刺五加GAPDH 基因全长cDNA 的克隆与生物信息学分析

采用cDNA末端RACE技术,从刺五加叶片中克隆到GAPDH基因cDNA的全长序列,并运用生物信息学方法对该基因的cDNA序列、保守区、氨基酸序列、亲缘关系等特征进行分析,并预测其编码蛋白质的结构和功能.研究结果表明,刺五加GA PGH基因的cDNA全长为1 437 bp,开放阅读框全长为1 023 bp,编码一个具有340个氨基酸残基的蛋白,蛋白分子质量为37.070 ku,理论等电点(pI)为7.71.刺五加GAPDH蛋白不存在跨膜结构域,定位于细胞质中,属于亲水蛋白.     

玉米转录因子基因ZmASR1的克隆及植物表达载体构建

为深入研究玉米转录因子基因ZmASR1的功能,提高玉米株系的产量和抗逆性,根据http://www.maizegdb.org/网站上公布的玉米自交系B73的ZmASR1序列和Cornejo发表的Ubiquitin启动子的序列,设计引物从玉米自交系B73的DNA序列中克隆了ZmASR1基因和Ubiquitin启动子,并对ZmASR1基因进行了生物信息学分析。序列分析结果表明,ZmASR1基因DNA全长为1 381 bp,包含1个长度为131 bp的内含子序列,存在1个完整的开放阅读框417bp,编码138个氨基酸。氨基酸序列分析表明其具有ASR家族典型的保守结构域ABA_WDS(abscisic acid/water deficit stress),氨基酸序列的N端有该家族成员所特有的依赖于Zn2+的DNA结合位点,而C端则有1个核定位信号,玉米的ZmASR1与单子叶植物的ZmASR1亲缘关系较近,而与双子叶植物的ZmASR1亲缘关系较远。并构建了同时带有该启动子和ZmASR1基因的植物表达载体。     

槟榔江水牛LALBA基因克隆及序列特征分析

【目的】α-乳清蛋白由LALBA基因编码,在乳糖合成中起着重要作用。近年在普通奶牛中发现该基因与泌乳性状关系密切,但在水牛中研究较少。为了揭示水牛LALBA基因的序列特征。【方法】本研究采用RT-PCR测序法对槟榔江水牛LALBA基因的编码区序列进行了克隆和生物信息学分析。【结果】槟榔江水牛LALBA基因的编码区全长429 bp,编码蛋白含142个氨基酸。其α-LA含有1个C型溶菌酶/乳蛋白家族结构域(AA20~138)和1个信号肽序列(AA19~20),无跨膜结构,是胞外分泌的亲水蛋白;其N末端疏水,C末端亲水;有4类功能活性位点。基于LALBA基因编码区序列的系统发育分析表明,槟榔江水牛与牛亚科物种聚在一起,揭示它们LALBA基因功能的相似性。在LALBA基因编码区共检测到5个SNP位点:c.63AG、c.107AG、c.147AG、c.249CT、c.291TC。这些变异位点全部处于Hardy-Weinberg不平衡状态,只有SNP107为异义替换,导致编码氨基酸由天冬氨酸变为甘氨酸。功能分析显示SNP107对槟榔江水牛α-LA功能没有影响。【结论】水牛LALBA基因的序列与其他牛科物种长度相同,其编码产物的结构、功能与其他牛科物种相似。本研究可为进一步研究LALBA基因在水牛泌乳过程中的作用机制奠定基础。     

马铃薯衰老相关基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆获得马铃薯衰老相关基因(StSAG)的cDNA序列,并对其进行生物信息学分析.结果表明,马铃薯衰老相关基因的cDNA序列全长1 062 bp,包含一个561 bp的开放阅读框,编码186个氨基酸;StSAG的等电点为7.20,为亲水叶绿体蛋白,无信号肽,有12个磷酸化位点,在N末端有一个较短的伸展肽段.StSAG与茄科植物烟草亲缘关系最近.     

梅花鹿Galectin-1基因克隆及生物信息学分析

本试验拟克隆梅花鹿半乳糖凝集素-1(Galectin-1)基因,并对其编码产物进行生物信息学预测分析。根据ncbi数据库中已发表的梅花鹿Galectin-1 mRNA序列,设计合成梅花鹿Galectin-1基因扩增引物。提取梅花鹿肝脏组织RNA,反转录为cDNA为模板,利用RT-PCR技术扩增梅花Galectin-1基因序列,并对其核苷酸和推导氨基酸序列进行遗传演化分析,结果显示,梅花鹿Galectin 1基因编码区为408 bp,编码135个氨基酸。Galectin-1编码蛋白理论分子量为14.69 kD,理论等电点为5.1,不稳定系数为14.87,推测该蛋白为稳定蛋白。脂肪系数为81.04,总平均亲水指数为-0.145。Galectin-1编码蛋白不含信号肽,无跨膜区;存在1个潜在的磷酸化位点不含O-和N-糖基化修饰位点;含有7个抗原决定簇区域,抗原倾向指数高。本试验成功克隆了梅花鹿Galectin-1基因,并对其进行了生物信息学分析预测,为深入研究Galectin-1编码蛋白的功能提供依据,进一步阐明了其生物功能。     

玉米邻甲基转移酶基因bx12-ZaC546的克隆及其生物信息学分析

邻甲基转移酶是与玉米抗虫性密切相关的苯并噁嗪类化合物生物合成中的关键酶之一,由bx12基因编码。为深入研究bx12基因的表达与调控机理,该研究从我国玉米自交系ZaC546中克隆出了含有目的基因bx12的目标DNA片段Zm3325-ZaC546。测序结果证明:从ZaC546基因组中分离的目标DNA序列长度为1 010bp,含有完整的开放阅读框(ORF)。与玉米基因组数据库上的参考序列相比,目标DNA序列在其ORF的内部,从起始密码子的第1个碱基开始,下游第204个碱基位置上存在1个碱基突变,由G突变为A,遗传密码由AAG变为AAA,但氨基酸不变,都编码赖氨酸(Lysine,K)。虽然,目标DNA序列在其ORF的下游,第883个碱基G发生缺失,第905个碱基由T突变为C,但因这2个突变位于ORF的下游,并不影响目的基因的编码活性。目标DNA序列Zm3325-ZaC546与参考序列的一致性为99.70%,阅读框序列的一致性为99.87%;而由目的基因编码的蛋白质氨基酸序列与参考序列的一致性为100%。生物信息学分析结果表明:本研究中克隆的基因所编码的邻甲基转移酶蛋白属于邻甲基转移酶基因超级家族2。该酶是一种多功能酶,具有2个大的结构域,一个位于N-末端一侧,具有甲基转移酶蛋白二聚化功能;另一个位于C-末端一侧,具有甲基转移酶功能和邻甲基转移酶功能。     

小麦DHAR基因的克隆及生物信息学分析

以电子克隆和RT-PCR克隆获得了1个小麦脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)基因,并对其编码的蛋白质序列进行了生物信息学分析.结果表明,该基因cDNA序列长1 187 bp,编码263个氨基酸,蛋白质分子量为28 908.2 Da,PI为6.84;具有GST-N家族和GST-C-DHAR结构域,分别属于硫氧还蛋白超家族和GST-C末端超家族;该蛋白序列无信号肽,是亲水性蛋白,定位于细胞质叶绿体中,二级结构中以无规则卷曲(40.30％)和α螺旋(37.64％)为主,并含有少量的片层结构(17.11％);该蛋白序列与大麦、二穗短柄草、玉米、水稻、拟南芥的同源蛋白序列相似性较高,其中与大麦胞质DHAR(BAJ97007.1)蛋白进化距离最近.     

小麦Ta-UBX1基因的电子克隆和生物信息学分析

用电子克隆方法获得了1个小麦U-box蛋白基因Ta-UBX1,采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、基本理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明:小麦Ta-UBX1基因全长2059 bp,具有完整的ORF编码框,编码553个氨基酸;在N端存在1个显著的UBX保守结构域,该蛋白序列不存在跨膜区或信号肽;生物信息学分析表明,在序列组成、高级结构及活性位点等方面,与其他禾本科植物的同类U-box蛋白具有高度的相似性。     

蓖麻RcSCP基因克隆与生物信息学分析

植物的丝氨酸羧肽酶(serine carboxypeptidases,简称SCP)是一类属于α/β水解酶家族的蛋白酶,在许多生化途径(包括次生代谢产物的生物合成、催化酰基转移、除草剂共轭、种子萌发相关蛋白质的降解过程)中起着重要作用。丝氨酸羧肽酶基因是植物的一种抗逆基因,在植物生长发育及抵抗逆境方面发挥着重要作用。蓖麻作为重要的油料作物,用途广泛。本研究利用c DNA末端快速克隆(RACE)方法克隆蓖麻Rc SCP基因的3'端、5'端片段,最后设计全长引物获得蓖麻Rc SCP全长序列,并对其进行生物信息学分析。结果表明,丝氨酸羧肽酶蛋白基因的c DNA完整开放阅读框序列为1 377 bp,推测它可编码458个氨基酸;蓖麻Rc SCP蛋白含有丝氨酸羧肽酶蛋白家族保守区,预测它定位于细胞质中。     

马尾松水通道蛋白PmPIP1基因克隆及在干旱胁迫下的表达分析

克隆马尾松Pinus massoniana水通道蛋白（AQP）,并对其生物信息学与干旱胁迫表达模式进行分析。采用逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）以及互补脱氧核糖核酸（cDNA）末端快速扩增（RACE）方法克隆马尾松水通道蛋白基因。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）分析其在干旱胁迫下的响应模式。结果克隆到一个马尾松水通道蛋白基因,命名为PmPIP1（GenBank登录号为KF582038）。此基因cDNA全长序列为1 301 bp,包括867 bp的完整开放阅读框,99 bp 的5末端非翻译区和335 bp 的3末端非翻译区。编码288个氨基酸残基,分子量为30.86 kD,等电点（pI）8.48。PmPIP1与菠菜Spinacia oleracea （2b5fA）水通道蛋白结构相似。PmPIP1含有6个跨膜区,具有膜内在蛋白（MIP）家族信号序列、高等植物高度保守序列HINPAVTFG和2个天门冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸（NPA）保守肽段。PmPIP1基因属质膜内在蛋白（PIPs）亚族,与挪威云杉Picea abies水通道蛋白基因亲缘关系最近,同源性达95%。RT-qPCR表明PmPIP1受干旱胁迫诱导表达。马尾松PmPIP1的克隆丰富了植物AQP基因的资料库,同时推测PmPIP1基因可能参与了马尾松干旱胁迫过程。图8表1参39     

羊口疮病毒重庆株F1L基因克隆与生物信息学分析

旨在分析OrfV-CQ株F1L基因的分子特点,预测其编码蛋白的生物学功能。对OrfV-CQ株F1L基因进行PCR扩增、克隆及序列测定,利用生物信息学相关软件进行序列分析并对其编码蛋白的二级结构、B细胞表位、T细胞表位、保守结构域、跨膜结构域和信号肽进行预测。结果表明,OrfV-CQ株F1L基因长1 023bp,编码340个氨基酸,与Shanxi株F1L基因的核苷酸和氨基酸同源性分别为98.4%和95.0%。OrfV-CQ株F1L基因编码蛋白的α-螺旋、β-片层、β-转角、无规则卷曲分别为11.21%、10.3%、2.73%、75.76%;可能存在5个B细胞优势抗原表位,3个CTL表位,4个Th细胞表位,无跨膜结构域和信号肽。     

禾谷镰刀菌甾醇14α脱甲基酶基因cDNA克隆及生物信息学分析

克隆获得禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)2个甾醇14α脱甲基酶CYP51蛋白(CYP51A、CYP51B)基因c DNA序列,明确其氨基酸序列典型特征,为研究蛋白质结构及其抗药性机制奠定基础。采用RT-PCR技术,克隆2个CYP51蛋白基因c DNA序列,利用相关生物信息软件对其序列进行生物信息学分析。结果克隆到2条c DNA序列,长度分别为1 524、1 581 bp,分别编码507、526个氨基酸;2个蛋白分子量分别为57.5、59.3 ku,等电点分别为6.93、7.08,不稳定系数分别为49.43、39.05;2个蛋白均含有细胞色素P450家族成员典型的保守结构域;不具有信号肽的属于非分泌性蛋白,具有跨膜结构域,是亲水性蛋白;蛋白质二级结构最主要的结构元件是α螺旋、无规则卷曲,并散布于整个蛋白中;亚细胞定位预测显示,CYP51A蛋白主要位于内质网及高尔基体等细胞器中,而CYP51B主要位于细胞质中。研究结果将为进一步研究CYP51蛋白生物学功能及其蛋白结构生物学提供参考。     

小麦Ta-UBXl基因的电子克隆和生物信息学分析

用电子克隆方法获得了1个小麦U - box蛋白基因Ta- UBXI,采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、基本理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析.结果表明:小麦Ta - UBXl基因全长2059 bp,具有完整的ORF编码框,编码553个氨基酸;在N端存在1个显著的UBX保守结构域,该蛋白序列不存在跨膜区或信号肽;生物信息学分析表明,在序列组成、高级结构及活性位点等方面,与其他禾本科植物的同类U - box蛋白具有高度的相似性.     

金银花黄酮合成酶LjFNS基因克隆及序列分析

采用染色体步移的方法,首次从金银花中克隆得到LjFNS的基因组全长序列,并根据基因特异性引物克隆得到LjFNS的编码序列(coding sequence,简称CDS)。LjFNS基因全长为1 701 bp,有2个内含子和3个外显子。编码序列长1 593 bp,编码530个氨基酸。序列同源性分析表明,金银花LjFNS基因编码的CDS序列与拟南芥LOC9307309基因CDS序列相似度达89%。生物信息学分析结果显示,LjFNS基因编码蛋白中含有亚铁血红素配合基结合位点,属于细胞色素P450家族,蛋白含有跨膜结构域。LjFNS基因表达实时荧光定量PCR(q PCR)分析结果显示,LjFNS在金银花中的表达具有组织特异性与时间特异性,在白花中的表达量最高,表明该基因的表达可能与花的发育紧密相关。     

天祝白牦牛MSTN基因编码区克隆及生物信息学分析

为探讨天祝白牦牛MSTN基因的分子结构特征,通过PCR扩增和测序技术以及生物信息学分析工具对天祝白牦牛MSTN基因进行克隆、测序及相关生物信息学分析。结果表明,天祝白牦牛MSTN基因编码区序列全长1 128 bp,编码375个氨基酸残基;天祝白牦牛MSTN基因编码蛋白分子量42.55 ku,理论等电点为6.14;生物信息学预测发现,天祝白牦牛MSTN蛋白是不稳定的亲水蛋白,mRNA二级结构的最小自由能为-1 135.16 k J·mol~(-1),蛋白质二、三级结构均是以无规卷曲和延伸链为主的混合型蛋白。天祝白牦牛MSTN基因的成功克隆为进一步研究牦牛MSTN的遗传特性和生理机制奠定了基础。     

莱茵衣藻CrPGP3 和CrFAT1 基因克隆及其序列分析与原核表达

克隆莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的CrPGP3和CrFAT1基因,并对其序列进行生物信息学分析和原核表达。选取莱茵衣藻CC124提取总RNA后,反转录c DNA,PCR获得CrPGP3和CrFAT1的全长编码区,构建原核表达载体CrPGP3-PGEX-6p-1和CrFAT1-PGEX-6p-1,转入大肠杆菌DL21(DE3)中,在37℃、1.0mmol/L IPTG诱导整合蛋白表达。结果表明,CrPGP3和CrFAT1的全长编码区分别为786 bp和1 188 bp,分别编码261和395个氨基酸;CrPGP3是与脂类合成相关磷脂酰甘油磷酸合成酶(Phosphatidylglycerophosphate synthase)属于CDP-alcohol phosphatidyltransferase家族,CrFAT1是酰基载体蛋白硫脂酶(Acyl-ACP thioesterase)属于hot dog家族;SDS-PAGE结果表明所表达蛋白与预期蛋白大小一致。本文成功克隆了CrPGP3和CrFAT1基因的全长编码区,并在原核生物中表达得到了预期蛋白。     

象草CCR基因的克隆与生物信息学分析(英文)

[目的]从能源植物象草中克隆出参与木质素生物合成的肉桂酰辅酶A还原酶基因(CCR)的cDNA序列及全长DNA序列,进而分析其序列特征。[方法]采用传统RT-PCR及RACE技术克隆象草CCR序列,并利用NCBI,ProtParam,ProtScale,TMHMM,TargetP,SignalP,Pfam20.0,Prosite,Swiss-Model和ClustalW2等在线分析程序以及DNAman,DNAstar和MEGA5软件对得到的序列进行生物信息学分析。[结果]克隆得到了象草CCR包含编码区和3’非翻译区的长为1316bp的cDNA序列以及包含5个外显子和4个内含子的全长为6133bp的DNA序列。通过生物信息学分析得知,象草CCR基因编码长为369个氨基酸的蛋白,该蛋白二级结构元件以无规则卷曲和α-螺旋为主,属于依赖NAD表异构酶/脱氢酶家族,其辅助因子结合区域和底物结合位点高度保守。[结论]成功从象草中克隆出肉桂酰辅酶A还原酶基因。它具有CCR同源基因典型的特征。获得的各种生物信息学数据为今后开展此酶的深入研究以及对象草的更好利用提供了一定的理论参考价值。     

山茶花翻译控制肿瘤蛋白CjTCTP基因的电子克隆及生物信息学分析

采用电子克隆方法从山茶花的EST数据库中获得了一条TCTP基因,并命名为CjTCTP,使用生物信息学方法对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、信号肽、亚细胞定位、高级结构及功能域和进化树等方面进行了预测和分析。结果表明:山茶花CjTCTP基因全长706bp,包含507bp的完整开放阅读框,编码168个氨基酸;编码蛋白含有TCTP1及TCTP2保守域,是TCTP superfamily家族;从信号肽的预测可知,该蛋白不存在信号肽,可能为可溶性蛋白;亚细胞定位显示其可能位于细胞质中;同源性分析表明,该蛋白序列与拟南芥、橡胶树、玉米等物种TCTP蛋白序列的相似度达80%以上。     

绵羊LDHAL6A基因的电子克隆与生物信息学预测

以人LDHAL6A基因的cDNA序列为探针,利用生物信息学方法,对绵羊LDHAL6A基因进行了电子克隆,并对推导出LDHAL6A基因编码的蛋白结构与性质进行了预测。结果表明：绵羊LDHAL6A基因的cDNA序列全长为1798bp,包括999 bp的编码区和149bp的5ˊ非翻译区（5ˊUTR）、650 bp的3ˊ非翻译区序列（3ˊUTR）,编码合成332个氨基酸的多肽;其编码蛋白属疏水性蛋白,不存在信号肽及跨膜结构,定位于内质网上;无规则卷曲、琢-螺旋是绵羊LDHAL6A蛋白主要的二级结构元件。绵羊LDHAL6A基因编码蛋白可能在精子生成过程中起重要作用。     

玉米Na~+/H~+逆向转运蛋白基因ZmSOS1的克隆与鉴定

[目的]克隆玉米Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,为研究此类基因在玉米非生物胁迫抗性机制中的功能奠定基础。[方法]采用电子克隆、RT—PCR、生物信息学方法,从玉米基因组中克隆1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,并鉴定该基因编码产物的跨膜结构预测以及在盐胁迫下的表达模式等信息。[结果]利用电子克隆方法,从玉米中克隆出1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1;Zm-SOS1基因的开放阅读框长3411bp,编码1136个氨基酸;序列分析表明,ZmSOS1蛋白与拟南芥和水稻同源物AtSOSl、OsSOS1的氨基酸序列一致性分别为61％和82％;RT—PCR分析表明,ZmSOS1基因的表达可以被盐胁迫诱导增强,表明其可能在玉米耐盐性上发挥功能。[结论]ZmSDS1是一个公认的质膜型Na^＋／A^＋逆向转运蛋白基因,并可能参与玉米的非生物胁迫反应。