茶树β-葡萄糖苷酶cDNA克隆和原核表达

摘要：对与萜烯类香气前体及与抗病虫害有密切关系的茶树(Camellia sinensis ) β-葡萄糖苷酶cDNA进行克隆和原核表达。结果表明，该酶cDNA全长序列为1 475 bp(GenBank登录号为AF537127)，与其它植物同源性为40%～60%。α-螺旋构象14.33%、β-折叠构象25.43%，存在多个氨基酸功能结构域。利用pET-32a表达载体构建的重组质粒，转化到大肠杆菌(Escherichia coli )菌株BL21zztrxB（DE3）中，诱导产生63 kD的融合蛋白，表达产物具有正常的生物学活性，能催化葡萄糖苷键的水解反应；诱导表达结果显示，主要在细胞质中以可溶性蛋白形式进行表达。     

山药PAL基因全长cDNA序列的克隆、表达与分析

为了阐明苯丙氨酸解氨酶(PAL,EC4.3.1.5)基因在山药地下块茎酚类物质积累过程中的分子机理,本研究运用普通PCR、RACE和TAIL-PCR技术从大薯(Dioscorea alataL.)’Zixiao’地下块茎中克隆到同一个PAL基因的3个片段,即长度分别为1 145bp、1 151bp和424bp的中间片段、3’端和5’端的cDNA序列;将3段cDNA序列拼接后获得大小为2 376bp的PAL基因全长cDNA序列,该序列含有一个1986bp的最大开放阅读框(ORF),一个28bp的5’端非翻译区,一个362bp含25 nt的Poly(A+)尾的3’端非翻译区,最大ORF可推测编码一个包括PAL酶活性中心的特征序列(GTITASGDLVPLSYIA)在内的661个氨基酸的多肽,分子量为71.974kDa,等电点6.310;大薯地下块茎的PAL基因分别在核苷酸与氨基酸水平上和GenBank中所选已知其他物种的同源性为73%~77%和76%~82%,说明PAL基因在系统进化上相对保守;RT-PCR分析表明该基因仅在地下块茎中表达,而且表达丰度在收获前逐渐降低。     

草鱼过氧化氢酶全长cDNA的克隆、序列同源分析与组织表达

过氧化氢酶（catalase,CAT）是生物体内抗氧化防御系统的关键酶之一,在清除过氧化氢而避免机体产生氧化应激的过程中起重要作用。本研究从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肝胰脏中克隆了CAT完整编码序列（complete coding sequence,CDS）。该CAT序列（GenBank登陆号：FJ560431）全长2263bp,包括完全开放阅读框（ORF）1575bp、5＇非编码区（UTR）118bp和3＇UTR570bp。其ORF编码525个氨基酸残基,理论分子量为59.59kD,等电点为7.02。在草鱼CAT cDNA的终止密码子附近,其3＇UTR具有长且完整的AC重复序列,与斑马鱼、鲢鱼及啮齿类动物CAT的3＇UTR AC重复序列相似。序列比较表明,草鱼CAT的核苷酸及推测氨基酸序列与其它多种物种的一致性均较高,其一致性分别为93.4%～43.0%和98.1%～63.3%。同时,草鱼CAT cDNA的推测氨基酸序列具有与其它动物高度保守的特征性基序,包括亚铁血红素结合信号序列＂RLFSYPDTH＂、酶活性中心序列＂FDRERIPERVVHAKGA＂及3个催化位点残基His74、Asn147和Tyr357。此外,草鱼CAT还具有保守的亚铁血红素结合口袋与NADPH结合位点。根据草鱼CAT基因的上述特征,推测其属于CAT基因家族中的单功能或典型CAT基因亚群。采用实时荧光定量PCR（Q-PCR）检测草鱼CAT的组织表达特征。结果显示,草鱼CATmRNA在所检测的11种组织器官中均有表达,其中在肝中表达水平量较高,在红肌、白肌和脂肪中表达量较低。本研究结果将有助于进一步探讨鱼类CAT基因的结构与功能,并为研究其抗氧化分子机理奠定基础。     

小白鼠乳铁蛋白基因cDNA克隆及序列分析

乳铁蛋白(LF)是哺乳动物母乳中含量丰富的一种天然铁结合蛋白，广泛分布于具有分泌功能的组织及其分泌物中。许多研究表明，LF可以抵御细菌病毒的侵染并调节机体免疫功能，成为母畜乳腺和仔畜胃肠道的一种防御屏障；能够促进肠道细胞对铁离子的吸收和利用；另外还有关于LF可以抗氧化和促进肠道有益菌群生长的报道。     

GDA2基因的克隆、原核表达与融合蛋白的纯化

摘要：GDA2（G2 pea dark accumulated gene）是与G2豌豆（Pisum sativum L.）短日照条件下不衰老现象紧密相关的基因之一。实验用cDNA差示分析法（representational difference analysis, RDA）得到一个短日照下特异表达的G2豌豆cDNA，并命名为 GDA2。核酸序列分析表明，该cDNA全长1 120 bp，最大的开放阅读框为642 bp，编码一个由213个氨基酸构成的分子量约为24 kD的蛋白质，与GDA1的同源性为36%。在GDA2的cDNA两端分别引入Bgl Ⅱ与XhoⅠ的酶切位点，用PCR方法将其克隆到原核表达载体pGEX-4T-1中，经过酶切筛选和测序鉴定，得到所需的表达载体pGEX-GDA2。将pGEX-GDA2导入E.coli BL21菌株，经IPTG诱导，得到分子量约51 kD的 GST-GDA2融合蛋白，并利用Glutathione Sepharose 4B亲和柱对该融合蛋白加以纯化。GDA2-GST融合蛋白的表达和纯化工作，为深入研究GDA2蛋白的结构与功能以及该基因同衰老的关系打下良好的基础。     

水稻草矮病毒基因组vRNA3 NS3基因的克隆、序列分析及原核表达

摘要: 根据RGSV(rice grassy stunt virus )-IR分离物的RNA3序列设计引物，采用RT-PCR技术扩增出RGSV-SX分离物的NS3基因，并进行序列测定及原核表达。结果表明，NS3基因由588个核苷酸组成，编码22.9 kD蛋白。构建了可在E. coli DH5α中表达的质粒pGTNS3，经IPTG诱导，SDS-PAGE分离纯化得到分子量为49.0 kD的GST-NS3融合蛋白，并制备抗血清。应用Western blot 分析寄主水稻(Oryza sativa)和介体昆虫体内NS3基因表达产物，仅在感病水稻植株中检测到NS3蛋白，而在提纯病毒、介体昆虫体内则未检测到。     

加州鲈卵泡抑素cDNA的克隆、分析和原核表达

卵泡抑素是TGF-β超家族中一些成员的抑制蛋白，具有促肌肉生长的作用。采用RT-PCR和RACE技术从加州鲈成鱼卵巢总RNA中扩增得到卵泡抑素cDNA，序列分析结果表明，加州鲈卵泡抑素cDNA全长1444bp，包括开放阅读框966bp，5¢非编码区82bp，3¢非编码区359bp。该基因编码321个氨基酸，其中信号肽31个氨基酸，成熟肽290个氨基酸，成熟蛋白由四个功能区组成，分别为：N-domain、Domain Ⅰ、Domain Ⅱ和Domain Ⅲ，其中N-domain具有与TGF-β超家族中一些成员特异性结合的结构，可抑制这些蛋白发挥作用。将加州鲈卵泡抑素氨基酸序列与红鳍东方鲀、草鱼、斑马鱼、大西洋鲑和斑点叉尾鮰比较，同源性分别为97％、89％、88％、88％和70％，其中N-domain氨基酸序列的保守性更高一些，与红鳍东方鲀、草鱼、斑马鱼、大西洋鲑、斑点叉尾鮰、非洲爪蟾、人、猪、大鼠、鸡的相比较，同源性为75%～100％。为获得重组卵泡抑素蛋白，将成熟肽cDNA插入表达载体pET-32a(+)，转化大肠杆菌，IPTG诱导表达，SDS-PAGE检测，结果检测到一分子量约52kD的特异蛋白带，与预期大小一致，Western blot检测到表达产物表明成功获得了卵泡抑素的融合蛋白。加州鲈卵泡抑素cDNA序列和重组蛋白的获得为进一步研究鱼类卵泡抑素的促肌肉生长奠定了基础。     

茶树新梢cDNA克隆测序和表达序列标签(ESTs)特性分析

采用定向克隆法，构建了茶树(Camellia sinensis(L．)O．Kuntze)龙井43和安吉白茶等2个品种新梢cDNA文库。对龙井43cDNA文库共4320个克隆的序列进行了测定，获得有用序列2963个，其中空载体和去除载体后序列短于150bp有416个，重复的有863个，首批共获得1684个茶树ESTs。绝大部分ESTs的长度在300～700bp之间，平均为478bp。通过与NCBI等核酸数据库进行比对、查询和注释，获得已知功能基因或具推测功能的基因130多个(607个ESTs)，新的表达基因1077个，证明ESTs测序分析是一个发现和鉴定茶树功能基因的高效快速新途径。     

中国人白细胞介素-12 (hIL-12)cDNA克隆及序列分析

根据已发表的IL-12两个亚基P35 cDNA序列（NM-000882）与P40 cDNA序列（NM-002187）设计2对引物。以LPS刺激的人脐血淋巴细胞为材料，采用RT-PCR技术从总RNA扩增hIL-12基因，包括完整的前体蛋白编码序列。所得到的序列与GenBank中发表的一致，但与CLMF和NKSF序列有所差异。P35同CLMF相比，244aa密码子GAC（Asp）→GAT（Asp）、247aa密码子ACG（Thr）→ATG（Met）；与NKSF比较，44aa密码子GTC（Val）→GTG（Val）。P40同NKSF比较239aa密码子AAC（Asn）→AAG（Lys），291aa密码子ACC（Thr）→ACG（Thr）；P40同CLMF相比较，氨基酸与核苷酸序列完全一致。通过与不同物种氨基酸及核苷酸序列比较分析，P40亚基与其它动物的同源性80％以上，P35亚基与其它动物同源性在70％。     

甘薯多酚氧化酶cDNA的克隆及序列分析

植物多酚氧化酶（olyphenol oxidase,PPO)是一类核编码的铜金属酶，含有2个保守的铜结合区域（CuA和CuB)，N端和C端部分缺乏明显的同源性。根据植物PPO的结构特点，从2个保守的铜结合区域的氨基酸序列设计一对简并引物，扩增了甘薯（Ipomoea batatas L.) PPO保守区之间的cDNA片段，测序表明该片段含595bp，编码195个氨基酸，推导的氨基酸序列包含了植物PPO的2个保守的铜结合区域，与葡萄（Vitis vinifera)，番茄（Lycopersicon esculentum)马铃薯（Solanum tuberosum)和蚕豆（Vicia faba)PPO保守区的同源性分别为71．3％，80．8％，79．8％，70．6％。在此基础上设计引物通过3'RACE和5'RACE的方法获得了甘薯PPO cDNA的3'和5'端的片段。最后根据保守区的cDNA片段，3'RACD片段和5'RACE片段的序列信息进行拼接，推导出甘薯PPO cDNA的全部序列信息。结果表明：甘薯PPO cDNA全长含1984bp，有完整的阅读框，编码588个氨基酸。另外5'非翻译区16bp,3'非翻译区202bp，其中包括1个多聚腺苷酸化信号AATAAA，以及1个含17个腺苷酸的ploy(A)尾。由甘薯PPO cDNA推导的氨基酸邓列由葡萄，番茄，马铃薯和蚕豆PPO cDNA推导的氨基酸序列进行比较，它们之间存在较明显的同源性，同源性分别为49％，48％，47％和49％。     

水牛MyD88 cDNA的克隆与原核表达

采用RT-PCR方法从水牛外周血白细胞总RNA中扩增出髓样分化因子88（mydoid differentiation factor88,MyD88）cDNA序列,PCR产物分离纯化后,与pMD20-T载体连接,重组质粒经PCR、酶切鉴定后测序,并进行生物信息学分析;构建pET28a-MyD88表达载体,并将其转化至E.coli BL21（DE3）,经IPTG诱导表达后,进行SDS-PAGE、镍柱亲和层析纯化和Western blotting分析。结果显示,克隆到的水牛MyD88cDNA全长为1189bp,含有1个891bp的开放阅读框,编码296个氨基酸,理论等电点为5.65。经IPTG诱导表达后,得到一个带His·Tag的约39kD的重组融合蛋白。用抗His单克隆抗体进行Western blotting,得到1条约39kD特异性抗体结合带,表明水牛MyD88原核表达载体成功构建并表达。本研究为进一步开展水牛MyD88的结构功能分析奠定了基础。     

阴沟肠杆菌UW4菌株ACC脱氨酶基因的克隆、序列分析及原核表达

从阴沟肠杆菌(Enterobactercloacae)UW4菌株提取细菌总DNA,根据已报道的阴沟肠杆菌ACC脱氨酶(1-aminocy-clopropane-1-carboxylicaciddeaminase)基因序列设计简并引物,通过PCR扩增获得1条约1.02kb特异片段,把该片段连接到pGEM-Tvector上进行测序。序列分析结果表明,该基因编码区全长为1017bp,共编码338个氨基酸残基,与报道的序列相比仅存在8个核苷酸的差异,同源性达99.1%;将其翻译成氨基酸序列后发现,仅引起了4个氨基酸残基的变化,氨基酸同源性为98.2%。利用DNASIS软件对蛋白质二级结构进行分析比较,发现其蛋白质二级结构及其单元与报道的序列完全一致。将其插入原核表达载体pET-28b进行诱导表达,发现其表达蛋白在分子量约39kD处比对照多出一明显条带;经Westernblot分析检测,发现此带即为His-ACDS融合蛋白。     

马铃薯水通道蛋白基因cDNA克隆、序列分析及表达

以干旱胁迫处理的马铃薯(Solanum tuberosum L.)普通栽培种Gannongshu No.2叶片为材料,提取总RNA,采用RT-PCR方法,扩增出编码288aa序列的水通道蛋白基因StPIP1(Solanum tuberosum L.plasma membrane intrinsic protein gene)cDNA,GenBank登录号为DQ999080。用生物软件对StPIP1分析表明,StPIP1含有6个跨膜区,具有MIP家族的特征信号序列SGXHXNPAVT,还具有质膜水通道蛋白家族的特征信号序列GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VF/YN。聚类分析表明和其它14个物种PIP1类水通道蛋白同源性在92%以上,属于质膜水通道蛋白PIP1类。三级结构预测表明和菠菜(Spinacia oleracea)(2B5F)水通道蛋白结构相似,单体由5个短环相连的6个亲水的跨膜螺旋,N-末端、C-末端以及B、D环位于细胞内,A环、C环及E环在细胞外。构建以rd29A启动子和CaMV35S启动子驱动的StPIP1和GFP(绿色荧光蛋白)融合基因表达载体,用基因枪转化洋葱(Allium cepa)表皮进行瞬时表达,结果表明StPIP1表达受干旱胁迫的调节。     

水牛Follistatin cDNA克隆及序列分析

卵泡抑索（Follistatin,FS）可通过旁分泌和自分泌的方式抑制促卵泡素（FSH）的分泌,从而影响动物的繁殖机能。本研究拟通过分析水牛的FS cDNA序列来分析其繁殖性能低的可能原因。试验参照GenBank公布的奶牛的FS cDNA序列设计引物,通过RT-PCR技术扩增目的基因,再将其亚克隆到pMD-18T克隆载体进行测序。测序结果显示本试验成功获得了水牛的FS cDNA序列。同源性及进化树分析提示FS在哺乳动物进化上高度保守。研究发现两处氨基酸的突变,这可能影响FS正常的生物学功能发挥,从而影响水牛的繁殖机能。     

人Irisin基因的克隆、原核表达及重组蛋白的纯化

鸢尾素(Irisin)是新发现的一种肌肉因子,其前体是Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5(fibronectin typeⅢdomain-containing protein 5,FNDCS).为实现人(Homo sapiens) Irisin的原核表达,通过反转录PCR得到人肌肉组织总RNA的cDNA,并以特异性引物扩增得到人FNDC5基因的cDNA序列.以特异性引物扩增将人Irisin基因序列引入NdeⅠ和Xho Ⅰ酶切位点,经双酶切后插入原核表达载体pET-30a中,构建重组质粒并转化大肠杆菌(Escherichia coli) Rosetta (DE3) pLysS.通过异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(isopropylβ-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达,进行十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl dulfate polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE)检测,用镍柱纯化目的蛋白,并用Western blot方法鉴定.DNA序列分析结果显示,克隆的人Irisin基因序列和NCBI公布的序列一致,并成功构建了pET-30a-Irisin重组表达载体;SDS-PAGE电泳检测和Western blot结果表明,表达蛋白分子量约为14kD,与预期大小一致;实现了人Irisin的可溶性表达,得到了较高纯度的目的蛋白,为进一步研究人Irisin蛋白的结构、功能及应用提供了理论依据.     

狂犬病病毒3aG株核蛋白基因cDNA的克隆及序列分析

从狂犬病病毒感染的ＢＨＫ细胞裂解上清液中快速提取病毒ＲＮＡ,用反转录－聚合式反应（ＲＴ－ＰＣＲ）方法得到编码核蛋白完整结构基因的ｃＤＮＡ,进一步将此基因克隆入ｐＵＣ１８中,进行核苷酸序列分析,并与国外ＰＶ、ＣＶＳ、ＳＡＤＢ１９株以及国内５ａＧ株的Ｎ基因序列进行了同源性比较,证明所克隆Ｎ基因正确。     

稻瘟病菌发育cDNA文库构建与表达序列标签分析*

利用稻瘟病菌(Magnaporthegriesa)连续6个发育时期的材料构建了一个混合cDNA文库。文库滴度,重组率和插入片段长度等质量分析表明,构建的文库包含完整的稻瘟病菌基因,可用于病菌基因表达分析。利用该文库获得了7456条5′端表达序列标签(ESTs)(GenBank收录号:(CK909944￣CK913666和CK928583￣CK932582),生物信息分析表明:EST序列拼接出2975个假定独立转录本(TUTs),冗余度为60.1%;从cDNA文库中筛选出大量的低丰度表达基因,约占TUT总数的79.8%,说明在文库中基因组成类型的复杂性较高;在所有TUTs中,功能未知基因约占85.5%,编码ECM33蛋白和疏水蛋白等病菌致病相关的注释基因高丰度表达,进一步表明该cDNA文库反映了病菌侵染和发育过程中基因表达的状况。