析和遗传进化树构建,并对OVIFNR蛋白分子的理化特性、跨膜区、信号肽、亲疏水性、二级结构、三级结构和B细胞抗原表位进行预测分析。结果显示:所扩增序列与Hoping和Nantou毒株的OVIFNR基因核苷酸序列和氨基酸序列同源性分别为99.6%和100%;通过遗传进化树发现,所扩增序列的毒株与Hoping、ShanX、Nantou毒株处于同一分支;OVIFNR蛋白的理论等电点为4.83,半衰期为30 h,脂肪族指数77.92,总平均疏水性为–0.181,无跨膜区和信号肽,不属于跨膜蛋白;二级结构中α螺旋、β折叠、β转角、无规卷曲分别占68.64%、7.56%、15.13%、9.18%,筛选出了8个优势B细胞表位;OVIFNR蛋白为亲水性蛋白,含有较多B细胞表位,具有抗原性,可以作为ORFV检测的新靶点。本研究为OVIFNR蛋白的功能研究和ORFV检测方法的建立提供了理论依据。     

牦牛AQP9基因CDS全长序列克隆及其生物信息学特征分析

为了研究高原动物对青藏高原极端生境的适应机理,并为探讨高原动物适应机制提供基本数据。本研究运用基因克隆技术对牦牛脑AQP9基因CDS全长序列进行克隆,采用生物信息学方法进行分析,AQP9基因和编码序列特征进行了以下几方面的预测和分析:其物化性质、疏水性、跨膜结构和蛋白二级结构。结果表明,牦牛AQP9的CDS含有一个885bp的开放阅读框,编码295个氨基酸;牦牛AQP9基因编码蛋白分子量和理论等电点分别为31.89ku和6.21,其编码蛋白含有6次跨膜结构,属于疏水性蛋白;二级结构由α-螺旋、延伸链、β-折叠及无规则卷曲构成;牦牛AQP9基因编码氨基酸序列与黄牛、藏羚羊、绵羊等物种间同源性较高,系统进化情况与其亲缘关系远近一致。本研究将为牦牛低氧适应性研究提供一定的基础资料。