锦鲤疱疹病毒-CJ株ORF124基因的克隆及生物信息学分析

为研究我国锦鲤疱疹病毒的基因背景信息,从锦鲤疱疹病毒中国吉林株(KHV-CJ株)获得ORF124基因,应用生物信息学方法分析KHV-CJ株ORF124基因结构和功能,并与Genbank上已公布的三株KHV进行比较分析.结果显示,ORF124基因的理论分子质量为31221.96 Da,KHV-CJ株与其他三株KHV同源性均为99％;信号肽切割部位最可能位于24位的T(苏氨酸)和25位的V(缬氨酸)氨基酸之间;ORF124基因无跨膜区;氨基酸序列不存在潜在的N-糖基化位点、11个潜在的O-糖基化位点和7个磷酸化位点.该蛋白的表面抗原决定簇位点区域广泛、峰值高,预示该基因可作为基因工程疫苗的重要候选基因.     

锦鲤疱疹病毒-CJ株ORF136基因的克隆及生物信息学分析

为了了解锦鲤疱疹病毒中国吉林株(KHV-CJ)ORF136蛋白的结构特征和进化关系,试验用锦鲤尾鳍原代细胞增殖KHV-CJ,提取DNA,经PCR扩增获得ORF136基因,将其克隆到p MD18-T载体中构建重组质粒,应用生物信息学方法初步分析KHV-CJ ORF136基因的结构和功能,并与Gen Bank上已公布的KHV进行比较。结果表明:ORF136有2个跨膜区;抗原表位预测显示,抗原性良好;结构预测显示,可能存在1个潜在的N-糖基化位点和19个潜在的O-糖基化位点;BLAST比对分析显示,KHV-CJ ORF136与KHV-U ORF136和KHV-I ORF136的亲缘关系最近,与KHV-GZ11ORF136的亲缘关系较近,与KHV-GZ10 ORF136、KHV-QY08 ORF136和KHV-J ORF136亲缘关系最远,KHV-CJ可能来源于欧美国家和以色列。说明ORF136基因可能具有较好的免疫原性。     

锦鲤疱疹病毒-CJ株ORF56基因的真核表达及生物信息学分析

为了解锦鲤疱疹病毒中国吉林株(KHV-CJ)ORF56基因的结构和序列特征,试验采用锦鲤尾鳍原代细胞增殖培养KHV-CJ,提取DNA,以其为模板经PCR扩增获得ORF56基因,将该基因克隆到PVAX表达载体上,构建重组质粒PVAX-ORF56,并体外表达重组质粒,对KHV-CJ ORF56基因序列与GenBank上已知的对应基因序列进行比对,应用生物信息学方法初步分析KHV-CJ ORF56基因的结构和功能。结果表明:成功克隆出KHV-CJ ORF56基因;双酶切鉴定显示,目的基因与PVAX表达载体连接;体外表达重组质粒可见绿色荧光;与GenBank上已知序列比对显示,同源性达到99.9%;该基因序列信号肽切割部位最可能位于第26位的组氨酸和谷氨酸之间,没有跨膜区,最大疏水指数为2.174,最小疏水指数为-0.334,其抗原表位主要集中在第1～27,54～143,156～223,254～295位氨基酸。说明KHV-CJ ORF56基因是较好的抗原候选基因。     

锦鲤疱疹病毒ORF146基因的克隆、表达及免疫原性的研究

以KHV-CJ株为模板克隆了锦鲤疱疹病毒ORF146基因,并构建重组质粒PET32aORF146,用IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测获得含his标签大小为57.4 k Da的蛋白条带。蛋白纯化浓缩后免疫小鼠,不同天数采血收集血清,用间接ELISA检测抗体水平。结果显示:注射表达蛋白的小鼠血液中可检测到KHV的特异性抗体,21 d左右抗体水平达到最大值,为研究有效预防锦鲤疱疹病毒(KHV)的疫苗提供了参考数据。     

基于RNA-Seqs的乌苏里貉agouti基因结构特征预测及分子进化分析

为了进一步分析agouti基因的分子结构特征,利用生物信息学方法对RNA-Seqs试验获得乌苏里貉agouti基因的完整编码区序列的碱基组成及其编码蛋白的结构特征进行了预测和分析,并采用非对组算数平均法（UPGMA）法构建系统发育树。结果表明,获得的乌苏里貉agouti基因cDNA长度为530 bp,含396 bp开放阅读框（ORF）,编码131个氨基酸。预测乌苏里貉agouti蛋白分子质量为14.41 ku,等电点（pI）为9.68,为不稳定疏水性蛋白;含有11个磷酸化位点、1个糖基化位点和1个长达24个氨基酸的信号肽;预测发现无规则卷曲为其主要二级结构。系统进化树结果显示乌苏里貉与赤狐、家犬遗传距离最近,这与传统的动物分类学一致。通过对乌苏里貉agouti基因分子结构特征的分析,为揭示其影响毛色多样性的分子遗传学机制提供理论依据。     

鸭瘟病毒CHv株UL34基因的克隆及分子特性分析

通过生物信息学分析、斑点杂交实验、克隆和测序证实了本实验室构建鸭瘟病毒(Duck plague virus,DPV)CHv株基因文库时新分离的基因(GenBank登录号EF643562)为DPV UL34基因,进一步运用有关分子生物学软件对该基因进行了分子特性分析。结果表明,该基因大小为831bp,编码276个氨基酸的多肽,含有疱疹病毒UL34类似蛋白家族保守区。系统进化树分析显示,其与α疱疹病毒亚科中马立克病毒属的GaHV-2,GaHV-3,MeHV-1,EHV-1和水痘病毒属的CeHV-9,HHV-3的亲缘关系最近,揭示DPV-CHv株应该被划为α疱疹病毒亚科中的单独一类。该编码蛋白在252～274位氨基酸有一个明显的跨膜区,C末端有一微体靶向序列(ARL),但无信号肽;含有4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,3个蛋白激酶C磷酸化位点,5个N-豆蔻酰化位点和1个N-糖基化位点;亚细胞定位主要位于细胞核;密码子偏爱性分析显示其偏爱的密码子第3位碱基多以A和T结尾,属于低表达基因;不同密码子使用频率与酵母、大肠杆菌和人的密码子使用频率比较表明,其与大肠杆菌和酵母较接近,与人差异较大。该分析结果揭示DPV UL34基因为一C端锚定的Ⅱ型膜蛋白基因,体外表达选择大肠杆菌和酵母表达系统较为合适,同时该结果也为进一步开展DPV UL34基因的生物学功能研究具有一定的参考作用。     

猪圆环病毒2型GZ-RH1株基因组遗传特征分析

为对猪圆环病毒iDNA新型疫苗、基因组遗传变异以及基因组结构与功能等研究提供科学依据,运用相关生物信息学软件对猪圆环病毒2型(PCV2)贵州仁怀分离株(GZ-RH1)的基因组遗传特征进行了分析。结果表明,PCV2GZ-RH1株基因组结构与pmws(AF027217)株相比存在较大差异,其ORF2基因的第696位因碱基T的缺失而导致移码突变,致使其缺失了ORF8和ORF11,ORF5和ORF10终止密码子提前,其他ORF相对较为保守。PCV2GZRH1株各编码蛋白中除了ORF4和ORF9外,其余都属于亲水性蛋白,且ORF9含有1段信号肽序列。在ORF1和ORF2编码蛋白的磷酸化位点中,ORF1相对较为保守,而ORF2变异较大。ORF1~3所编码的蛋白除均具有各自的蛋白质家族域外,还预测到一些可能具有特殊功能的结构域,如ORF1编码蛋白的NACHT结构域和ORF2编码蛋白的精氨酸富集区。ORF2编码氨基酸位点熵值分析表明,ORF2蛋白氨基酸序列中包含2个高变区,即第53~91位和185~215位。通过构建进化树显示,GZ-RH1分离株系PCV2b亚型。对GZ-RH1株的密码子偏爱性分析表明,相对于大肠杆菌和酵母而言,昆虫细胞更适合于PCV2ORF2基因的体外表达。     

鸭坦布苏病毒E基因的分子特性分析

为给鸭坦布苏病毒（duck tembusu virus,DTMUV）囊膜糖蛋白选择良好的抗原域和宿主表达系统提供参考依据,本研究通过选取DTMUV QD株基因文库中的一个重组质粒并测序,结合NCBI的ORF Finder和BLAST工具发现一个全长为1488 bp完整开放阅读框架（Open Reading Frame,ORF）片段。将该ORF编码蛋白通过NCBI的BLASTP分析和DNAstar进化树分析,确定该蛋白与类黄病毒E基因编码的蛋白具有较高的相似性。随后应用生物信息学分析工具Conserved Domains确定保守结构域、运用SignalP4.1预测信号肽、TMHMM 2.0预测跨膜区。应用在线程序NetNGlyc1.0预测糖基化位点,NetPhos2.0预测磷酸化位点、ProtScale进行疏水性分析。最后运用在线EMBOSS和自动蛋白同源建模数据库进行3D结构预测以及密码子偏爱性分析。结果表明,E蛋白与其它黄病毒衣壳蛋白具有相似的功能,没有信号肽切割位点,在451-468和475-492aa区域含有跨膜区,为相对低表达基因,含有较多种类的稀有密码子,与人密码子使用频率较为接近。这为进一步研究DTMUV E基因的体外表达和宿主选择提供了分子生物学依据。     

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。     

大熊猫源轮状病毒CH-1株VP3基因的克隆与生物信息学分析

为了研究大熊猫轮状病毒VP3基因,为以后研究此基因的生物学功能、建立该病毒的检测方法以及研制新型大熊猫轮状病毒基因疫苗奠定基础,试验采用MA-104细胞培养增殖大熊猫轮状病毒CH-1株,提取总RNA,运用RT-PCR扩增外衣壳蛋白VP3基因,将其与p MD19-T Simple载体连接并转化DH5α,经PCR扩增和测序分析进行鉴定,用生物信息学软件预测其功能,并构建系统进化树。结果表明:成功获得大熊猫轮状病毒VP3蛋白基因,长为2 591 bp,包含1个2 508 bp的开放阅读框,编码835个氨基酸,测序结果在Gen Bank中的登录号为HQ641295。VP3蛋白基因编码产物分子质量为97 937.91 u,最大疏水指数为2.256,最小疏水指数为-3.000;无信号肽序列;无跨膜结构;在线预测VP3有37个抗原表位;预测其可能包含10个N-糖基化位点,1个c AMP-c GMP独立蛋白激酶磷酸化位点,20个蛋白激酶C磷酸化作用位点,18个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化作用位点,1个酪氨酸激酶磷酸化作用位点,5个N-豆蔻酰化位点。大熊猫轮状病毒的VP3基因与猪轮状病毒VP3基因的进化距离最近。     

猪圆环病毒2型GD株ORF2基因重组腺病毒的构建及其表达

根据PCV2ORF2基因的序列设计两条引物从PCV2的PK15细胞培养物中扩增出ORF2基因(702 bp).将此基因片段克隆入pMD 18-T载体,经酶切、测序鉴定筛选出重组质粒pMD-ORF2.将PCV2 ORF2基因克隆入pAdeasy腺病毒载体系统的穿梭质粒pAdTrack-CMV中,获得重组穿梭质粒pAdTrack-CMV-ORF2,将重组质粒与腺病毒骨架载体共转化大肠杆菌BJ5183,通过细菌内同源重组获得重组腺病毒质粒pAdCMV-ORF2,然后用PacⅠ线性化后转染293细胞,在293细胞内包装出重组腺病毒.通过荧光显微镜观察、PCR检测和Western blot检测证明PCV2 ORF2基因在293细胞内获得表达,ORF2多肽具有良好的免疫原性.     

云南高致病性PRRSV Nsp2和ORF5基因变异分析

为研究云南省高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)变异特征,采用RT-PCR对云南省2007年-2008年采集的56份猪组织样品中PRRSV Nsp2、ORF5基因进行检测,获得阳性样品12份,选择6份代表性样品将其PCR产物纯化后,克隆至pMD18-T载体后测序,并与已知代表毒株进行序列比对及系统发育分析。分离株Nsp2基因核苷酸及氨基酸序列同源性分别为94.9%～97.2%和91.4%～95.7%,其中1份样品(07YNMG)在486位～489位氨基酸发生了缺失。在系统进化树上可将其划分为4个亚组群,分离株分别与广东、贵州、浙江、山东等地分离毒株遗传关系密切。ORF5基因核苷酸与氨基酸序列同源性分别为97.8%～99.5%和97.0%～99.5%。氨基酸序列未发现缺失,仅个别位点发生点突变。系统进化树分析表明,分离株与浙江、贵州、广东、云南株亲缘关系较近,而与国内疫苗株以及PRRSV经典代表毒株CH-1a距离较远。     

马动脉炎病毒N蛋白基因GST融合表达载体的构建及表达

采用RT-PCR方法扩增出马动脉炎病毒核衣壳蛋白基因0RF7,并将其克隆到pMDl8-T载体,构建成重组质粒pMDl8-N,在上海生物工程公司测序。结果表明,所克隆的核衣壳蛋白基因序列与EAVNC-002532株的同源性为99％。表明0RF7是EAV基因组内的保守序列,将0RF7亚克隆到原核表达载体pGEX-6P-1中,构建成重组质粒pGEX-6P-N,用pGEX-6P-N转化表达菌株BL21（DE3）,诱导表达后SDS-PAGE和Westernblotting分析表明,克隆在谷胱苷肽硫转移酶（GST）下游的核衣壳蛋白基因与GST获得了高效融合表达,表达的融合蛋白GST-N分子质量约为40ku,为马动脉炎病毒病血清学诊断方法的建立奠定了基础。     

水牛TLR4 cDNA全长的克隆及其生物信息学分析

本研究利用RT-PCR方法分段克隆水牛TLR4 cDNA后拼接成全长,并克隆于pMD20-T载体中,同时运用生物信息学软件对其核苷酸序列及编码蛋白质的结构进行分析和预测。结果表明,克隆的TLR4 cDNA ORF全长2526 bp,共编码841个氨基酸,N端具有由25个氨基酸组成的信号肽,该蛋白预测的分子质量为95.98 ku,等电点为6.37;水牛TLR4与GenBank中登录的水牛TLR4(DQ857349)核苷酸序列同源性达99.01%,与黄牛、绵羊、野猪、马、人和黑猩猩的同源性超过80%,与小鼠和狗的同源性次之,分别为72.17%和61.30%,与鸡的最低,仅为53.94%;该蛋白是由胞外区(1-634位氨基酸)、跨膜区(635-657位氨基酸)和胞内区(658-841位氨基酸)3部分构成的跨膜蛋白,胞外区含有12个LRR串联重复结构域、胞内区具有TIR结构域。本试验成功克隆了水牛TLR4 cDNA全长,并获得了核苷酸及其蛋白质的生物信息学分析数据,为进一步研究其功能奠定了基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒FS株Nsp9基因的克隆与序列分析

为了对猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）Nsp9基因的功能进行预测,利用RT-PCR法从细胞毒中扩增PRRSV FS株的Nsp9基因,并将其克隆至pMD18-T载体上,测序得到Nsp9基因序列,利用多种生物信息学软件分析Nsp9序列生物学信息。结果显示,Nsp9基因全长1 929 bp,目的基因的蛋白分子质量为70.5 ku,pI为7.78,表明该蛋白不稳定;抗原性分析显示,Nsp9基因存在多个抗原位点,柔韧性较好,多处位点的亲水性较强,适合作为单抗制备的表位;同种亚型不同毒株的Nsp9基因氨基酸同源性为96.9%～98.9%,这表明Nsp9基因高度保守,可进一步作为检测靶蛋白用于猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）的诊断与疫苗免疫;亚细胞定位预测该基因可能定位于细胞质中,而不是细胞核内;同源建模预测三级结构结果显示,三维结构呈右手型,具有3个亚结构域,没有信号肽。此外,亲本株Nsp9基因与疫苗株Nsp9基因存在多个氨基酸的突变,这些氨基酸的插入与缺失是否与病毒的聚合酶活性和毒力有关还需要进一步试验验证。     

Cloning and Sequence Analysis of Nsp9 Gene of Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus FS Strain

In order to evaluate the function of Nsp9 gene,the target gene of porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) FS strain was amplificated and sequenced after being cloned into the pMD18-T vector.The physical and chemical properties,homology,hydrophilicity,surface probability plot,antigenic index,secondary structure and subcellular localization were predicted by various softwares.The results showed that the length of Nsp9 was 1 929 bp,its predicted molecular weight was 70.5 ku and pI was 7.78,and it was unstable protein.There were many antigen sites,and the flexibility and hydrophilicity of Nsp9 were ideal.The study showed that Nsp9 possessed potential antigenicity,and it fits for preparation of monoclonal antibodies.The results of subcellular location showed that it might exist in the cytoplasm.Nsp9 of FS strain shared 96.9% to 98.9% amino acid homology with other strains of the some hypotype.Some amino acid mutations were found between the parent strains and vaccine strains,and insertions and deletions could be found among the European strains and the American strains.Whether these insertions and deletions correlate with the virulence and polymerase needed further research.     

鸽圆环病毒浙江株△Cap基因的克隆与原核表达

根据已发表的鸽圆环病毒(PiCV)序列,在V1ORF保守序列部位设计引物(目的片段长度为629bp),对浙江某鸽养殖场的病料进行PCR扩增检测,获得阳性样品;应用设计的删除核定位信号外壳蛋白基因(△Cap)的引物,扩增获得680bp的△Cap基因,克隆于pMD18-T载体,进行测序;将△Cap基因亚克隆到原核表达载体pET-28a进行融合表达,SDS-PAGE电泳检测发现,△Cap融合蛋白经IPTG诱导后在大肠杆菌中以包涵体形式表达,目的蛋白表达量占菌体总蛋白的22.1%。     

口蹄疫病毒OH株结构蛋白基因VP1的克隆与表达

采用RT—PCR方法扩增获得了O型口蹄疫病毒的主要免疫原VP1基因，将其插入pMDl8-T载体进行序列分析，结果表明，所获得的基因片段含有完整的FMDV结构蛋白VP1编码区。根据表达载体pQE-Trisystem的克隆位点序列和该VPl基因片段的末端序列设计了1对表达引物，以重组pMD-T—VP1阳性质粒为模板，扩增获得了VP1基因，通过酶切将其克隆至表达载体pQE—Trisystem上。经测序证实，重组表达质粒所含的外源基因VP1编码框正确无误。将重组表达质粒pQE—VP1转化至大肠埃希氏菌M15，通过IPTG诱导促使VP1基因高效表达，SDS—PAGE和Western—blot分析表明，表达产物大小与预期的结果（26ku）一致，且具有良好的反应原性。以2mmol／LIPTG诱导表达5h时表达量最高，其中70％～80％的目的蛋白存在于菌体裂解后的上清中，表明外源基因VP1主要以可溶性方式表达。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒贵州PT分离株Nsp2基因克隆及序列变异分析

为了解猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)贵州PT分离株Nsp2基因序列特征,选择PRRSV JXA1株Nsp2基因保守区域设计并合成特异性引物,用RT-PCR方法扩增出PRRSV贵州PT分离株Nsp2基因片段,克隆至pMD18-T载体并测序,应用DNAStar、PSORTⅡ、TMHMM、MLRC等软件对Nsp2序列的理化参数、同源性、亲水性、表面可及性、抗原性和亚细胞定位等进行分析和预测。结果显示,该基因cDNA长588 bp,蛋白理论分子质量为21.5674 ku,理论pI值为5.02,为不稳定蛋白,具有良好的形成抗原表位的条件。亚细胞定位结果表明该蛋白极有可能位于细胞核,其Nsp2基因与所选18个毒株相应片段的同源性为80.0%~99.8%。预测Nsp2蛋白具有良好的抗原性,在PRRSV的流行过程中,Nsp2基因不断发生遗传变异,产生新的变异序列。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5基因的亚克隆及原核表达

本研究从河北省保定地区6份疑似感染猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)病猪的肺脏中,通过RT-PCR获得PRRSV GP5蛋白完整的基因片段,克隆至pMD18-T载体。经测序鉴定正确后,再设计一对引物从重组载体pMD18-T-GP5中扩增出缺失了N端30个氨基酸残基的dGP5的编码序列dORF5,克隆至原核表达载体pGEX-6p-1,构建原核重组质粒(pGEX-6p-dGP5),转化至E.coli BL21感受态细胞。经IPTG诱导后,SDS-PAGE电泳可检测到分子质量为40ku的目的蛋白。经Western blot分析表明,该蛋白与PRRS阳性血清具有良好的免疫反应性,为进一步研究PRRS新型基因工程疫苗和诊断试剂奠定了基础。