藏绵羊溶菌酶1基因的克隆、原核表达及生物信息学分析

试验旨在研究藏绵羊溶菌酶(lysozyme,LZM)1基因在瘤胃、瓣胃、皱胃、气管、肝脏和肾脏各组织中的表达情况、进化关系及抑菌活性.采用RT-PCR技术克隆藏绵羊LZM1基因,定量PCR检测LZM1基因在瘤胃、瓣胃、皱胃、气管、肝脏和肾脏中的表达情况,并将该基因的氨基酸序列与普通牛胃LZM等氨基酸序列进行比对,根据邻位连接法构建系统进化树;将该基因插入pET-32a质粒后构建得到pET-32a-LZM1重组质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞并诱导表达,SDS-PAGE法鉴定表达产物;采用比浊法测定LZM1蛋白的活性;采用琼脂糖平板扩散法研究异源表达蛋白的抑菌活性.结果表明,从藏绵羊瘤胃、瓣胃、皱胃、气管、肝脏和肾脏各组织中成功克隆藏绵羊LZM1基因,其在瘤胃、瓣胃、皱胃、气管、肝脏和肾脏中均有表达,在皱胃中表达量最高;其氨基酸序列与普通牛胃LZM(GenBank登录号:NM_001080339.1)序列的同源性最高(96%);重组蛋白LZM1分子质量约为35 ku;其比活力约为400 U/mL;该重组LZM1对金黄色葡萄球具有良好的抑菌活性.     

金堂黑山羊TGFβR1基因克隆及表达分析

为了探讨金堂黑山羊转化生长因子β受体1(transforming growth factorβreceptor 1,TGFβR1)基因的基本特点,克隆了TGFβR1基因,并对其核酸序列及编码蛋白进行分析,同时采用qRT-PCR方法检测TGFβR1基因在金堂黑山羊7种组织/器官中的表达情况。结果表明:克隆获得TGFβR1基因的序列长度为1 715 bp(GenBank登录号为MK397779),其开放阅读框(ORF)长度为1 506 bp,共编码501个氨基酸;在同源性比较中,金堂黑山羊TGFβR1序列与西藏绒山羊的同源性最高,达99.9%;TGFβR1蛋白相对分子质量为55.9 ku,等电点为7.19,预测为亲水性蛋白,其二级结构主要为随机卷曲和α-螺旋,有5个O-糖基化位点、3个N-糖基化位点和50个磷酸化位点。组织表达分析显示TGFβR1基因在脾脏中表达量最高。说明TGFβR1基因可能参与了机体的免疫应答。     

鹌鹑β-防御素10基因的克隆与表达及其体内分布的检测

为测定鹌鹑β-防御素10 (AvBD10)体外抗菌活性及检测其在鹌鹑脏器组织的分布,本研究应用RT-PCR方法从鹌鹑肺脏组织中扩增到鹌鹑AvBD10,经序列同源性分析,鹌鹑AvBD10与鸡AvBD10的氨基酸序列同源性最高(83.8％).将该基因亚克隆到表达载体pGEX-6p-1中进行原核表达,SDS-PAGE电泳表明,鹌鹑AvBD10重组蛋白分子量约为31ku.该重组蛋白经纯化后测定其体外抗菌活性,结果显示,鹌鹑AvBD10重组蛋白具有广谱的抗菌活性.采用定量RT-PCR法检测到AvBD10在鹌鹑脏器组织中广泛表达.     

山羊STING的克隆及其在OFTu细胞的表达

为了解山羊干扰素刺激基因(stimulator of interferon genes,STING)及其编码蛋白的生物学信息,本试验采用RT-PCR法克隆了海南黑山羊STING基因并进行序列及其编码蛋白的分析,构建了pEGFP-N1-STING表达载体并转染至OFTu细胞进行了表达。结果表明STING基因的物种内同源性高、种间同源性低,编码蛋白由378个氨基酸组成,存在4个潜在跨膜区,含有1个信号肽;转染和Western blot试验证实,构建的表达载体可在OFTu细胞中成功表达。本试验为构建STING专性表达细胞系及深入研究其在山羊抗感染免疫的机制奠定了基础。     

柞蚕溶菌酶基因的克隆和序列分析

采用cDNA末端扩增(RACE)方法及简并引物克隆了柞蚕溶菌酶(Antheraea pernyilysozyme)基因(Gen-Bank登录号:DQ353869)。该基因cDNA序列全长675 bp,由3个外显子和2个内含子组成,其开放读码框(ORF)长420 bp,编码140个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码蛋白的1-20位氨基酸为信号肽序列,21-140位氨基酸为柞蚕溶菌酶成熟蛋白(分子质量14 kD,等电点8.46)。柞蚕溶菌酶氨基酸序列中含有c型溶菌酶分子所特有的活性中心Glu32、Asp50以及8个半胱氨酸残基,与鳞翅目昆虫溶菌酶的氨基酸序列同源性较高,属非钙结合型c型溶菌酶。柞蚕溶菌酶的模拟三级结构与印度柞蚕(Antheraea mylitta)溶菌酶的三级结构十分相似。     

山羊CXCR1基因的克隆及组织表达谱研究

为了探究山羊C-X-C趋化因子受体1(C-X-C motif chemokine receptor 1,CXCR1)基因的特点,试验以金堂黑山羊脾脏cDNA为模板克隆了CXCR1基因,借助生物信息学软件及在线软件分析序列,并采用实时荧光定量PCR方法检测CXCR1基因在金堂黑山羊脾脏、肺脏、肌肉、心脏和肠的5个组织中的相对表达量。结果表明:克隆得到的CXCR1基因序列全长为1 140 bp,完整CDS编码区长1 107 bp,共编码368个氨基酸;所得氨基酸序列与牛进行比对,两者同源性为96.8%;编码蛋白为带正电荷、具有疏水性的稳定蛋白;有7个跨膜结构和32个磷酸化位点,无信号肽;二级结构中α-螺旋比例最高,为54.35%;获得的三级结构模型与人的CXCR1蛋白(PDB:2lnl.1.A)同源性最高,为81.49%;氨基酸比对结果与系统进化树结果相近,金堂黑山羊与牛的亲缘关系最近;CXCR1基因主要表达于肌肉和心脏。说明CXCR1基因可能在山羊肌肉发育相关的信号通路中发挥作用。     

鸭疫里默氏杆菌血凝素基因的克隆、表达及其蛋白的定位分析

为研究鸭疫里默氏杆菌(R.anatipestifer)血凝素蛋白的功能,本实验克隆表达了鸭疫里默氏杆菌血凝素基因,并对其蛋白定位进行了分析。根据鸭疫里默氏杆菌CH3株血凝素基因序列设计一对特异性引物,采用PCR扩增不同血清型鸭疫里默氏杆菌的血凝素基因,进行序列测定与分析。结果表明其血凝素基因全长1 059 bp,编码352个氨基酸。不同血清型鸭疫里默氏杆菌血凝素间的氨基酸同源性为94.1%～100%,与黄杆菌3519-10株血凝素的氨基酸同源性为68.0%～68.9%。采用表达的血凝素蛋白免疫鼠血清和鸭抗鸭疫里默氏杆菌阳性血清对血凝素在细菌中的定位分析表明,鸭疫里默氏杆菌血凝素可能不是一种膜蛋白,而是存在于胞浆中的一种蛋白。     

金堂黑山羊IFN-γ基因克隆与组织表达分析

为了解γ干扰素(IFN-γ)基因在金堂黑山羊体内的表达情况,采用RT-PCR法克隆金堂黑山羊IFN-γ基因,用ExPASy网站对其蛋白质结构进行生物信息学分析,并构建系统发育进化树,最后采用荧光定量PCR法检测了IFN-γ基因在健康金堂黑山羊5个组织器官中的表达情况。结果表明:金堂黑山羊IFN-γ基因长580 bp,蛋白质编码区(CDS区)为519 bp,共编码172个氨基酸,氨基酸序列有13个磷酸化位点,在第39位和第106位有2个糖基化位点,三级结构以α-螺旋为主,中间均匀夹杂着无规则卷曲,金堂黑山羊IFN-γ是一种带正电荷的不稳定的亲水性蛋白质;金堂黑山羊与山羊、绵羊、野水牛IFN-γ基因的开放阅读框(ORF)序列同源性均为98%;实时荧光定量PCR检测到IFN-γ在健康金堂黑山羊各组织器官中表达量不同,在脾脏中的相对表达量最高,在心脏和肌肉中几乎没有表达。说明IFN-γ基因较为保守,可能参与山羊的免疫应答反应。     

Marc-145细胞PKR基因遗传分析与表达

旨在克隆Marc-145细胞蛋白激酶R(PKR)基因,对其进行遗传特性及表达研究。利用RT-PCR克隆获得Marc-145细胞PKR基因,并对其核苷酸序列及推导的氨基酸序列进行同源性与遗传进化分析;将该基因分别插入pEGFP-C1与pEGFP-N1多克隆位点,构建增强型绿色荧光蛋白(EGFP)融合真核重组质粒,转染HEK293细胞,通过荧光显微镜观察、Western blot检测EGFP标签,开展PKR融合表达研究。结果显示,成功克隆获得Marc-145细胞PKR基因,编码区为1 653 bp,推导编码550个氨基酸,与选取的灵长类及哺乳动物参考物种PKR基因核苷酸序列同源性在72.2%～99.8%之间,氨基酸序列同源性在55.4%～99.5%之间,与豚鼠及其供体物种非洲绿猴(Cercopithecus aethiops)同源性分别为最低、最高;成功构建了EGFP-PKR融合质粒,但荧光蛋白观察及Western blot检测表明,仅C端融合质粒成功表达。结果表明,成功克隆了Marc-145细胞PKR基因并进行了融合表达,为进一步开展猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)在感染细胞与细胞内...     

乐至黑山羊与藏山羊HSC70、HSP70.1和HSF1基因的mRNA表达差异分析

试验旨在利用qPCR技术对热休克同源蛋白(HSC70)、热休克蛋白70.1(HSP70.1)和热休克转录因子1(HSF1)基因在乐至黑山羊和藏山羊五个组织样中的表达量进行研究,以探讨热休克蛋白家族70 (HSP70)与山羊生态适应性的关系.结果表明,HSC70mRNA在藏山羊心脏中的表达量是乐至黑山羊中的4.5倍(P＜0.05),但在脑垂体中乐至黑山羊的表达量是藏山羊的3.7倍(P＜0.05),在卵巢、肝脏和子宫中两品种间无显著差异;HSF1 mRNA在藏山羊卵巢、心脏中的表达量分别是乐至黑山羊的7.9倍和3.1倍(P＜0.05),在肝脏和子宫中乐至黑山羊的表达量却分别是藏山羊的6.3倍和10.4倍(P＜0.05);HSP70.1 mRNA在乐至黑山羊脑垂体中的表达量是藏山羊的6.8倍(P＜0.05).说明HSC70、HSP70.1和HSF1基因的表达与山羊的生活环境及饲养方式有一定的关系.     

猪繁殖与呼吸综合征病毒变异株ORF6基因的克隆与原核表达研究

根据GenBank中美洲型猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的ORF6基因序列,设计合成一对特异性引物,应用RT-PCR方法扩增出PRRSV的ORF6基因(M基因)。将所扩增片段克隆入原核表达载体pET-32a(+),pET-ORF6重组质粒转化DH5a宿主菌后,经双酶切、PCR鉴定后挑选阳性克隆测序鉴定并对插入的ORF6基因序列进行分析。结果表明,ORF6基因的原核表达载体构建成功。ORF6基因推导的氨基酸与美洲型相应基因的同源性为96.0%～100%,与LV株的同源性为79.9%,系统进化树表明该PRRSV属于美洲型。将构建成功的重组质粒pET-ORF6转化BL21,诱导后经SDS-PAGE和Western-blot分析表明:克隆在HIS标签的膜基质蛋白基因与HIS获得了高效表达,表达的融合蛋白HIS-M分子量约为39kDa,并且有免疫学反应活性。     

柔嫩艾美耳球虫甘肃株钙调域蛋白激酶基因的克隆与表达

应用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术，从柔嫩艾美耳球虫甘肃株(E．tenella GS，Et GS)孢子化卵囊的子孢子中提取总RNA扩增得到鸡球虫子孢子表面抗原钙调域蛋白激酶(CDPK)基因。将Et GS CDPK基因与原核表达载体pGEX-6P1连接，构建了pGEX-CDPK原核表达质粒，并获得高效表达和纯化的CDPK融合蛋白，表达率达35．4％。序列分析表明：Et GS CDPK与文献报道的Et CDPK比较，共有5个核苷酸发生变异，核苷酸同源性为99．6％；有5个氨基酸发生变异，氨基酸同源性为98％。     

犬圆环病毒Cap蛋白的生物信息学分析及原核表达

犬圆环病毒(CanineCV)是近年被发现的圆环病毒属新成员,获取CaineCV Cap蛋白,为研究Cap蛋白的功能以及抗原表位奠定了基础。本研究以CaineCV GX2017株基因组作为模板,使用PCR方法扩增出Cap蛋白的基因序列,对其进行生物信息学分析,并克隆至pET-28a原,进行原核表达。结果表明:GX2017的N端2~26位氨基酸存在一个核定位信号,同时含有3个B细胞表位(aa7~aa14;aa150~aa174;aa233~aa253);第134位氨基酸为N-糖基化位点,第169和第238位氨基酸为O-型糖基化位点;进化分析表明,本研究的CanineCV Cap蛋白基因序列与欧美株同源性较低,且处在不同的分支;SDS-PAGE结果显示,重组Cap蛋白在E.coli BL21(DE3)中不能正确表达,切除了NLS的d(1-26)Cap蛋白能在E.coli BL21(DE3)中大量表达;Western blot 分析表明,该重组蛋白能与Anti-His 标签抗体发生特异性反应。本研究成功构建了pET-d(1-26)Cap重组原核表达质粒,并在大肠杆菌中获得高水平表达,为进一步制备Cap蛋白的抗体奠定了基础。     

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。     

抗蓖麻毒素单链抗体基因的构建及其在大肠杆菌中的表达

为构建和表达抗RT单链抗体(ScFv)蛋白,用RT-PCR方法从能分泌特异性抗RT单克隆抗体(McAb)的杂交瘤细胞中分离纯化抗体VH和VL基因。用重叠延伸PCR方法将VH和VL拼接在一起,构建抗RT-ScFv基因。将ScFv基因连接到pMAL-p2X表达载体,转化TB1表达菌。阳性克隆用IPTG诱导18h,Western blotting鉴定重组蛋白。结果表明,试验成功扩增出了ScFv基因,长度约为750bp。通过DNA序列测定和分析,构建出VL-(Gly4Ser)3-VH。其VH全长363bp,可编码121个氨基酸,VL全长324bp,可编码108个氨基酸。SDS-PAGE和Western blotting分析结果表明,抗RT-ScFv在TB1表达菌中获得高效表达,pMAL-p2X表达的ScFv加上同时融合表达的MBP标签分子质量约为75ku。本试验成功构建了pMAL-RT-ScFv表达载体,并获得了高效表达。     

猪胸膜肺炎放线杆菌ZY株TfbA基因的克隆及序列分析

对猪胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumon iae,App)生物I型ZY(App-1)株TfbA基因进行克隆和序列测定,结果表明:ZY株TfbA基因全长1 782 bp,编码594个氨基酸残基组成的多肽;对App ZY株与AP37(App-1)株、AP213(App-5)株和AP205(App-7)株的TfbA基因进行分析比较,结果表明三型TfbA的核苷酸的同源性分别为99.8%、74.4%和72.2%;氨基酸的同源性分别为99.7%、64.1%和58.6%。系统发育进化树分析结果表明,ZY株与AP37株的亲缘关系最近。分析组成TfbA蛋白N-端重叠的16聚体多肽发现了3个有转铁蛋白结合活性的区域,长度为13或14个氨基酸。第1和第3个区域在App-1、App-5、App-7型间变异较大,同源性很低,第2个区域在App-1型和App-5型两者之间同源性高,几乎相同。     

Antiviral activity of rChIFN-α against vesicular stomatitis virus and Newcastle disease virus: a novel recombinant chicken interferon-α showed high antiviral activity

The sequences of 27 chicken interferon-alpha (ChIFN-α) genes were obtained from GenBank. The gene sequences were compared and homology between them was determined by using a bio-software. On the basis of these results, a new rChIFN-α peptide sequence with 194 amino acids was assembled. Thereafter, on the basis of the new amino acid sequences and by using the most frequently occurring codes of Pichia pastoris, and a 582 bp gene sequence was formed. In order to amplify this non-templated gene, 16 primers were designed, and their gene sequences were synthesized, and amplified. This amplified gene sequence was cloned into the expression vector pPICZα-A to construct a recombination plasmid named pPICZ-rChIFN-α. Then, the recombination plasmid was induced to express the rChIFN-α protein. The results demonstrated that the recombinant plasmid pPICZ-rChIFN-α was successfully expressed in P. pastoris. Furthermore, rChIFN-α had a considerable antiviral activity against both Newcastle disease virus (NDV) and vesicular stomatitis virus (VSV). Therefore, this method of gene engineering could give direction to research on the key amino acids in the interferon or analogous proteins and enable the construction of proteins with high antiviral activity, which can be used both for research and industrial purposes.