陇东肉牛PON1基因结构与功能的生物信息学分析

为阐明陇东肉牛对氧磷酶1（paraoxonase 1,PON1）基因的结构与功能,本研究运用PCR扩增陇东肉牛PON1基因所有外显子序列并测序,通过Seqman软件完成序列拼接,结合生物信息学方法预测和分析其碱基组成、开放阅读框及编码蛋白的理化性质、原子组成、氨基酸残基数、亲水性和疏水性、分子质量、等电点、二级结构、高级结构等。结果显示,陇东肉牛PON1基因CDS区序列全长1 068 bp,编码355个氨基酸残基,其中数目最多的为亮氨酸（Leu）,数目最少的为半胱氨酸和色氨酸（Cys和Trp）。碱基组成中A+T含量（56.55%）高于G+C含量（43.26%）。与GenBank中牛PON1基因序列（登录号：EU289337）比对分析发现,在PON1基因外显子4、6、8、9中存在突变,但均未导致氨基酸发生变化,为同义突变。PON1蛋白的原子组成是C₁₈₁₀H₂₇₉₆N₄₅₄O₅₃₃S₁₂,分子质量为39.83 ku,理论等电点为5.24,为稳定的水溶性蛋白质。PON1蛋白二级结构中无规则卷曲、延展链、α-螺旋和β-转角分别由159、116、55和25个氨基酸构成,最终形成了以无规则卷曲和延展链为主的混合型。PON1蛋白的疏水性结果表明,第8位苏氨酸（Thr）疏水性最强（最高分值2.878）,第299位脯氨酸（Pro）亲水性最强（最低分值-2.222）。本试验结果为深入研究陇东肉牛PON1蛋白功能及探讨PON1基因突变对甘肃地方肉牛胴体、肉质性状的影响奠定基础。     

高羊茅SBP117基因生物信息学分析

为探讨硅结合蛋白(silica-binding protein 117,SBP117)基因的生物学功能,采用生物信息学方法从分子水平对其编码产物进行预测和分析。结果表明,SBP117基因CDS区共编码416个氨基酸残基,富含脯氨酸、甘氨酸、赖氨酸,且脯氨酸含量占总氨基酸总数的43.3%;其编码蛋白是一种不稳定类蛋白质,蛋白质分子质量为46 539.07,理论等电点为9.06;氨基酸亲水性/疏水性预测发现,SBP117基因编码氨基酸从40位之后均为亲水性氨基酸,为亲水性蛋白;二级结构中以无规则卷曲为主,且其比例高达占90.87%,三级结构预测发现主要由螺旋构成。本研究结果为硅结合蛋白在分子领域的进一步研究奠定了理论基础。     

副猪嗜血杆菌OMP5 基因的克隆及生物信息学分析

根据GenBank 上公布的副猪嗜血杆菌外膜蛋白OMP5 基因的核苷酸序列,设计1 对特异性引物,对贵州省HPS 分离株OMP5 基因进行扩增。结果表明所扩增的OMP5 基因的长度为1116 bp,与SH0165 株对应的核苷酸序列和氨基酸同源性均为100%。生物信息学分析结果表明,OMP5 基因所编码的外膜蛋白P5 的理论等电点pI为9.34,不稳定系数为20.44,推测其为稳定性蛋白;脂肪指数为83.94,总体平均亲水性为-0.172,推测该蛋白是一种亲水性蛋白;该蛋白含有丰富的α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲,无跨膜区,最前端的21 个N-末端氨基酸残基为信号肽序列并且主要为疏水性氨基酸,最佳切割位点在第21～22 个氨基酸之间;结构位点预测表明该蛋白含有多个不同的糖基化和磷酸化位点。     

副猪嗜血杆菌OMP5基因的克隆及生物信息学分析

根据GenBank上公布的副猪嗜血杆菌外膜蛋白OMP5基因的核苷酸序列,设计1对特异性引物,对贵州省HPS分离株OMP5基因进行扩增。结果表明所扩增的OIvIP5基因的长度为1116bp,与SH0165株对应的核苷酸序列和氨基酸同源性均为lOO％。生物信息学分析结果表明,OMP5基因所编码的外膜蛋白P5的理论等电点pl为9．34不稳定系数为20．44,推测其为稳定性蛋白;脂肪指数为83．94,总体平均亲水性为-0．172,推测该蛋白是一种亲水性蛋白;该蛋白含有丰富的α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲,无跨膜区,最前端的21个N-末端氨基酸残基为信号肽序列并且主要为疏水性氨基酸,最佳切割位点在第21～22个氨基酸之间;结构位点预测表明该蛋白含有多个不同的糖基化和磷酸化位点。     

猪MBL2基因序列特征分析

研究采用生物信息学方法分析了猪MBL2基因,进一步获得猪MBL2基因序列特征及编码蛋白的结构和功能,并且对CDS区里的编码蛋白的理化性质进行了预测。除此之外还对这些编码蛋白是亲水还是疏水、它们的糖基化位点、信号肽、二级结构以及三级结构进行了预测。实验结果表明,猪的MBL2基因的大小是723 bp,编码的氨基酸共有240个,蛋白质的相对分子质量为25 522.83 KDa,理论等电点PI为4.97。MBL2基因的二级结构是无规则的卷曲型,蛋白结构预测结果是一种可溶性蛋白,具有4个外显子;在第20-21位氨基酸之间存在信号肽,表现为亲水性。研究结果为进一步研究猪MBL2基因的功能提供了理论基础。     

草鱼NK-lysin基因生物信息学分析

试验利用生物信息学方法对草鱼NK-lysin的开放阅读框、理化性质、亲水性/疏水性、蛋白质二级结构、磷酸化位点/N-糖基化位点及跨膜区进行预测分析.结果 表明:草鱼NK-lysin编码121个氨基酸,等电点5.53,不稳定指数44.09,为不稳定蛋白;亲疏水性平均值0.361,属于疏水蛋白;二级结构以无规则卷曲为主,含...     

绵羊LBP基因序列的生物信息学分析

为了探究绵羊脂多糖结合蛋白(LBP)基因的分子特性,试验采用生物信息学方法对绵羊LBP基因及其编码蛋白的开放阅读框、理化性质、疏水性、信号肽、跨膜结构域、功能结构域、二级结构、三级结构、三级模型、互作关系、系统进化树进行了预测研究。结果表明:绵羊LBP基因的开放阅读框长度为1 445 bp,编码481个氨基酸,分子质量为53.481 ku,理论等电点为8.18,属于稳定的碱性蛋白;亲水性区域明显多于疏水性区域,LBP蛋白为亲水性蛋白;LBP蛋白可能含有的信号肽结构在1～25位氨基酸处,无跨膜结构;LBP基因属于BPI超家族,其具有BPI1和BPI2两个主结构域;α-螺旋和无规则卷曲是LBP蛋白二级结构的主要形式;三级结构预测结果与二级结构相符,可信度高;LBP蛋白与乙醇脱氢酶(ADhFE1)及白细胞介素-6(IL-6)等互作;绵羊LBP基因与黄牛进化距离最近,其亲缘关系较近。说明利用生物信息学方法分析绵羊LBP基因可初步揭示和验证绵羊LBP基因及其编码蛋白的结构和功能。     

副猪嗜血杆菌OmpP2基因的克隆及生物学信息分析

为了研究副猪嗜血杆菌外膜蛋白OmpP2基因的结构特征及编码蛋白的功能,根据GenBank中HPS OmpP2基因的DNA序列设计引物,以HPS血清13型江西分离株的基因组为DNA模板,利用PCR扩增OmpP2基因,并将其克隆到pMD18-T载体,进行测序及生物信息学分析。结果表明,此序列编码364个氨基酸,与GenBank上登录的OmpP2序列核苷酸同源性为98.7%~100%,其中与湖北F641株的同源性最高,达到100%;蛋白质的分子理论值为39.14ku,理论等电点为9.14;第1位~第20位氨基酸残基组成信号肽,属于分泌型蛋白;所编码的蛋白属于亲水性蛋白,二级结构以无规则卷曲为主。研究获得了HPS OmpP2基因,为今后研究此基因的生物学功能奠定了基础。     

准噶尔双峰驼DGAT1基因外显子8序列生物信息学分析

为了研究准噶尔双峰驼二酰基甘油酰基转移酶1(diacylgycerol acyltransferase 1, DGAT1)基因外显子8编码区的理化性质与结构,以及为寻找与双峰驼泌乳性状相关的分子遗传标记提供基础资料,试验对准噶尔双峰驼DGAT1基因外显子8进行PCR扩增,利用生物信息学方法对DGAT1蛋白结构、理化性质及信号肽、跨膜位置等进行分析,并比较了准噶尔双峰驼与其他物种DGAT1氨基酸序列的进化关系。结果表明：准噶尔双峰驼DGAT1基因外显子8扩增产物大小为421 bp,编码484个氨基酸,有1个保守域,位于62～468位氨基酸处。DGAT1蛋白属于亲水性蛋白,且为不稳定的非经典分泌蛋白。二级结构中,α-螺旋占48.35%,延伸链占14.46%,β-转角占4.13%,无规则卷曲占33.06%,存在9个蛋白跨膜结构区域。骆驼科的双峰驼、单峰驼和野骆驼的DGAT1蛋白独立成支,与牛DGAT1蛋白的分子进化距离相距较远。准噶尔双峰驼DGAT1基因外显子8序列及蛋白质结构与牛DGAT1蛋白卷曲方式、立体空间结构方面基本一致。说明DGAT1基因在物种间变异不大。     

牛ARRDC3和ARRDC4基因的克隆和生物信息学分析

旨在对克隆的牛ARRDC3和ARRDC4基因特性进行分析。以人ARRDC3和ARRDC4基因序列作探针,BLAST获得牛的表达序列标签(ESTs)序列,并设计引物利用RT-PCR方法从牛肩胛骨肌肉克隆c DNA序列,填充牛表达序列标签序列间的空缺,得到牛ARRDC3和ARRDC4基因。序列分析表明,牛ARRDC3基因编码区长1 245 bp,编码414个氨基酸;牛ARRDC4基因编码区长1 242 bp,编码413个氨基酸。氨基酸分析表明,ARRDC3蛋白主要分布在细胞质,不属于分泌蛋白;其磷酸化位点分布于丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)残基上;二级结构预测以无规则卷曲为主;保守结构域预测含一Arrestin_C功能结构域。ARRDC4蛋白主要分布在细胞质和微体,不属于分泌蛋白;其磷酸化位点分布于丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)残基上;二级结构以无规则卷曲为主;保守结构域预测含两段低复杂度序列和一Arrestin_C功能结构域。     

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。     

桑树HSP基因的生物信息学分析

本研究利用生物信息学对桑树的HSP基因氨基酸序列进行分析。结果表明：HSP基因位于真核生物细胞质中，基因序列有7条开放阅读框，氨基酸序列中有353个氨基酸，分子式为C_(1017)H_(1626)N_(296)O_(295)S_5。属于稳定蛋白。氨基酸序列具有亲水性，存在信号肽。HSP的结构以无规则卷曲为最主要方式。GO功能分为三类，序列中分布着14个蛋白结合位点。桑树与木豆、花生、雷公藤等的HSP氨基酸序列有同源性。     

家兔Corin蛋白的生物信息学分析

应用生物信息学工具分析家兔Corin蛋白质序列,包括理化性质分析、疏水性分析、跨膜区分析、Coil区分析、亚细胞定位以及空间结构的预测。家兔的Corin基因CDS编码1 011个氨基酸残基,分子质量112 425D,其N端有一个典型的疏水性区域,17-39位氨基酸之间形成一个典型的跨膜区,无卷曲螺旋,二级结构由无规则卷曲、α-螺旋、β-折叠组成,Corin蛋白的三级结构是基于丝氨酸蛋白酶(Serineprotease hepsin)结构lz8g.1的A链建模的。     

黑熊苦味受体Tas2R2基因的分子克隆与序列分析

实验采用PCR和克隆测序方法首次从黑熊基因组中获得一全长为1019 bp的苦味受体Tas2R2基因DNA序列（GenBank登录号：JQ239035）.该序列含有完整的1个外显子（无内含子）,大小为915 bp,编码304个氨基酸残基.其蛋白质等电点为9.49,分子量为34.80 kDa.拓扑结构预测显示黑熊Tas2R2蛋白上含有3个N糖基化位点、4个丝氨酸磷酸化位点、3个色氨酸磷酸化位点和1个酪氨酸磷酸化位点.整个蛋白质多肽链含有7个跨膜螺旋区,细胞外区和内区均为4个.亲水性/疏水性分析表明,黑熊Tas2 R2蛋白质为疏水性蛋白,其亲水性区段所占比例较小.种间同源性比较显示,黑熊Tas2R2基因与大熊猫、猫、犬、马和小鼠的cDNA序列同源性分别为98.3％、91.5％、62.9％、58.7％、52.6％;氨基酸序列同源性分别为96.7％、85.5％、49.3％、44.7％、36.1％.黑熊、大熊猫、犬、猫、马和小鼠的Tas2R2基因外显子核苷酸序列构建的基因树与其物种树的拓扑结构是相一致的,表明Tas2R2基因适合于构建不同物种间的系统进化树.     

副猪嗜血杆菌OMP2基因的克隆及蛋白结构预测

根据GenBank上发表的副猪嗜血杆菌（HPS）全基因组序列中的外膜蛋白OMP2基因的核苷酸序列,利用Premier Primer5.0和Oligo6.0软件设计1对特异性引物,对从贵州省分离的HPS的OMP2基因进行扩增、克隆、测序和生物信息学分析。测序结果比表明,扩增的HPS分离菌株目的基因长度为1092bp,共编码363个氨基酸,与GenBank上公布的SH0165株（NC₀11852）中对应的核苷酸序列同源性为99.8%,氨基酸同源性100%。生物信息学分析结果表明,OMP2外膜蛋白的分子质量为39087.45Daltons,理论等电点pI为9.21,不稳定系数为16.73,推测其为稳定性蛋白;脂肪指数为70.63,总体平均亲水性为-0.494,推测该蛋白是一种亲水性蛋白;该蛋白含有α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲,柔性区域较多,呈散在分布,有8个主要的抗原表位;OMP2外膜蛋白序列最前端的19个N-末端氨基酸残基为信号肽序列,最佳切割位点在19～20个氨基酸,且信号肽区域主要为疏水性氨基酸;该蛋白无跨膜区;预测OMP2外膜蛋白可能含有4个N-糖基化位点、1个cAMP和cGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点、8个蛋白激酶C磷酸化位点、7个酪蛋白激酶II磷酸化位点、1个酪氨酸激酶磷酸化位点、9个N-肉豆蔻酰化位点。     

兰坪乌骨绵羊WWOX基因生物信息学分析

为探索兰坪乌骨绵羊乌质性状的分子遗传基础,根据NCBI收录的绵羊WWOX(WW Domain ContainingOxidoreductase)基因设计9对外显子特异性引物,扩增测序后拼接序列,编码区翻译后得到的蛋白质序列进行空间结构预测。兰坪乌骨绵羊WWOX基因位于14号染色体,WWOX蛋白由1 436个碱基编码414个氨基酸。WWOX是一种主要定位于细胞质中的亲水性非跨膜蛋白,其碱基序列与普通绵羊同源性对比为99.57%,氨基酸序列同源性对比为100%,发现有7个同义突变位点,蛋白结构预测显示WWOX空间结构主要由α螺旋、无规则卷曲构成。本实验进一步探索兰坪乌骨绵羊WWOX基因空间结构与“乌质”性状形成机制间的联系并提供理论支撑。     

梅花鹿ACP1基因cDNA克隆及序列分析

为了初步探索梅花鹿ACP1基因的功能及其在鹿茸发育和生长过程中的作用,试验采用RT-PCR技术和分子克隆技术等获得了梅花鹿ACP1基因cDNA序列,并利用软件对获得的梅花鹿ACP1基因cDNA序列进行生物信息学分析。结果表明:cDNA序列长758 bp,CDS长477 bp,编码158个氨基酸,相对分子质量为18 026.57;整个氨基酸组成中,丙氨酸(Ala)和天冬氨酸(Asp)所占比例最高,达到7.6%,理论等电点(pI)为7.51,不稳定系数为41.71,是不稳定蛋白;ACP1蛋白为亲水性蛋白,有信号肽,位点为25～26:AEA～VF;ACP1蛋白的二级结构为无规则卷曲62.03%,延伸链18.99%,α-螺旋18.99%;梅花鹿的ACP1基因与家牛、野骆驼亲缘关系较近。     

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。     

猪纤维蛋白原样蛋白1的克隆表达与生物信息学分析

为了研究猪纤维蛋白原样蛋白1(FGL1)在免疫抑制性猪病发病机制中的作用,并为相关研究积累材料,提取猪肝脏组织总RNA,采用RT-PCR扩增猪FGL1基因,利用相关生物信息学软件分析猪FGL1的基本理化性质、亲-疏水性、信号肽、磷酸化位点、跨膜结构、二级和三级结构及其潜在的B细胞表位等,并进一步将目的基因插入pcDNA3.1/V5-HisB构建重组载体,转染293T细胞进行真核表达,然后采用Western blot和IFA对表达的目的蛋白进行鉴定。结果显示,猪FGL1基因长951bp,与牛FGL1序列同源性最高(91.4%),与原鸡FGL1序列同源性最低(67.0%);猪FGL1由316个氨基酸组成,理论等电点6.16,为亲水性的非跨膜稳定蛋白;有25个磷酸化位点,氨基端25个氨基酸组成其信号肽;其二级结构主要由α螺旋、延伸链、β转角及无规则卷曲组成;在其第82-309个氨基酸残基之间存在纤维蛋白原相关结构域;Western blot和IFA结果均显示,目的蛋白在转染的293T细胞中获得表达,并具有良好的反应原性。研究结果可以为猪FGL1的相关研究提供参考。     

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。