山羊BMP15基因生物信息学分析

为探究骨形态发生蛋白15(Bone morphogenetic protein 15,BMP15)的生物学特性,本试验运用BioXM、DNAMAN、SignalP、ProtScale、PredicProtein、prosite、Smart和ProtFun等生物信息学软件分析山羊BMP15基因cDNA序列信息,预测其编码的蛋白的理化性质、二级结构、疏水性、信号肽、功能结构域和功能等。结果表明,山羊BMP15基因编码区长1185bp,编码394个氨基酸,其基因序列及蛋白序列与绵羊、牛的同源性分别为99%和98%,亲缘关系近。BMP15蛋白序列在25和26位氨基酸之间存在最佳剪切位点,存在信号肽,属于分泌性蛋白,具有信号转导功能。BMP15具有细胞外被膜功能的可能性最大,达到12.822,推测其合成后可能被转运到细胞外膜上进行功能反应。BMP15蛋白序列有TGFβ功能结构域,位于293~394氨基酸区域,且作为激素在生理活动中传递信息的可能性最大。总的来说,山羊BMP15属于分泌性蛋白,可能作为激素进行信号传递来调控机体生理活动,这为进一步研究对BMP15蛋白的功能调节机制奠定理论基础。     

猪Toll样受体5基因cDNA克隆、蛋白质序列分析及其意义

为了解猪Toll样受体5(TLR5)蛋白的结构特征和进化关系,本研究从肠系膜淋巴结组织总RNA中克隆出猪Toll样受体5基因的cDNA序列。序列全长2641bp,其中2571bp的开放阅读框编码856个氨基酸残基的猪TLR5,含17.4%的亮氨酸,并有一段19个氨基酸的信号肽序列;同源性分析结果显示,TLR5在进化过程中具有高度保守性,与人、牛、山羊、绵羊、小鼠和大鼠的氨基酸序列同源性分别为77.5%、79.6%、78.3%、81.0%、69.2%和68.9%。蛋白分子结构预测结果表明,该分子由胞外区(642个氨基酸)、跨膜区(23个氨基酸)和胞内区(191个氨基酸)组成,胞外区具有LRR结构域,胞内区具有TIR结构域,表现出典型的TLR家族结构特征。表明猪TLR5分子具有病原分子模式识别和信号传导的作用,这为其结构与功能的进一步研究奠定了基础。     

马鹿生长激素(GH)基因生物信息学预测及分析

为研究马鹿生长激素(GH)基因的结构和功能,从GenBank中下载马鹿、梅花鹿、鼷鹿、牛、山羊、绵羊、猪、人、黑猩猩、挪威大鼠、小家鼠、北极狐、狗、鸡和斑马鱼的GH基因完整编码区(CDS)及氨基酸序列,利用DNAStar 7.0、BioEdit 7.0生物软件与相关在线工具对马鹿GH基因核苷酸序列的基本信息及其编码蛋白的理化特性和结构特征进行了生物信息学预测及分析,对马鹿与其他14个物种GH基因的CDS序列及其编码氨基酸序列进行相似性分析,并基于氨基酸序列构建了15个物种的系统进化树。结果表明:马鹿GH基因DNA序列长度为2 100 bp,包括完整的5个外显子和4个内含子,部分5′UTR和3′UTR,CDS全长654 bp,编码217个氨基酸;其编码的蛋白是一种分子质量为24.588 4 ku,等电点为7.62的疏水性稳定碱性蛋白;存在2个强跨膜区、8个广泛磷酸化位点,二级结构元件以α-螺旋和无规则卷曲为主;该蛋白位于细胞外,含有1个信号肽,属一种分泌型蛋白;马鹿与梅花鹿、牛、绵羊、山羊和鼷鹿等动物的GH基因氨基酸序列相似性较高,亲缘关系最近。该研究结果可为马鹿GH基因的进一步分析提供详细的生物学基础信息。     

山羊胰岛素样生长因子结合蛋白1基因的生物信息学分析

为进一步研究山羊胰岛素样生长因子结合蛋白1(insulin-like growth factor-binding proteins 1,IGFBP-1)基因的蛋白表达及生理功能,根据已测定出的山羊肝脏组织的IGFBP-1基因全编码区序列,并结合从NCBI获取的19个物种相应序列,利用ExPasy、NetPhos、NetOGlyc、SignalP等生物软件分析IGFBP-1基因CDS区及其氨基酸的理化性质、结构特点。结果显示,山羊IGFBP-1基因的CDS全长编码的多肽含有263个氨基酸残基,理论pI=6.33,分子质量为28.5758 ku,非稳定系数为53.15,非球形且定位于细胞外。IGFBF-1起始25个氨基酸残基构成信号肽,成熟肽具有2个疏水区、4个亲水区,无跨膜区;二级结构以无规卷曲为主,α-螺旋和延伸片段很少。预测存在磷酸化(17个)和O-糖基化(8个)两种翻译后修饰,但后者分值较低。山羊IGFBP-1核苷酸、氨基酸序列相似性与绵羊和牛的分别为99%和98%,与其他哺乳动物间的相似性也较高。进一步分析发现,IGFBP-1 N-端(26-110)和C-端(204-263)的保守性均在50%以上;信号肽(1-25)和中间连接区(111-203)则变异很大,山羊和绵羊的中间区序列完全一致,但与人的相似性只有9%。除RGD和YF在斑马鱼和鸡中不一致外,其他基序包括新片段(FYLPNC)在物种中高度保守。山羊IGFBP-1是一种稳定性较差、弱亲水性且具有信号肽的分泌蛋白,在物种间高度保守,磷酸化是调控其功能的主要因素。     

山羊骨形态发生蛋白2基因外显子克隆及序列分析

设计4对引物,采用PCR-SSCP技术检测骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein 2,BMP2）基因外显子2、3在济宁青山羊、安哥拉、波尔、内蒙古绒山羊4个品种共191个个体中的单核苷酸多态性,分析该基因对济宁青山羊高繁殖力的影响,并对济宁青山羊BMP2基因2个外显子进行克隆测序。结果表明,4对引物的扩增片段在4个山羊品种中均无多态性;山羊扩增片段核苷酸和氨基酸序列与人、黑猩猩、牛、犬、大鼠、小鼠6个物种的同源性分别为86.5%～91.3%和88.8%～99%;与其他物种相比,山羊BMP2扩增片段推导氨基酸序列存在3处特有突变,分别是位于第131、353、365位的脯氨酸、缬氨酸、亮氨酸变为苏氨酸(P131T)、天冬氨酸(V353D)、脯氨酸(L365P)。可见,哺乳动物BMP2基因外显子2、3序列保守性强,该区域可能不是影响山羊高繁殖力的功能结构域。     

绵羊和山羊BMP15基因FecXR突变的检测

为了检测骨形态发生蛋白15(BMP15)基因在绵羊和山羊中的突变,本研究采用PCR-SSCP方法在高繁殖力绵羊品种(小尾寒羊和湖羊)、山羊品种(济宁青山羊和波尔山羊)和低繁殖力绵羊品种(多赛特和特克塞尔)、山羊品种(内蒙古绒山羊和安哥拉山羊)中检测BMP15基因FecXR突变,并对小尾寒羊和济宁青山羊扩增片段进行核苷酸和氨基酸序列分析.结果表明,这8个羊品种均没有发生与Rasa Aragonesa绵羊相同的FecXR突变;小尾寒羊核苷酸序列与GenBank中绵羊BMP15序列(AF236079,NM_001114767)完全一致,济宁青山羊与小尾寒羊相比存在3处碱基不同(T529G、C530G和T576C)和2个氨基酸差异(V155G和S171P).可见BMP15基因影响Ra-sa Aragonesa绵羊高繁殖力的突变FecXR对小尾寒羊、湖羊、济宁青山羊和波尔山羊的繁殖力均没有显著影响.     

水牛骨形态发生蛋白1基因的克隆及其在不同组织中的表达研究

本研究克隆了水牛骨形态发生蛋白1(bone morphogenetic protein-1,BMP1)基因序列,并运用生物信息学方法对其核苷酸序列的保守性和氨基酸的理化性质、蛋白质结构进行了系统分析,此外还运用实时荧光定量PCR技术对BMP1基因在水牛不同组织中的表达差异进行了检测。结果表明,应用RT-PCR技术克隆得到水牛BMP1基因的cDNA序列长度为3 195 bp,其中包含完整的2 967 bp的开放读码框(ORF),编码988个氨基酸。经序列相似性分析显示,水牛BMP1基因与牛、猪、马、人和小鼠相应氨基酸序列相似性分别为99%、96%、96%、96%和95%,具有很强的保守性。结合系统进化树分析结果推测,BMP1基因在不同物种及进化的过程中具有高度的保守性。对水牛BMP1蛋白的结构域预测结果发现,其存在1个信号肽区、1个前肽区、1个金属蛋白酶区、5个CUB区和2个EGF-like功能区。定量表达分析结果显示,BMP1基因在水牛心脏组织中相对表达量最高,睾丸、卵巢和生殖嵴等性腺器官表达量次之,骨头等其他组织表达量较低,肝脏表达量最低。     

济宁青山羊BMP15基因外显子2的克隆与序列分析

本研究对高繁殖力的山羊品种济宁青山羊和低繁殖力的山羊品种内蒙古绒山羊共20只母羊的骨形态发生蛋白15（bone morphogenetic protein 15, BMP15）基因第2外显子的扩增产物进行了克隆测序及序列比较分析。结果表明：BMP15基因第2外显子的第3对引物扩增片段存在多态。济宁青山羊与内蒙古绒山羊相比，其BMP15基因外显子2差异由2个核苷酸和2个氨基酸改变组成，核苷酸同源性为99%。济宁青山羊与鸡、小鼠、人、猪、牛、绵羊之间BMP15基因外显子2的核苷酸序列同源性为71%～99%，氨基酸序列同源性为43%～99%。     

犏牛BMP4基因的克隆、生物信息学分析及在附睾的表达研究

骨形态发生蛋白4(BMP4)基因在哺乳动物生殖机能方面起着重要的调控作用。本研究通过分子克隆技术对犏牛BMP4基因的编码区序列进行克隆，分析BMP4基因的生物信息学特征及其在附睾组织中的表达特点。生物信息学分析结果显示：犏牛BMP4基因CDS区片段长1 371 bp，编码456个氨基酸；BMP4蛋白存在一层跨膜结构，肽链中亲水性氨基酸的数量显著高于疏水性氨基酸，表明具有亲水性；组成犏牛BMP4蛋白的456个氨基酸中，100个氨基酸位于α螺旋区，占氨基酸总数的21.93%,82个氨基酸位于延伸链区，占总数的17.98%,14个氨基酸位于β转角区，占总数的3.07%,260个氨基酸以无规则状态存在，占总数的57.02%；犏牛BMP4氨基酸序列与牦牛、绵羊等物种存在较高的同源性，分别为99.2%和99.3%。qPCR分析结果显示：犏牛BMP4基因在附睾体部的表达显著高于头部和尾部。本研究为进一步探讨犏牛精子成熟机制及BMP4基因在犏牛附睾不同部位的作用机制提供了基础数据。     

隆林山羊肌细胞生成素基因的序列分析与结构预测

为了丰富优良地方品种隆林山羊的肌细胞生成素(myogenin,MyoG)基因遗传学基础信息,并探究其序列结构及其对山羊肌肉的发育分化调控机理。本研究设计1对特异性引物,采用PCR和克隆技术成功获得隆林山羊MyoG基因2419 bp长的DNA序列。结果表明,该基因包括3个外显子、2个内含子、部分5'UTR和3'UTR区,编码区DNA序列长675 bp,共编码224个氨基酸,该氨基酸序列无信号肽序列和跨膜结构。经同源性分析可知,隆林山羊MyoG编码区核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与其他物种比对结果和氨基酸系统进化树的聚类结果相符,均显示隆林山羊与哺乳动物中的绵羊、牛和野猪的亲缘关系最近,氨基酸同源性达到95%以上。因此隆林山羊MyoG基因在哺乳动物中具有较高的保守性,而MyoG基因的克隆、序列分析和结构预测将为今后该基因的表达与调控、肉质改良、山羊开发利用等研究提供了更充分的分子生物学基础信息和理论依据。     

Bioinformatics Analysis of Bone Morphogenetic Protein 4 (BMP4) of Sheep

The assay was aimed to explore the biological characteristics of bone morphogenetic protein 4 (BMP4) of sheep,NCBI,DNAMAN DNAStar,TMHMM Server v.2.0,PsortⅡ,SignalP various bioinformatical softwares were used to speculate the physical and chemical properties,hydrophobic property,phosphorylation site,conservative structure domain,protein secondary structure of BMP4 protein.Also,the three-dimensional structure was forecasted with the SWISS-MODEL Workspace software.The results indicated that the BMP4 of sheep had high homologies with the BMP4 of various species.The encoded protein was a hydrophilic protein which was unstable.There was no transmembrane regions and it was likely to be located in the nucleus.What was more,there was signal peptide and eighteen phosphorylation sites.Through the forecast of functional domains,the protein had two functional domains,including the transforming growth factor-beta (TGF-beta) superfamily and TGF-beta propeptide superfamily.The result was consistent with the function of BMP4 gene family,it also demonstrated that BMP4 was a growth factor and it had the function of signal transduction.The amino acid homology between the predicted 3D structure of protein and template 3bmp.1.A was 88.29%.The bioinformatics analysis of BMP4 gene could provide reference for the further study in practice.     

绵羊骨形态发生蛋白4(BMP4)的生物信息学分析

为探究绵羊骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)的生物学特性,本试验综合运用NCBI、DNAMAN、DNAStar、TMHMM Server v.2.0、PsortⅡ、SignalP等多种生物信息学软件推测绵羊BMP4基因序列性质及编码蛋白的理化性质、疏水性、磷酸化位点、保守性结构域和二级结构,并用SWISS-MODEL Workspace预测三维结构.结果显示,绵羊BMP4基因与各物种的BMP4基因存在很高的同源性,编码蛋白是一个不稳定的亲水蛋白,不存在跨膜区,很可能位于细胞核中,且存在信号肽.BMP4具有18个磷酸化位点,通过功能域的预测发现,含有2个功能域,即TGF-β超家族和TGF-β前肽超家族.这与BMP4基因家族的功能相一致,证明了绵羊BMP4是一种生长因子,具有信号传导功能.蛋白三维结构预测结果与模板3bmp.1.A同源性达到了88.29%.绵羊BMP4基因的生物信息学分析可为以后实践中深入研究其功能提供参考.     

Cloning of Buffalo BMP1 Gene and its Expression Pattern Investigation in Different Tissues

Buffalo BMP1 gene was cloned in the present study, the BMP1 sequence was systemically analysed by bioinformatics techniques, and the expression level of BMP1 gene in different tissues were also assayed with Real-time fluorescence quantitative PCR (QRT-PCR).The results showed that with RT-PCR a 3 195 bp buffalo BMP1 gene was cloned and sequenced, including the whole ORF of 2 967 bp (coding 988 amino acid).The sequence multialigned results showed that buffalo BMP1 gene shared 99%, 96%, 96%, 96% and 95% of similar amino acid sequence with Bos taurus, Sus scrofa, Equus, Homa sapiens and Mus musclus, respectively.It was predicted that buffalo BMP1 protein contained a signal peptide domain, a preregion, a metalloproteinases domain, five complement-Uegf-BMP-1 domain (CUB domain) and two epitheloid growth factor-like domain (EGF-like domain).In addition, we also analyzed the expression level in different tissues through QRT-PCR, the results showed that BMP1 gene mRNA existed in all nine tissues with the most abundant expression in heart, followed by testis, ovary, genital ridge, while with lower amount of bone and other tissues, the minimal expression in liver was observed.     

叉头转录因子FoxO1的生物遗传信息学分析

叉头转录因子FoxO1是一种重要的调控因子,其广泛参与机体的各项生命活动,对其生物信息学的分析,可以更清楚和直观的了解FoxO1基因的结构和功能,为后期发育、分化、代谢和进化等作用机制的深入研究提供重要的理论基础。本试验运用生物信息学手段对牛FoxO1基因的结构和功能进行预测分析,结果表明FoxO1蛋白为不稳定的亲水性酸性蛋白质,主要定位在细胞核,含有七个半胱氨酸残基,其中六个半胱氨酸形成三个二硫键,3个氨基酸 具有59个潜在磷酸化位点,作为非分泌型蛋白,无信号肽和跨膜区域,其二级结构中,无规则卷曲所占比例高达75.42%,且在第165-259位氨基酸之间,其叉头域有95个保守的氨基酸残基。     

家兔BMP7成熟肽编码区克隆及BMP7、BMP4基因组织表达谱分析

用RT-PCR方法克隆家兔BMP 7基因成熟肽编码区cDNA序列,并对2月龄家兔BMP 7和BMP 4基因的组织表达谱进行半定量分析。结果表明,家兔BMP 7成熟肽编码序列长414 bp,与人、小鼠BMP 7的同源性分别为91.89%、89.32%,三者的同源性为94.98%。在家兔心、肝、脾、肺、肾、脑、脊髓、小肠8种组织中检测到BMP 7和BMP 4基因表达。BMP 7基因在心、脾组织以低丰度表达,在肺、脊髓、十二指肠以中等丰度表达,在肝、肾、脑中以高丰度表达;BMP 4基因在脊髓以低丰度表达,在脑、心、脾、小肠等器官组织中呈中等丰度表达,在肝、肺、肾中以高丰度表达。因此,家兔BMP 7基因成熟肽编码区在进化过程中高度保守。BMP 7和BMP 4具有广泛的组织表达谱和组织表达特异性。     

生物信息学软件预测猪氨基肽酶N功能与结构

[目的]研究猪δ冠状病毒(PDCoV)入侵宿主细胞的感染机制,对其特异性受体猪氨基肽酶N基因编码蛋白功能与结构进行分析.[方法]通过多种生物信息学软件对pAPN蛋白的理化特性、亲疏水性、信号肽、跨膜区、糖基化位点、抗原表位、功能结构域及结构特征等进行预测分析.[结果]pAPN基因总长为2892 bp,编码963个氨基酸...     

不同物种干细胞因子基因编码区生物信息学分析

为了解不同物种干细胞因子（stem cell factor, SCF）基因编码区（CDS）的遗传变异,本研究采用生物信息学方法比较分析了山羊、绵羊、牛、白犀、野猪、虎鲸、马、雪貂、人、鼩鼱、裸鼢鼠、褐家鼠、长尾毛丝鼠、小家鼠和智利八齿鼠SCF基因编码区的遗传多样性,并对该基因的氨基酸序列、跨膜结构域、导肽、信号肽和二级结构特征进行了预测和分析。结果发现,在15个物种55条基因序列中共检测到294个多态位点,生成36种单倍型,SCF基因序列编码区在物种间存在丰富的遗传多样性;理论等电点分布广泛,多数肽链呈酸性,亲水;N端具信号肽、无导肽,可溶型蛋白无跨膜结构域,跨膜型蛋白有1个长23个氨基酸的跨膜结构域;这些蛋白二级结构主要为α-螺旋、无序卷曲、伸展链及β-转角。     

口蹄疫病毒牛源整联蛋白受体β3、β8亚基基因的克隆及分子特征分析

本研究旨在从分子角度阐明口蹄疫病毒(FMDV)牛源整联蛋白受体β3和β8基因的结构特征,并为研究病毒遗传变异与宿主范围改变奠定基础。采用RT-PCR技术在国内首次从牛肾组织获得β3和β8基因,并用生物软件对它们的分子特征进行了分析。结果显示:β3亚基基因全长2 355bp,编码784个氨基酸,其中信号肽由22个氨基酸组成,胞外区由692个氨基酸组成,跨膜区由29个氨基酸组成,胞质区由41个氨基酸组成,氨基酸同源性与羊最高,与易感FMDV的牛、骆驼、猪和羊的β3亚基位于同一进化分支,各功能区的保守性为胞质区>跨膜区>配体结合区>胞外区>信号肽,但半胱氨酸富集区的突变率仅次于信号肽。牛源β8亚基基因全长2 304bp,编码767个氨基酸,包括42个氨基酸的信号肽,637个氨基酸的胞外区,29个氨基酸的跨膜区及59个氨基酸的胞质区,氨基酸同源性与马最高,进化分析发现与猪的β8亚基不在同一分支,各功能区的保守性排序为跨膜区>配体结合区>胞质区>胞外区>信号肽。将β3亚基与β8亚基比较发现,β8亚基的配体结合区比β3亚基更为保守,β3亚基的胞质区存在NPLY基序,而β8亚基无此基序,且β8亚基胞质区可变性更高。本研究提示FMDV对ανβ8的利用率高于ανβ3可能与β8亚基配体结合区更为保守有关。     

桑树matK基因的生物信息学分析

利用生物信息学软件对桑树matK基因进行分析,对matK氨基酸序列的理化性质、疏水性/亲水性、信号肽、跨膜结构域、二级结构及同源建模、亚细胞定位、聚类分析、结合区进行预测分析,同时构建桑树等13种生物的同源树。结果表明：matK氨基酸序列由20种、505个氨基酸组成,无信号肽,为亲水性非跨膜蛋白,二级结构以α螺旋为主,无法进行同源建模,存在6种GO功能和9个结合区,亚细胞定位证实matK氨基酸序列只存在于真核生物叶绿体中,桑树等13个物种matK氨基酸序列具有高度的同源性。