梅花鹿CAV1基因cDNA克隆及序列分析

为了为深入研究梅花鹿窖蛋白-1(Caveolin-1, CAV1)基因的生物学功能提供数据支持,试验利用RT-PCR和分子克隆技术获得梅花鹿CAV1基因CDS序列并对其进行生物信息学分析。结果表明：梅花鹿CAV1基因序列与马鹿、山羊相似度较高,与加拿大猞猁、智人等相似度较低;CDS区长537 bp,编码178个氨基酸;CAV1蛋白是Caveolin家族的一员,在第97～119位存在1个跨膜螺旋区,为疏水性稳定酸性蛋白,无信号肽;该蛋白中α-螺旋和无规则卷曲占比较高,亚细胞定位主要在细胞膜;CAV1蛋白有13个磷酸化位点,1个乙酰化位点;CAV1蛋白参与细胞内吞作用、黏着斑、细菌侵袭上皮细胞等通路;该蛋白与CAV2、NOS3、EGFR、FYN等蛋白存在相互作用。     

梅花鹿S100A16基因的克隆及生物信息学分析

为探索梅花鹿（Cervus nippon）S100A16基因序列及生物学特性,本研究根据GenBank数据库中牛、绵羊S100A16基因序列设计引物,以梅花鹿鹿茸顶端组织cDNA为模板,采用RT-PCR技术和分子克隆技术成功获得梅花鹿S100A16基因的cDNA序列。生物信息学分析发现,梅花鹿S100A16基因CDS区全长312 bp,编码103个氨基酸;蛋白含有11个磷酸化位点,有跨膜结构域,无信号肽,为在细胞内发挥作用的稳定蛋白;蛋白仅在C端含有S100蛋白家族经典的EF螺旋结构域,由12个氨基酸组成,N端EF螺旋结构域由15个氨基酸组成;蛋白C端含有FGF-1蛋白结合位点;梅花鹿S100A16蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成;三级结构显示该蛋白有2个Ca²⁺结合位点;梅花鹿S100A16蛋白氨基酸序列与东欧马鹿同源性最高,为100%,与其他部分物种S100A16蛋白氨基酸序列构建系统进化树,分析表明S100A16基因在进化上比较保守,符合功能基因的特点。研究结果为进一步揭示梅花鹿S100A16基因的功能及表达机制提供依据。     

梅花鹿Myf5基因的cDNA克隆及表达分析

为获得梅花鹿生肌调节因子(Myf5)基因编码区序列(CDS),并探讨该基因在雌雄梅花鹿及其不同部位的肌组织间差异表达情况,以成年健康雌雄梅花鹿心肌、背最长肌、股四头肌、臀大肌、肋间肌组织为试验材料,以臀大肌组织cDNA为模板克隆获得Myf5基因CDS,运用生物信息学软件进行测序及分析,并利用实时荧光定量PCR技术检测Myf5基因在不同部位的肌组织间相对表达量。结果表明：克隆得到的梅花鹿Myf5基因CDS全长为768 bp;与GenBank上公布的家牛(Gene ID:281335)Myf5基因CDS的同源性为99.61%;梅花鹿与家牛的遗传距离最近,聚为同一支;梅花鹿Myf5蛋白氨基酸组成中丝氨酸含量最高,占氨基酸总量的13.3%;Myf5蛋白具有较强的亲水性,其蛋白二级结构包含α-螺旋、延伸链、无规则卷曲和β-折叠;荧光定量结果分析表明,梅花鹿Myf5基因在雌、雄梅花鹿及其不同部位的肌组织间均有差异性表达。     

民猪FoxN1基因的克隆及生物信息学分析

试验旨在对民猪FoxN1基因的结构和功能进行初步探索。利用常规PCR技术对民猪FoxN1基因进行克隆,利用生物信息学手段对所获得FoxN1基因完整编码区序列进行分析,对民猪和大白猪的FoxN1基因序列进行比对,并构建分子进化树。结果显示,民猪FoxN1基因完整编码区长1 941 bp,编码646个氨基酸,分子质量为68.64 ku,理论等电点为5.81。FoxN1蛋白位于细胞核内,不存在信号肽,不是分泌性蛋白,不存在跨膜区,在第269-347氨基酸处有1个叉头结构域,该蛋白在不同的物种间有高度的保守性。克隆发现了3种转录剪切变异体,与变异体1相比,变异体2在第124-387核苷酸位置处发生缺失,变异体3在581-582处发生GCA插入。民猪与大白猪的FoxN1基因序列相比,存在4个突变位点,其中3个是同义突变,1个是错义突变,导致第108位的氨基酸发生了改变。由分子进化树得知,民猪与偶蹄目动物亲缘关系较近。上述结果表明FoxN1基因结构复杂,对其生物信息特性的探究将为进一步揭示民猪FoxN1基因的功能提供依据。     

羊IL-1Ra基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

试验旨在对羊白介素1受体颉颃因子（interleukin-1 receptor antagonist,IL-1Ra）基因进行全长cDNA克隆及生物学分析。根据布鲁氏菌感染羊白细胞层SSH cDNA文库中的IL-1Ra基因序列信息及已知核苷酸序列（GenBank登录号：KC425613.1）设计引物,利用RT-PCR结合RACE方法扩增并克隆IL-1Ra基因,对其进行序列及相关分子特性分析。结果表明,羊IL-1Ra基因全长为1 228 bp,可编码174个氨基酸,含有1个完整的IL-1保守结构域和1个IL-1Ra结构域（PHA02651结构域）。IL-1Ra分子质量为19 765.8 u,等电点（pI）为5.72,其分子式为C₈₈₅H₁₃₈₅N₂₃₅O₂₅₆S₁₁,且含有信号肽。二级结构分析显示,IL-1Ra分子存在较多的β折叠及受体结合位点,与三级结构预测结果一致,且与人/鼠IL-1Ra分子的空间结构相似度极高,达到90%以上。羊IL-1Ra有IL-1特有的三叶草结构,其酶结合结构域位于TYR⁴⁷至GLU⁶⁶之间。将羊IL-1Ra与牛、虎鲸、宽吻海豚、猪、家犬、人、鼠等14个物种进行蛋白质同源性比对,发现在各物种间存在5个高度同源的半胱氨酸位点。系统进化树分析发现,羊IL-1Ra基因全长cDNA所编码的氨基酸序列同山羊、牛单独形成一个分支。本研究结果为今后深入研究IL-1Ra基因的生物学功能奠定了基础。     

家蚕Gar1p基因的克隆表达及生物信息学分析

在对家蚕功能基因筛选中获得一条长844 bp的基因序列,其编码蛋白与一种富含甘氨酸和精氨酸的核仁小分子RNA结合蛋白(glycine and arginine-rich nucleolar protein,Gar1p)的同源性达63%。利用生物信息学方法分析了该基因上游的启动子序列,发现该基因不含内含子,由1个699 bp的单一外显子编码232个残基的蛋白,预测分子量为22.4 kD,等电点11.43。该Gar1p蛋白的疏水性最大值为1.167,最小值为-2.011,其序列的两端各有1个强亲水性的GAR区域,而中间含有5个潜在的磷酸化位点。Gar1p基因已从家蚕基因组中扩增得到,并克隆进表达载体pET-28a中,在大肠杆菌中得以表达,为研究其功能提供了条件。     

小鼠Oct-1基因CDS区克隆与生物信息学分析

为研究小鼠Oct-1基因的生物学特性,试验扩增小鼠黑色素细胞中Oct-1基因CDS区序列,并运用生物信息学软件分析小鼠Oct-1基因序列的特性、编码蛋白理化性质、亚细胞定位、靶基因及保守性结构域等,从而预测其是否调控黑色素的生成。结果表明,小鼠Oct-1基因大小为2 313 bp,编码蛋白质的分子式C₃₄₂₅H₅₆₀₆N₉₇₆O₁₁₆₃S₁₅,是一个不稳定可溶性蛋白质,二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,亚细胞定位主要分布在细胞核,推测其可能在能量代谢和辅因子的生物合成过程中发挥信号转导和转录因子调控的作用;Oct-1基因在小鼠黑色素细胞中表达,其编码的蛋白含有一个保守的POU结构域和一个保守的同源域,参与调控13个黑色素形成相关基因转录表达,在黑色素生成关键基因MITF、TYR、TYRP1、TYRP2的启动子上存在Oct-1转录因子的作用位点,Oct-1蛋白质还可能与Brf2、Pou2af1、Tbp等蛋白相互作用调控毛色基因表达,故可以推测转录因子Oct-1在黑素细胞的黑色素生成中发挥着重要的作用,为研究毛色形成机制提理论依据。     

黑貉TYRP1基因的克隆及生物信息学分析

为探明黑貉酪氨酸酶相关蛋白1(tyrosinase-related protein 1,TYRP1)基因CDS序列并对其进行生物信息学分析,试验采集黑貉背部皮肤组织提取RNA后反转录为cDNA,根据GenBank中犬科TYRP1基因mRNA序列(登录号:NM_001194966.1)设计1对特异性引物,通过RT-PCR扩增TYRP1基因CDS区,将其插入到克隆载体中,对阳性菌落经PCR验证和序列测定后进行生物信息学分析。结果显示,黑貉TYRP1基因CDS序列全长为1 614 bp,编码537个氨基酸,所编码蛋白属于不稳定可溶性的亲水蛋白质。TYRP1基因与狐的遗传距离较近,说明该基因在不同物种及进化过程中具有高度保守性。TYRP1蛋白二级结构中,无规则卷曲所占比例最高,为54.0%;α-螺旋次之,为29.8%。TYRP1蛋白三级结构主要由大量无规则卷曲和α-螺旋构成,与二级结构相一致。TYRP1蛋白具有氧化还原酶活性,参与DNA修复和复制、蛋白质合成和降解,可与TYR、DCT、TP53、TRPC1等多种蛋白相互作用。本试验结果为进一步探索TYRP1基因在哺乳动物毛色遗传机制中的功能提供了理论依据。     

梅花鹿α干扰素全基因的克隆与分子进化分析

根据GenBank中牛干扰素-α(IFN-α)基因序列(A00145),设计并合成了一对引物,以梅花鹿肝脏组织DNA为模板,采用PCR技术扩增梅花鹿IFN-α全基因,并克隆、测序。结果表明,梅花鹿IFN-α基因全长570bp,编码189个氨基酸,含有6个与二硫键形成有关的半胱氨酸;序列比较分析发现,梅花鹿IFN-α基因序列与GenBank发表的17种IFN-α基因核苷酸序列同源性为29.6%～93.7%,氨基酸序列同源性为18.4%～91.1%;梅花鹿与其他17种动物的IFN-α基因序列分析和系统进化树分析表明,IFN-α基因存在种属特异性,亲缘关系越近,同源性越高。梅花鹿INF-α基因的成功克隆,为进一步研究梅花鹿INF-α基因表达、生物学活性和应用奠定了基础。     

驴Zfy基因cDNA克隆及生物信息学分析

本研究旨在对驴Zfy基因的cDNA序列进行克隆及生物信息学分析。根据GenBank中公布的家牛Zfy基因mRNA序列（登录号：NM_177491.1）设计特异性引物,运用RT-PCR技术获取驴Zfy基因的cDNA序列,并对Zfy基因CDS区核苷酸序列与蛋白质结构进行生物信息学分析。结果表明,驴Zfy基因CDS区序列长度为2 325 bp,编码774个氨基酸;蛋白质二级结构预测结果显示,Zfy蛋白没有信号肽及跨膜结构;驴Zfy基因CDS区序列与家牛、绵羊、人、家猫、家犬、马鹿、黑猩猩、藏羚羊的同源性分别为92.9%、92.6%、91.8%、93.8%、92.5%、92.3%、91.6%和92.6%;对驴和其他8种哺乳动物Zfy基因CDS区核苷酸序列构建的系统进化树显示,驴与绵羊、藏羚羊、家牛、马鹿亲缘关系较近,与家犬和家猫的亲缘关系稍远,与人和黑猩猩亲缘关系最远。本研究成功克隆出驴Zfy基因CDS区序列,为进一步研究驴Zfy基因的功能奠定了基础。     

猪TGFBR1基因的克隆与生物信息学分析

TGFBR1是TGF-β/Smad信号通路中的重要成员,在哺乳动物卵泡发育和排卵过程中发挥重要作用。本文通过克隆测序技术分离猪TGFBR1基因编码区序列,采用生物信息学方法对猪TGFBR1序列信息及其与哺乳动物其他物种间的进化和系统发育关系进行分析。结果发现:猪TGFBR1基因编码区序列全长1 512 bp,编码蛋白含有503个氨基酸残基,与哺乳动物其他物种的一致性分别在90%和95%以上;猪TGFBR1蛋白具有跨膜结构、GS区和激酶结构等保守结构域。进化分析显示哺乳动物TGFBR1基因的突变已达饱和状态,在进化过程中受到负选择的影响。基于TGFBR1基因编码区序列的系统发育分析发现,猪与同属偶蹄目的普通牛、绵羊的亲缘关系较近。     

黑貉TYRP1基因的克隆及生物信息学分析

为探明黑貉酪氨酸酶相关蛋白1（tyrosinase-related protein 1,TYRP1）基因CDS序列并对其进行生物信息学分析,试验采集黑貉背部皮肤组织提取RNA后反转录为cDNA,根据GenBank中犬科TYRP1基因mRNA序列（登录号：NM_001194966.1）设计1对特异性引物,通过RT-PCR扩增TYRP1基因CDS区,将其插入到克隆载体中,对阳性菌落经PCR验证和序列测定后进行生物信息学分析。结果显示,黑貉TYRP1基因CDS序列全长为1 614 bp,编码537个氨基酸,所编码蛋白属于不稳定可溶性的亲水蛋白质。TYRP1基因与狐的遗传距离较近,说明该基因在不同物种及进化过程中具有高度保守性。TYRP1蛋白二级结构中,无规则卷曲所占比例最高,为54.0%;α-螺旋次之,为29.8%。TYRP1蛋白三级结构主要由大量无规则卷曲和α-螺旋构成,与二级结构相一致。TYRP1蛋白具有氧化还原酶活性,参与DNA修复和复制、蛋白质合成和降解,可与TYR、DCT、TP53、TRPC1等多种蛋白相互作用。本试验结果为进一步探索TYRP1基因在哺乳动物毛色遗传机制中的功能提供了理论依据。     

巴马香猪TLR2基因cDNA的克隆及生物信息学分析

利用NCBI公布的TLR2基因序列设计引物,RT-PCR克隆巴马香猪(Sus barbatus)TLR2基因。核酸序列分析表明,巴马香猪TLR2基因开放阅读框长2358bp,编码785个氨基酸,该蛋白等电点为7.52,相对分子质量为89480;与普通猪比对发现,巴马香猪TLR2基因有15个碱基发生突变;与小鼠、狗、鸡、牛、羊和人的同源性分别为73.4%,82.4%,59.5%,85.3%,84.6%,82.4%。TLR2膜外区蛋白为背侧多个α螺旋和内侧多个β折叠平行交替排列构成一个弯曲状螺旋结构;N末端存在信号肽,且可能在21～22位氨基酸处存在裂解位点;胞外区有4个明显的LRR,分别位于第76～99、360～385、413～432和457～476位氨基酸区;膜外区含6个N连接的糖基化位点。     

梅花鹿IFN-β1基因的克隆与分子进化分析

根据GenBank中牛干扰素-β1(IFN-β1)基因序列(E00137),设计并合成了1对引物,以梅花鹿肝脏组织DNA为模板,采用PCR技术扩增梅花鹿IFN-β1全基因,并克隆、测序。结果表明:梅花鹿IFN-β1基因全长561 bp,编码186个氨基酸,含有6个与二硫键形成有关的半胱氨酸,3个糖基化位点,成熟蛋白含有4个α螺旋,3个β折叠区,7个β转角。序列比较分析发现,梅花鹿IFN-β1基因序列与GenBank发表的23种IFN-β1基因核苷酸序列同源性为3.2%⁹1.1%,氨基酸序列同源性为21.9%91.1%,氨基酸序列同源性为21.9%⁷9.7%。梅花鹿与其他23种动物的IFN-β1基因序列分析和系统进化树分析表明,IFN-β1基因存在种属特异性。梅花鹿INF-β1基因的成功克隆,为进一步研究梅花鹿INF-β1基因表达、生物学活性和应用奠定了基础。     

梅花鹿colX基因的克隆及原核表达

提取健康梅花鹿鹿茸肥大软骨细胞总RNA,以RT-PCR获得colX基因2 038 bp的完整编码序列,将其克隆入载体pMD18-T中,经限制性内切酶和质粒PCR分析,并测序证实的阳性重组子与表达载体pET-28a( )连接,转化大肠杆菌BL21(DE3)。以IPTG诱导,经SDS-PAGE及Western-blot分析表明,获得相对分子质量为65 000的colX蛋白表达带,与预期相符,表明成功获得梅花鹿colX基因蛋白。     

藏猪MYL1基因的克隆及生物信息学分析

为了克隆藏猪肌球蛋白轻链1 (myosin light chain 1, MYL1)基因编码区序列,并对其进行生物信息学分析,试验根据NCBI网站GenBank中公布的野猪MYL1基因mRNA序列(登录号为NM₂14374.2)设计特异性引物,以提取的藏猪背最长肌组织总RNA反转录得到的cDNA为模板,对藏猪MYL1基因编码区序列进行PCR扩增,将目的基因进行测序,应用生物信息学分析软件对藏猪MYL1基因编码区序列的同源性、蛋白质的结构和功能(氨基酸组成、一般理化性质、疏水性、二级结构及三级结构、磷酸化位点、跨膜螺旋结构和信号肽亚细胞定位及蛋白网络互作)进行分析。结果表明:藏猪MYL1基因编码区序列全长为453 bp;藏猪与野猪的亲缘关系最近,与斑马鱼的亲缘关系最远;藏猪MYL1基因编码区序列与野猪、牛、智人、马、绵羊、犬、穴兔、家鼠、鸡和斑马鱼的核苷酸序列相似性分别为100%、92.1%、91.4%、91.2%、91.2%、90.5%、90.3%、89.2%、80.6%和68.2%;藏猪MYL1蛋白存在19种氨基酸,由150个氨基酸组成;藏猪MYL1蛋白分子质量...     

大围山微型鸡POU1F1基因编码区的克隆及序列分析

大围山微型鸡是我国目前报道的体形最小、体重最轻的地方优良品种,具有较高的屠宰率和饲料报酬。研究通过设计特定引物对大围山微型鸡POU1F1基因的编码区进行PCR分段扩增并测序。利用分子生物学软件对其基因序列及编码产物的结构、功能进行了生物信息学分析,并构建其系统发育关系。结果表明,大围山微型鸡POU1F1基因编码区全长984bp,与原鸡的POU1F1基因（NM〈sub〉2〈/sub〉04319）比对,在836位处发生一次碱基转换（C/T）,但未造成氨基酸改变;其编码产物由327个氨基酸残基组成,分子质量为38801.19Da,理论等电点为8.67;系统发育树结果表明,不同物种间在该基因编码区核苷酸序列和氨基酸序列上有较高的相似性,大围山微型鸡与原鸡POU1F1基因编码区核苷酸序列和氨基酸的相似性分别达到了99%和100%。大围山微型鸡POU1F1基因编码区的成功克隆,为进一步研究POU1F1基因的遗传特性和大围山微型鸡的矮小机理奠定了基础。     

牛GUCY1A3和SFXN1基因的克隆及生物信息学分析

试验以人GUCY1A3和SFXN1基因序列为探针,BLAST获得同源性较高的牛的表达序列标签（ESTs）序列及部分mRNA序列。通过RT-PCR方法从牛肌肉及脑组织克隆cDNA序列与牛表达序列标签进行拼接,获得牛GUCY1A3和SFXN1基因,并对其进行了生物学特性分析。序列分析表明,牛GUCY1A3基因编码区长2 076 bp,编码691个氨基酸;牛SFXN1基因编码区长969 bp,编码322个氨基酸。氨基酸序列分析表明,GUCY1A3蛋白磷酸化位点分布于丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）和苏氨酸（Thr）残基上,主要分布在细胞质中,不属于分泌蛋白,二级结构预测以α螺旋为主,保守结构域含1个CYCc功能结构域;SFXN1蛋白磷酸化位点分布于丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）和苏氨酸（Thr）残基上,主要分布在内质网和浆膜上,属于跨膜蛋白,二级结构以α螺旋为主,保守结构域含1段低复杂度序列和3段跨膜螺旋区。试验结果为进一步研究牛GUCY1A3和SFXN1基因的表达调控机制与功能奠定了基础。     

小花碱茅HKT2;1基因全长cDNA的克隆与生物信息学分析

Na⁺是盐渍化土壤中主要的毒害离子,对植物生长发育和农业生产构成严重威胁。高亲和性K⁺转运蛋白HKT2;1在控制高等植物Na⁺吸收,增强K⁺的选择性,进而提高耐盐性方面发挥着重要作用。本研究以拒盐型牧草小花碱茅为材料,采用RT-PCR和RACE(rapid amplification of cDNA ends)方法克隆到HKT2;1基因,并命名为PutHKT2;1。该基因全长1 919 bp,包含1个长1 638 bp的开放阅读框(ORF),编码546个氨基酸,推测分子量为60.5 kDa,等电点PI为9.07。与其他植物HKT2;1氨基酸序列同源性多在66%以上,核苷酸序列同源性都在75%以上。PutHKT2;1可能跨膜11次,二级结构分析表明,PutHKT2;1蛋白含有47.99% α-螺旋、5.13% β-转角、31.87%无规则卷曲和15.01%延伸链。PutHKT2;1基因全长cDNA的克隆及其生物信息学分析为进一步揭示小花碱茅拒盐的分子机制奠定了基础。