伊维菌素单链抗体结构和功能分析

以伊维菌素单链抗体cDNA为材料,利用相关计算机软件对编码的蛋白质氨基酸序列及其二级结构进行分析和预测.结果表明,该cDNA序列由798个核苷酸组成,编码266个氨基酸.表达的抗体是一种分泌蛋白,有多个磷酸化位点和蛋白酶切位点,为不稳定蛋白,不稳定系数为49.57,疏水性值为-0.419.     

尖孢镰刀菌甜瓜专化型基因组规模分泌蛋白的预测与分析

利用Signal P、Wo LF PSORT、TMHMM、big-PI Predictor、Target P和Secretome P等软件,对尖孢镰刀菌甜瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.melonis,FOM)全基因组26 811条蛋白质氨基酸序列进行了分泌蛋白的预测分析。结果表明,FOM全基因组编码蛋白中有1 145个经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的4.3%;有8 471个非经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的31.6%。对经典分泌蛋白特征进行分析,发现其氨基酸长度集中在100~600个氨基酸,信号肽长度集中在17~22个氨基酸。对经典分泌蛋白的功能预测分析表明,有605个分泌蛋白获得了注释,主要涉及糖代谢、转运过程、过氧化氢代谢和生物合成等。对碳水化合物酶类(CAZymes)进行分析,结果表明有277个分泌蛋白为CAZymes,占经典分泌蛋白总数的24.2%。     

绵羊BMPR1B基因的生物信息学分析

【目的】利用生物信息学软件对绵羊BMPR1B基因进行分析,并了解其功能和结构,为进一步探讨BMPR1B基因在绵羊生长繁殖以及绵羊卵泡生长和分泌和产羔率等研究奠定遗传信息基础.【方法】利用生物信息学对绵羊骨形态发生蛋白1β(bone morphogenetic protein 1beta,BMPR1B)基因的蛋白理化性质、亚细胞定位、潜在信号肽剪切位点、蛋白跨膜螺旋结构、糖基化和磷酸化位点、蛋白保守结构域、亲疏水性和编码产物进行功能预测分析,及其编码蛋白的二级结构和三级结构等进行分析预测.【结果】绵羊BMPR1B基因CDs编码蛋白质的502个氨基酸残基中,带电荷氨基酸、疏水氨基酸和极性氨基酸含量较高.相对分子量为56 907.4U,理论等电点pI为7.78;亚细胞主要定位于细胞核,不属于分泌蛋白;无信号肽序列;预测含有32个磷酸化位点和2个糖基化位点;存在一段跨膜结构且分别有一个GS和S-TKc的结构域,二级结构以无规卷曲为主.预测该蛋白在翻译和脂肪代谢过程中有着重要意义.【结论】绵羊BMPR1B蛋白包含502个氨基酸,为细胞核合成蛋白,该蛋白翻译后修饰的主要方式是磷酸化,在细胞内主要行翻译和脂肪代谢作用.蛋白二级结以无规卷曲为主,三级结构主要由α螺旋和无规卷曲缠绕折叠形成.     

米曲霉分泌组的预测及分析

利用信号肽分析软件SignalP3.0跨膜结构预测软件Phobius、TMHMMv2.0和THUMBUP,GPI锚定位点预测软件big-PIPredictor,亚细胞蛋白定位软件TargetP1.1,对米曲霉全基因组中的12063个氨基酸序列进行预测。在米曲霉中有1019个分泌蛋白,编码这些蛋白的ORF最小为330bp,最长为5651bp,平均为1370bp。利用LipoP1.0分析预测得到的分泌蛋白中,755个带有I型信号肽酶识别位点,25个带有Ⅱ型信号肽酶识别位点,酶切位点附近氨基酸比较保守。利用TatP1.0对1019个分泌蛋白进行分析,得到43个蛋白序列可能从Tat途径分泌,但是没有找到RR-motif。在1019个分泌蛋白中,497个有功能描述,主要包括各种酶类、能量产生与传递以及自身修复防卫等。     

东乡野生稻RPS2类候选抗病基因的克隆与分析

利用NBS保守结构域获得的探针及基于RecA文库富集方法的试剂盒筛选东乡野生稻液体pCAMBIA1301质粒文库,杂交筛选获得阳性克隆,在NCBI上进行BLASTN序列比对后,设计相关引物,扩增获得编码区,并利用生物信息学方法预测其编码蛋白序列,与已克隆的NBS-LRR类抗性基因建立进化树.结果分析表明,其预测蛋白除了部分氨基酸缺失及2个氨基酸不同外,与粳稻大部分序列一致,分子进化树表明其与粳稻、拟南芥RPS2基因的关系最近.     

香蕉枯萎病菌热带4号小种基因组规模分泌蛋白的预测与分析

为了明确香蕉枯萎病菌热带4号小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race 4,Foc TR4)与香蕉互作的分子机理,本研究利用SignalP、WoLF PSORT、TargetP、TMHMM和big-PI Predictor等软件,对Foc TR4全基因组22 487条蛋白质氨基酸序列进行了经典分泌蛋白的预测分析。结果表明,Foc TR4全基因组编码蛋白质中有1 054个经典分泌蛋白,占编码蛋白质总数的4.7%。蛋白质特征分析结果表明,其氨基酸序列长度集中在100~500个氨基酸,信号肽长度集中在17~22个氨基酸,信号肽切割位点以SPaseⅠ型为主。功能预测分析结果表明,有463个经典分泌蛋白获得了注释,主要涉及糖代谢、水解酶活性等。碳水化合物酶类(CAZymes)的分析结果表明,有281个分泌蛋白为CAZymes,其中以GH家族最多。此外,利用Secretome P软件对Foc TR4非经典分泌蛋白进行了分析,发现有9 216个蛋白质氨基酸序列,占编码蛋白质总数的41.0%。     

基于EST和GSS序列的木豆miRNA生物信息学分析

应用miRtour在线分析工具对木豆EST和GSS序列进行miRNA生物信息学预测,应用psRNATarget进行靶基因预测。结果发现,43条不同的木豆miRNA成熟序列,隶属于33个不同的miRNA家族。靶基因预测发现有36条编码序列受miRNA调控,其中17条序列编码酶,2条编码转录因子,7条编码参与细胞信号转导的蛋白,5条编码参与蛋白质降解通路的蛋白。     

木薯MADS-box基因克隆及其响应乙烯信号的表达模式分析

利用电子克隆技术从木薯基因组DNA中获得1个MADS-box基因,对其理化性质进行分析,并对该蛋白响应激素信号进行研究.结果表明:该基因含有全长为687 bp的ORF,编码229个氨基酸.通过对该蛋白进行ProtScale程序预测表明,该蛋白可能为亲水性蛋白;理化性质分析表明,该蛋白相对分子量为26.1037 ku,等电点为6.87;跨膜结构域预测表明,该蛋白为非分泌型蛋白;亚细胞定位分析该蛋白可能定位于细胞核;磷酸化位点分析表明该蛋白能被丝氨酸激酶所磷酸化.运用定量PCR对该基因响应乙烯信号的表达模式进行分析,结果表明,该基因能够响应乙烯信号,并在外施乙烯12h时具有最高的表达量.本研究为进一步研究该基因响应乙烯信号影响木薯叶片的生长发育提供研究基础.     

全基因组预测稻瘟菌的分泌蛋白

【目的】分泌蛋白多为病原微生物与植物受体蛋白起作用的激发子和其它致病因子，深入研究分泌蛋白将有助于明确植物与病原微生物互作的分子机制。利用稻瘟菌基因组学研究成果，结合计算机技术和生物信息学的方法，分析其分泌蛋白组学，将有助于全面掌握其致病因子的结构与功能。【方法】利用SignalP对稻瘟菌基因库中所有ORF的N-端信号肽存在与否进行预测，再依次通过Protcomp、TMHMM、big-PI Predictor和TargetP预测程序进行验证，寻找出所有可编码信号肽的基因。【结果】对11 108个稻瘟菌的ORF进行分析，最终预测出共有1 235个ORF可编码分泌蛋白。【结论】经验证此预测方法之可靠性较高，这为深入研究分泌蛋白组学奠定了基础。     

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。     

东方蜜蜂微孢子虫丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因的 生物信息学分析

旨在解析东方蜜蜂微孢子虫丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（serine/threonine protein kinase）基因STPK的理化性质和分子特性，并对东方蜜蜂微孢子虫和其他微孢子虫的STPK进行结构域和保守基序预测及系统进化分析，以期丰富东方蜜蜂微孢子虫的STPK信息，并为深入开展STPK的功能研究提供基础。通过Expasy网站上的相关软件预测和分析STPK的理化性质、信号肽、磷酸化位点、二级结构和三级结构。使用MEME软件预测东方蜜蜂微孢子虫和其他物种STPK的保守基序。通过Mega 11.0软件对东方蜜蜂微孢子虫和其他物种的STPK进行氨基酸序列多重比对，并采用邻接法构建基于STPK的系统进化树。结果显示：东方蜜蜂微孢子虫STPK基因含2 595个核苷酸，编码的STPK蛋白含864氨基酸。分子量约为101.08 kDa，分子式为C₄₅₂₈H₇₁₅₀N₁₁₆₂O₁₃₇₉S₃₆，脂溶系数为88.48，等电点为5.47；STPK包含40个丝氨酸磷酸化位点，24个酪氨酸磷酸化位点及23个苏氨酸磷酸化位点。东方蜜蜂微孢子虫与其他9个微孢子虫及柑橘凤蝶（Papilio xuthus）的STPK均含有2个相同的结构域（PK_Tyr_Ser_Thr和Pkinase）与5个相同的保守基序（Motif 1, Motif 2, Motif 3, Motif 4和Motif 5）。东方蜜蜂微孢子虫与其他9个微孢子虫的STPK序列一致性介于38.14%~61.06%，东方蜜蜂微孢子虫和蜜蜂微粒子虫的STPK序列一致性最高（61.06%）。东方蜜蜂微孢子虫STPK（AAJ76_500008712）与颗粒病微粒子虫（Nosema granulosis）STPK（KAF9763807.1）聚为一支，微孢子虫属（KAH9412228.1）、脑炎微孢子虫（KAG5858968.1）和兔脑炎微孢子虫（ECU01_1320）的STPK聚为一支，康氏泰罗汉孢虫（KAF7683612.1）和蝗虫微孢子虫（AAT12343.1）聚为一支。研究结果明确了STPK的理化性质和分子特性，揭示东方蜜蜂微孢子虫和上述其他9种微孢子虫的STPK具有较高的保守性。     

东方蜜蜂微孢子虫20s PS基因的分子克隆与生物信息学分析

为解析东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的20s 蛋白酶体亚基（20s proteinsome submit, 20s PS）基因20s PS的分子特性，鉴定东方蜜蜂微孢子虫和其他物种的20s PS蛋白的保守基序和结构域并进行系统进化分析，通过常规PCR扩增20s PS的CDS区并进行TA克隆。通过Expasy网站上的相关软件预测和分析20s PS的理化性质、跨膜螺旋域、信号肽、磷酸化位点、二级结构和三级结构。采用MEME软件预测东方蜜蜂微孢子虫和其他物种20s PS的保守基序。利用TBtools软件预测东方蜜蜂微孢子虫和其他物种20s PS的结构域。使用Mega 11.0软件构建东方蜜蜂微孢子虫和其他物种的20s PS的系统进化树。成功克隆到东方蜜蜂微孢子虫20s PS的CDS区，20s PS在孢子中真实表达。20s PS基因含有618个核苷酸，可编码205个氨基酸；20s PS蛋白的分子式为C₁₀₂₂H₁₅₈₂N₂₆₀O₃₁₆S₁₂，分子量约为22.95 kDa，脂溶系数为78.93，等电点为5.00，平均亲水系数为-0.157；不含跨膜螺旋域和典型信号肽；包含14个丝氨酸酸化位点，5个络氨酸酸化位点及6个苏氨酸磷酸化位点；包含73个α-螺旋，46个延长链，21个β-转角和65个无规-则卷曲；可同时定位于细胞质、细胞核和线粒体；与模板5mp9.1.J之间的同源性为37.75%。东方蜜蜂微孢子虫、蚱蜢脑炎微孢子虫Encephalitozoon romaleae和肠脑炎微胞子虫Encephalitozoon intestinalis等7个物种的20s PS中均含有5个相同的保守基序（motif1, motif2, motif3, motif4和motif5）。东方蜜蜂微孢子虫、蜜蜂微孢子虫Nosema apis、杀线虫sp Nematocida sp、泛孢虫Pancytospora philotis和毕氏肠微孢子虫Pancytospora philotis的20s PS中均包含Ntn_hydrolase superfamily结构域。东方蜜蜂微孢子虫20s PS（XP_024330780.1）与蜜蜂微孢子虫20s PS（EQB61106.1）聚为一支，进化距离最近。研究结果丰富了东方蜜蜂微孢子虫20s PS的信息，并揭示20s PS可能是亲水性蛋白、胞内蛋白和非跨膜蛋白，东方蜜蜂微孢子虫与蜜蜂微孢子虫的20s PS之间的亲缘关系最近，20s PS在东方蜜蜂微孢子虫和其他微孢子虫中具有较高的保守性，为深入开展相关功能研究提供依据。     

鸡IHH基因生物信息学及组织特异性表达分析

为分析鸡印度刺猬因子(Indian hedgehog，IHH)基因生物信息学及IHH基因在不同组织中特异性表达规律，选取体重相近、健康强健的6只鸡，借助生物信息学手段，对IHH基因结构、启动子和CpG岛进行分析，并通过实时荧光定量PCR检测IHH基因在鸡心、肝、脾、肺、肾、软骨、下丘脑、胸肌、十二指肠和胸腺组织中的特异性表达规律，同时对IHH蛋白进行相似性比较，并利用生物信息学分析IHH蛋白的理化和结构特性。结果表明，1)鸡IHH基因开放阅读框长度为1 227 bp，可编码408个氨基酸，具有3个外显子、4个核心启动子区和1个CpG岛。2)成功扩增IHH基因，IHH基因在鸡各组织中均有不同水平的mRNA表达，在软骨组织中相对表达量最高，在心、脾和胸腺组织中的表达量相对较低。3)鸡IHH蛋白在禽类中保守性较高，IHH蛋白大小为44.829 36 ku，属于偏碱性蛋白，具有1个跨膜端和1个信号肽；IHH蛋白二级结构中无规则卷曲的比例最高(44.12%)，只含有1个 HH-Signal功能域，内含大部分丝氨酸磷酸化位点，该蛋白还有14个苏氨酸磷酸化位点和5个酪氨酸磷酸化位点，鸡IHH蛋白存在1处N型糖基化位点和6处O型糖基化位点。综上，鸡IHH基因有3个外显子，有多个启动子区，在软骨组织中极显著高表达，鸡IHH蛋白是具有偏碱性、强热稳性和低亲水性的分泌型蛋白，IHH氨基酸序列在物种进化过程中比较保守，本研究为深入研究鸡IHH基因对软骨发育的调控作用提供依据。     

东方蜜蜂微孢子虫KRAB-A蛋白的分子特性及系统进化分析

为明确KRAB-A的分子特性并进行东方蜜蜂微孢子虫与其他物种KRAB-A蛋白的系统进化分析，以期丰富KRAB-A的基本信息，使用NCBI数据库中的ORF工具预测KRAB-A蛋白的氨基酸序列。利用ExPASy网站上的相关软件预测和分析KRAB-A蛋白的亲水性、信号肽、磷酸化位点、二级结构及三级结构。通过Mega11.0软件采用邻接法构建基于KRAB-A蛋白的系统进化树。结果显示，KRAB-A基因可编码1 018个氨基酸；KRAB-A蛋白的分子式为C₅₃₁₄H₈₅₂₆N₁₅₂₂O₁₅₅₆S₄₃，分子量约为120.00 kDa，等电点为9.33，脂溶系数为79.20，亲水性为-0.75；KRAB-A含有41个丝氨酸、21个酪氨酸和16个苏氨酸磷酸化位点，1个H2C2模体，但不含有信号肽；KRAB-A含44.40%的α-螺旋，5.40%的β-转角，16.50%的延伸及33.69%的无规卷曲；蜜蜂微孢子虫的1个KRAB-A蛋白（NAPIS_ORF00138）与明球囊霉的2个KRAB-A蛋白（RCL2_000589200和RCL2_003114000）中存在与东方蜜蜂微孢子虫KRAB-A蛋白中相同的H2C2模体；东方蜜蜂微孢子虫KRAB-A（AAJ76_2380003054）与其姐妹种蜜蜂微孢子虫KRAB-A（NAPIS_ORF01514）聚为一支。研究结果明确了东方蜜蜂微孢子虫KRAB-A基因的分子特性，揭示KRAB-A可能是一种亲水性蛋白和胞内蛋白，东方蜜蜂微孢子虫KRAB-A（AAJ76_2380003054）与蜜蜂微孢子虫KRAB-A（NAPIS_ORF01514）间具有很高的保守性，为进一步的功能研究提供依据。     

野生茄转化酶抑制子基因 StINH1的克隆与序列分析

以1个受黄萎病菌诱导的“托鲁巴姆”下调EST为种子序列,在NCBI进行同源搜索,经人工拼接、RT PCR克隆与序列分析验证,获得野生茄“托鲁巴姆”转化酶抑制子基因(INH)的全长cDNA序列,命名为 StINH1。该基因的开放阅读框全长531 bp,编码176个氨基酸,与电子克隆获得的序列完全相同。编码蛋白的分子质量为19.916 ku,理论等电点为5.14。序列分析表明,该基因属于植物PMEI超家族,编码的前体蛋白含有1个拥有19个氨基酸的前导肽,同时含有多个磷酸化位点。表达模式分析表明,在黄萎病菌侵染后, StINH1在“托鲁巴姆”根中呈下调表达。     

剑白香猪葡萄糖转运蛋白4 cDNA的克隆及序列分析

为了在基因水平上给动物的营养代谢研究提供基础性资料,为系统研究剑白香猪这一优质猪种提供参考,以剑白香猪肌肉组织中的总RNA为模板,克隆了剑白香猪的GLUT-4cDNA序列,并对其序列进行了分析。结果表明:克隆片段总长为1 616bp,包含一个长1 530bp的开放阅读框(ORF),编码509个氨基酸残基的蛋白;该蛋白的相对分子质量为54.809 4kDa,等电点为6.98,包含30个功能位点,即3个N-糖基化位点、1个cAMP和cGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点、4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个酪氨酸激酶磷酸化位点、4个蛋白激酶C磷酸化位点、2个酰胺化位点、12个N-豆蔻酰化位点、1个糖转运蛋白signature 1位点和1个糖转运蛋白signature 2位点;剑白香猪与牛、兔、小家鼠、人、马、黑猩猩、褐家鼠、非洲爪蟾GLUT-4基因编码序列的同源性分别为91.76%、90.52%、87.91%、90.52%、92.29%、90.46%、87.52%和65.82%,氨基酸序列的同源性分别为94.7%、95.68%、94.11%、95.09%、94.89%、95.28%、94.5%和68.31%。     

牦牛JHDM2A基因的克隆测序及其生物信息学分析

利用RT-PCR克隆技术对牦牛JHDM2A基因进行cDNA克隆测序,并用生物信息学软件分析该基因的编码区序列、蛋白结构及进化关系。结果表明:①牦牛JHDM2A基因cDNA序列大小为4 605bp,其中CDS区序列3 969bp,编码氨基酸1 323个。牦牛JHDM2A基因与人、小鼠、褐鼠、原鸡等物种该基因序列比对,一致性分别为90.3%、86.9%、86.3%、69.9%,在物种间具有较高的一致性。②牦牛的JHDM2A蛋白存在JMJC结构域,属于JMJD家族的一员,该蛋白是一种弱碱性、无跨膜结构的游离蛋白,不定位于细胞的任何部位,进化速度慢、保守性强。以上结果为进一步从分子水平上了解牦牛JHDM2A基因和JHDM2A蛋白的结构、功能提供了理论基础。     

基于线粒体COX1基因的蚕蛾类系统发育分析

基于生物信息学的方法,以16种蚕蛾类昆虫作为研究对象,利用线粒体基因COX1的碱基序列作为分子标记对其系统发育信息进行分析。结果表明,COX1基因序列具有明显的AT偏倚性,编码氨基酸的密码子有26个具有明显的使用偏好性,种群间的校正遗传距离在0.003～0.177之间,表明蚕蛾类昆虫的亲缘关系近。利用MEGA6软件,分别采用邻接法（NJ）和最大似然法( ML)构建系统发育树,其发育树的分支明显,大部分的节点支持率都很高,进一步说明了蚕蛾类昆虫的亲缘关系较近。本研究补充了对蚕蛾类传统分类的认识,也为蚕蛾类昆虫的分类提供依据。     

魔芋GDP甘露糖焦磷酸化酶基因及其启动子的克隆与分析

以花魔芋和白魔芋为材料,通过魔芋5个转录组高通量测序数据库,与拟南芥进行tBlastn比对、拼接,得到魔芋中的GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因GMP的推定全长,设计基因特异性引物,克隆得到魔芋GMP基因的部分cDNA序列,长度为1 233 bp,其中基因编码区长度为1 086 bp,编码的氨基酸为361个.在此基础上运用FNPI-PCR技术得到了魔芋GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因GMP上游启动子2 116 bp,经生物信息学分析,该序列具有典型的TATA-box、 CAAT-box及与胁迫相关的元件和光应答元件.     

刺葡萄DFR基因克隆及生物信息学分析

根据葡萄DFR基因CDS序列设计刺葡萄开放阅读框(ORF)特异引物,利用RT-PCR技术克隆获得其DFR基因序列,并通过生物信息学方法分析其生物学特性。结果表明,刺葡萄DFR基因ORF序列全长1 014bp,编码337个氨基酸,命名为Vitis davidii dihydroflavonol 4-reductase gene(VdDFR),GenBank登录号为KF915803。刺葡萄DFR蛋白预测分子量为37 593.2Da,理论等电点pI为5.81,是一个跨膜亲水蛋白,无典型信号肽,不属于分泌蛋白,并且亚细胞定位主要位于细胞质中(70%);二级结构以无规则卷曲为主(52.82%),是一种mixed类蛋白;该蛋白有潜在的7个糖基化位点和16个磷酸化位点,具有NAD(P)结合位点,有NAD依赖型的表异构酶/脱氢酶的N端结构域,属于NADB_Rossmann超家族成员。核苷酸序列分析表明,刺葡萄DFR基因与美丽葡萄、山葡萄和酿酒葡萄的同源性为99%,与圆叶葡萄同源性为98%,与显齿蛇葡萄同源性为94%,进化上比较保守,利用DFR基因编码区碱基序列所建立的系统关系树与真实的植物进化基本一致。