版纳微型猪近交系PPP2CA克隆、表达及蛋白质功能生物信息学分析

蛋白磷酸酶2A(protein phosphatases of the type 2A, PP2A)是一种广泛表达的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶,介导蛋白质的去磷酸化从而调控多种关键信号通路的活性。该酶由催化亚基、结构亚基、调节亚基形成异源三聚体复合物发挥作用。本研究借助GenBank中猪(Sus scrofa)及其他物种的蛋白磷酸酶2A催化亚基α(protein phosphatase 2A catalytic subunitα, PPP2CA) mRNA序列,设计特异引物扩增版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)PPP2CA基因编码区序列,并对其进行表达和功能特性分析。应用qRT-PCR分析组织mRNA表达谱,并对编码的蛋白质序列进行生物信息学分析。扩增得到了BMI PPP2CA 930 bp (GenBank No. KU705627)的完整CDS序列,共编码309个氨基酸。与其他组织相比PPP2CA基因在尿道球腺和精囊腺中极显著高表达(P0.01),在睾丸中表达量也相对较高,在肝、结肠、脾、肺、十二指肠、前列腺、肾、附睾及脑中中度表达;在胃、心、肌肉中表达水平极显著低于其他组织。PPP2CA蛋白质功能预测表明其存在1个保守结构域MPP_PP2A_PP4_PP6,存在4类功能活性位点,无跨膜螺旋结构,无信号肽序列,N末端和C末端均亲水,位于细胞质的概率是94.1%。二级结构预测表明该蛋白α-螺旋含量最高,是组成N端的主要结构,C端有一段无规则卷曲,多物种氨基酸序列比对结果显示,PPP2CA序列在不同物种间相似度很高,推测其在进化中高度保守,为深入研究PPP2CA基因在猪精子获能方面作用机制提供了资料基础。     

猪-人异种移植相关基因CMAH的克隆、表达及功能生物信息学分析

【目的】研究版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line,BMI)CMAH基因特性,探索该基因在猪-人异种器官移植免疫排斥中的作用。【方法】采用实时荧光定量PCR技术检测BMI 27个重要组织的CMAH m RNA表达水平,采用Western blot检测BMI在9个组织中的CMAH蛋白表达特征,并对CMAH编码的氨基酸进行生物信息学预测,分析CMAH蛋白质的功能。【结果】扩增得到BMI CMAH编码区序列长1 734 bp,编码577个氨基酸,序列已提交Gen Bank,基因登录号KM098147,对应的氨基酸登录号AIS36193。多组织相对荧光定量表达分析表明CMAH基因在颌下腺、脾及舌下腺中呈相对高表达水平,在其他组织中呈相对中、低表达水平。Western Blot分析表明CMAH蛋白在除脊髓和大脑外的其他组织都有表达。功能生物信息学分析表明CMAH蛋白质包含Rieske和Ula G保守结构域,二级结构以α螺旋为主,N末端亲水,C末端疏水,有6类功能活性位点。【结论】明确了CMAH基因的结构以及在多种组织中差异化表达情况,为深入研究其在异种器官移植方面的功能积累了基础资料。     

版纳微型猪近交系PPARD基因克隆及95G/A突变检测

为深入研究PPARD在猪体内的调节和功能,以版纳微型猪近交系(BMI)为试验动物,通过RT-PCR方法扩增得到PPARD基因全长编码区序列,在编码区第95位检测到A/G两种核苷酸(GenBank登录号:KP757025、KP757026)。结果表明,该基因编码462个氨基酸,蛋白分子量为49.74kD,等电点为7.53。蛋白质结构分析PPARD存在2个保守域,无跨膜结构,不存在信号肽,存在1个亮氨酸富集的核输出信号,其N端、C端均亲水;亚细胞定位显示该蛋白分泌到细胞周质的概率为69.6%。系统进化分析表明猪与牛、犬的亲缘关系较近。利用qPCR检测了PPARD基因mRNA在BMI 14个组织中的表达量,发现在肝脏、耳朵、脾脏、小肠中表达量较高。     

版纳微型猪近交系STRA8基因克隆及功能生物信息学分析

【目的】以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)为材料,初步研究STRA8基因的功能,为该基因在猪精子形成过程的作用研究奠定基础。【方法】以GenBank下载的猪STRA8基因序列JQ965783及多条猪EST序列为参考序列,设计特异性引物扩增版纳微型猪近交系(BMI) STRA8基因。对STRA8蛋白质进行理化特性和功能生物信息学分析,包括二级结构、蛋白功能域、疏水性、跨膜结构、信号肽、亚细胞定位、磷酸化位点以及蛋白质功能分析;搜索并下载其他物种的STRA8蛋白质序列构建多物种系统进化树。应用实时荧光定量PCR技术检测BMI STRA8在版纳微型猪近交系15个组织中的mRNA转录表达水平。【结果】获得了包含编码序列1 101 bp的全长序列1 316 bp,编码366个氨基酸,序列已提交GenBank,基因登录号KU705622,蛋白质分子量(Mw) 41.06 ku,等电点(pI) 4.52。STRA8二级结构中α螺旋含量最高,占52.19%;含有1个蛋白功能域;在氨基端有1个HLH结构域和1个卷曲螺旋区域,在羧基端有2个低复杂度区域;疏水性结果表明STRA8基因N末端、C末端均亲水;无跨膜结构,无信号肽序列;该蛋白质位于细胞核中的概率是56.5%;STRA8蛋白共有34个磷酸化位点;系统进化结果表明:BMI与羊、水牛的相似度最高。STRA8基因mRNA在检测的BMI 15个组织中呈现差异表达现象,睾丸中表达量最高。【结论】结果将为进一步研究STRA8基因在猪精子发生方面的作用及功能提供参考。     

版纳微型猪近交系GOT1基因克隆、序列分析及表达分析

【目的】细胞质型天冬氨酸氨基转移酶又称谷草转氨酶,由细胞核GOT1基因编码,催化天冬氨酸的氨基转移到α-酮戊二酸形成草酰乙酸和谷氨酸,在物质代谢调控中起重要作用。本研究以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)为材料,克隆GOT1基因,并对其进行生物信息学及组织mRNA表达分析。【方法】利用RT-PCR技术扩增猪GOT1基因,并进行生物信息学分析,同时应用半定量RT-PCR技术明确其mRNA的组织表达特征。【结果】获得了BMI GOT1基因全长1 484 bp的cDNA序列(GenBank登录号:KU705636.1),包含1 242 bp的开放阅读框。生物信息学分析表明:猪GOT1基因位于14号染色体,包含9个外显子和8个内含子;猪GOT1蛋白无信号肽,无跨膜螺旋,有36个磷酸化位点和1个O连接的糖基化位点,定位于细胞质的概率是94.1%,与水牛、黄牛、黑猩猩、人、食蟹猴、大鼠和小鼠的GOT1蛋白依次有95.6%、95.4%、93.0%、92.7%、92.5%、90.3%和90.1%的同源性;二级结构中以α螺旋为主,无规则卷曲和延伸链含量中等,β转角只在局部出现;三级结构同源建模成功。组织表达分析表明:GOT1 mRNA在检测的15个组织中差异表达,肌肉中表达量最高。【结论】为进一步了解该基因的生理功能及调控机制积累了资料。     

版纳微型猪近交系性别决定基因（SRY）原核表达载体的构建及蛋白高效表达

 为了构建版纳微型猪近交系SRY的原核表达载体pET 32a(+) SRY,并通过诱导使其在大肠杆菌中获得高效表达,研究采用添加限制性内切酶位点的引物特异性扩增SRY,连入pMD19 T simple载体,转化入大肠杆菌DH5α,克隆后提取pMD19 T SRY阳性重组质粒,使用相同的内切酶同时对pMD19 T SRY质粒和原核表达pET 32a（+）载体进行酶切,连接后使SRY定向克隆到pET 32a(+)表达载体中。经PCR、酶切和测序鉴定后,重组质粒转化大肠杆菌感受态DH5α,提取质粒后再次转化大肠杆菌Rosetta（DE3）,用不同浓度的异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达,并通过15% SDS PAGE鉴定。结果显示,不同浓度IPTG诱导的SRY均在大肠杆菌中进行了高效特异性融合表达。     

版纳微型猪近交系生长激素基因克隆及原核表达研究

本研究旨在获得版纳微型猪近交系(BMI)生长激素基因编码区序列,揭示其原核表达规律.采用RTPCR方法从版纳微型猪近交系(BMI)脑垂体中克隆生长激素(GH)基因,并将其连接到pMD 18-T载体进行测序和生物信息学分析.克隆得到的GH基因cDNA序列长690 bp,其中CDS长651 bp,编码216个氨基酸,前26个氨基酸为信号肽序列.多猪种GH氨基酸序列比对表明其在各猪种中高度保守,版纳微型猪近交系的GH氨基酸序列与五指山猪和宁香猪的相似性均为100％,与藏猪、香猪、大乌猪、太湖猪、成华猪、内江猪、荣昌猪、长白猪、约克夏的相似性均为99％,与雅南猪、杜洛克的相似性均为98％.扩增GH成熟肽区编码序列,定向克隆至表达载体pET-32a(+),转化入大肠杆菌Rosseta (DE3)感受态细胞中,用IPTG诱导表达蛋白.SDS-PAGE和Western blotting分析表明,重组质粒在大肠杆菌中获得了高效表达,融合蛋白以包涵体形式存在,分子质量约为40.6 ku.以上结果为进一步探究GH基因对BMI矮小性状的影响奠定了基础.     

版纳微型猪近交系RNF148基因生物信息分析、组织差异表达及亚细胞定位

指环蛋白RNF148与睾丸形成和精子发生密切相关。本研究以猪及其他近缘物种的RNF148 mRNA为参考序列,设计特异引物从版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line,BMI)睾丸组织中扩增RNF148基因完全编码序列;对RNF148蛋白质序列进行生物信息学分析,预测其功能,并构建RNF148的多物种系统进化树;应用实时荧光定量PCR技术检测BMI 15个重要组织的RNF148 mRNA转录表达水平;构建真核表达载体,转染猪睾丸细胞系,并进行亚细胞定位分析,检测该蛋白在细胞中的表达部位。结果表明:扩增得到BMI RNF148编码区序列长912bp,编码303个氨基酸;RNF148包含3个保守结构域PA_GRAIL_like、RING_Ubox和zf-rbx1超家族,存在1个跨膜螺旋结构,有N端信号肽序列,二级结构以α螺旋为主,N末端和C末端均疏水,有4类功能活性位点,在进化中高度保守,91.4%位于细胞质中;在睾丸中特异高表达,在心、肝等其他14个组织中相对低表达;成功构建了融合的绿色荧光蛋白真核表达载体,并确定RNF148多在细胞质中表达。研究结果为探索RNF148基因在BMI公猪繁殖性能方面的作用奠定了基础。     

版纳微型猪近交系BARD1基因克隆、mRNA表达及蛋白质功能生物信息学分析

BARD1基因在精子形成过程中起重要作用。以Gen Bank下载的牛、鼠BARD1基因序列以及猪EST序列克隆猪BARD1基因,设计特异引物克隆版纳微型猪近交系(BMI)BARD1基因。应用q PCR分析15个重要组织的mRNA表达谱,并对蛋白质序列进行功能生物信息学分析,构建多物种系统进化树。研究获得了BMI BARD1 2 334 bp的编码区序列(Gen Bank登录号KU705640,对应的氨基酸登录号AOC89058),编码777个氨基酸,蛋白质分子量(Mw)为86.15 ku,等电点(p I)为8.84。多组织荧光定量表达分析表明:BARD1基因在睾丸和尿道球腺中高表达,在肝脏、脾脏、肺、十二指肠、结肠中中度表达,在心脏、肾脏、胃脏、脑、肌肉、精囊腺、前列腺、附睾中低表达。功能生物信息学分析表明,BARD1蛋白质存在3个保守结构域,无跨膜结构,无信号肽序列;N末端疏水,C末端亲水;有6类功能活性位点,位于细胞核的概率是94.1%。系统进化分析表明,BMI与牛、羊的亲缘关系最近。     

猪类无精症缺失基因DAZL的cDNA全长克隆、组织表达和亚细胞定位

旨在获得猪类无精症缺失基因DAZL cDNA全长序列,阐明该基因的序列、mRNA组织表达模式、蛋白质结构特征及亚细胞定位情况。本研究以版纳微型猪近交系（Banna mini-pig inbred line,BMI）10月龄成年公猪为研究对象,屠宰收集组织样,利用RACE和RT-PCR技术获得DAZL基因cDNA全长序列;使用实时荧光定量PCR （qPCR）技术检测其mRNA多组织表达谱;在线分析蛋白质的结构特点和保守结构域;用体外细胞转染技术鉴定其在ST猪睾丸细胞中的定位。结果表明,BMI DAZL cDNA全长2 985 bp （KU705632）,包含888 bp的CDS区,编码295个氨基酸（AOC89050）;该基因位于猪13号染色体,含11个外显子。qPCR结果显示,DAZL mRNA在睾丸中特异高表达。生物信息学分析表明,猪DAZL蛋白含有哺乳动物RMP和DAZ同源区,无规则卷曲在二级结构中超过50%。进化分析表明,BMI DAZL氨基酸序列高度保守,与牛科的亲缘关系最为接近。pEGFP-C1-DAZL转染ST细胞后的荧光共定位结果显示,DAZL蛋白主要分布在细胞核中。本研究分别从DNA、mRNA和蛋白质层面阐明了BMI DAZL基因的序列特征、表达、蛋白质结构和定位,为进一步研究DAZL在BMI精子发生方面的功能奠定基础。