鸡BCO2基因功能性单核苷酸多态性的生物信息分析

旨在筛选鸡BCO2基因中具有潜在生物学功能的同义单核苷酸多态性(nonsynonymous single nucleotide polymorphisms,nsSNPs)。从SNP数据库中检索出8个BCO2基因nsSNPs,利用SIFT、PolyPhen-2、PANTHER和PROVEAN方法分析引起的氨基酸替换是否可能影响BCO2的功能预测。进一步对鸡BCO2基因编码的氨基酸序列进行翻译后修饰位点预测以及进化位点保守性预测;使用SWISS-MODEL构建了BCO2野生型以及突变型蛋白质的空间结构。结果表明:3个nsSNPs (rs739117331、rs735703078和rs736211538)可能严重影响BCO2蛋白功能。     

鸡胰岛素样生长因子2基因(IGF2)外显子区功能性SNP预测与分析

旨在采用生物信息学方法筛选鸡IGF2基因中具有潜在生物学功能的非同义单核苷酸多态性（non-synonymous single nucleotide polymorphisms，nsSNPs）位点，为开展标记辅助选择改良鸡重要经济性状提供理论参考。本研究从dbSNP数据库中检索出鸡IGF2基因的12个nsSNPs位点，利用生物信息学软件SIFT、Polyphen-2、PhD-SNP和SNAP预测其中可能的功能性SNP；使用I-Mutant3.0和Mupro方法对突变位点的氨基酸稳定性进行分析；对鸡IGF2基因编码的氨基酸序列进行多序列比对和进化位点保守性预测，并结合MutPred2预测突变可能造成的功能后果；最后使用Sopma预测IGF2野生型和突变型的蛋白质二级结构，运用I-TASSER构建它们的蛋白质三级结构。结果发现，rs740391349（E29G）、rs735633122（T30P）、rs739078786（L31P）、rs736255842（E35G）及rs736800980（V37G）这5个nsSNPs可能影响鸡IGF2的蛋白功能，且所有位点突变都会使IGF2蛋白稳定性降低。多序列比对及保守性分析显示，rs740391349（E29G）、rs735633122（T30P）和rs736255842（E35G）为高度保守并暴露的功能性残基，MutPred2与二级结构分析结果表明，rs735633122（T30P）和rs736255842（E35G）这两个位点上的突变都导致了α螺旋百分比下降。三级结构分析表明，rs735633122（T30P）和rs736255842（E35G）这2个nsSNPs均会导致IGF2的蛋白空间结构发生变化。综上所述，T30P和E35G位点突变严重影响鸡IGF2蛋白质的结构，可能是影响鸡生长和体组成性状的重要功能性SNPs。     

鸡TLR3、TLR4和TLR21单核苷酸多态性的生物信息分析

试验旨在筛选鸡TLR3、TLR4和TLR21基因中的功能性nsSNPs。利用SIFT、PolyPhen-2、PANTHER、PMut和PROVEAN五种软件方法分析引起的氨基酸替换nsSNPs是否可能影响基因的功能。进一步对三个基因氨基酸序列进行翻译后修饰位点及进化位点保守性的预测,使用easymodeller和SWISS-MODEL构建了其野生型及突变型蛋白质的空间结构,并计算突变前后的RMSD。结果表明:TLR3的K240T、T767S、D849N,TLR4的F427V、K714R和TLR21的T455A、Y553H、L602P、W926S可能严重影响蛋白质的结构功能。     

羊BMPR-IB基因非同义单核苷酸多态性的生物信息学分析

以羊BMPR-IB基因为研究对象,采用生物信息学方法,对该基因潜在的、具有生物学功能的非同义单核苷酸多态性位点(nsSNPs)进行预测,通过SIFI、PolyPhen-2、PROVEN等软件分析预测nsSNPs是否对BMPR-IB蛋白的结构及功能产生影响;通过I-Mutant 3.0、BDM-PUB、GPS-SUMO、...     

山羊脂肪酸合酶基因(FASN)启动子结构与功能的初步分析

本研究旨在对山羊脂肪酸合酶基因(Fatty acid synthase,FASN)启动子进行结构与功能的初步分析,进而对其转录调控机制进行探讨。采用PCR技术从西农萨能羊基因组DNA中克隆FASN基因启动子,通过缺失分析,构建7个包含不同缺失片段的荧光素酶报告基因载体,转染山羊乳腺上皮细胞和MCF-7细胞,利用双荧光素酶系统检测不同片段的启动活性。结果表明,克隆得到FASN基因的启动调控序列2 589bp,生物信息学分析发现,该启动子序列含有典型的启动转录元件TATA-box和E-box,分别位于转录起始位点(+1)上游-41和-74bp处。报告基因分析表明,启动子核心区域定位在-293～-79bp,在线软件预测发现,该区域含有Sp1、NF-Y、USF和SREBP等转录因子结合位点。结果显示,FASN基因启动子前端存在负调控元件,Sp1、NF-Y、USF和SREBP等转录因子可能参与FASN基因的转录调控。     

鸡载脂蛋白A1基因外显子区影响体脂性状的功能性SNP预测

载脂蛋白A1基因（APOA1）在动物体脂代谢中发挥重要作用。本研究旨在利用生物信息学的方法筛选鸡APOA1基因中具有潜在生物学作用的非同义突变单核苷酸多态性（non-synonymous single nucleotide polymorphisms,ns SNPs）位点,为利用分子标记辅助选择技术开展鸡体脂性状遗传改良提供理论参考。本研究从db SNP数据库中提取APOA1基因12个ns SNPs,利用4种生物信息学预测软件（SIFT、Poly Phen-2、SNAP和Ph D-SNP）预测其是否为功能性SNPs;使用I-Mutant3.0和MUpro软件分析突变位点氨基酸的稳定性,并对APOA1基因编码的氨基酸序列进行多序列对比和位点保守性预测;最后使用SOPMA和SWISS-MODEL软件预测ns SNPs突变前后蛋白质的二级结构和三级结构的变化。结果表明,V179G（rs732849555）突变位点影响鸡APOA1蛋白质的结构,可能是影响鸡体脂性状的重要功能性SNPs。     

基于测序技术的海南地方猪TLR4基因多态性分析

为了了解海南地方猪TLR4基因的多态性,试验采用PCR技术对五指山猪、临高猪和屯昌猪的TLR4基因组序列进行了克隆、测序,应用DNAStar和BioEdit软件分析其序列,SMART、SOPMA、SWISS-MODEL在线软件分析TLR4蛋白的结构,并预测二级结构和三级结构。结果表明:获得的三个品种海南地方猪TLR4基因DNA序列全长均为10 435 bp,其中编码区长2 526 bp,编码841个氨基酸。三个品种猪TLR4基因序列种内比对时,五指山猪在种内有1个核苷酸位点存在多态性;屯昌猪在种内有6个核苷酸位点存在多态性,2处位于编码区;临高猪在种内有3个核苷酸位点存在多态性,1处位于编码区。三个品种猪TLR4基因序列种间比对时,有27个核苷酸位点存在多态性,其中2个为错义突变,导致氨基酸改变。三个品种猪的TLR4基因序列的同源性在99.8%～99.9%之间,高度保守。海南猪TLR4基因在7 209位点的G→T突变和7 781位点的G→A位点突变引起了TLR4蛋白二级结构和三级结构发生改变。说明海南地方猪TLR4基因存在多态性,并且其多态性引起的结构改变可能使TLR4基因功能发生变化。     

藏羊DQB1蛋白结构预测与分析

为研究藏羊DQB1基因编码蛋白的功能,利用生物信息学软件对该蛋白的结构进行预测和分析,结果表明,DQB1蛋白含有信号肽和1个跨膜螺旋区,具有1个N-糖基化位点、1个酪氨酸激酶磷酸化位点、1个细胞附着序列、1个免疫球蛋白和主要组织相容性复合体蛋白、2个N-豆蔻酰基化位点、4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、5个蛋白激酶C磷酸化位点,三级结构主要以α螺旋、β折叠和无规则卷曲组成。研究结果可为青海藏羊DQB1基因抗病性的研究提供参考。     

藏羊白细胞介素-7基因的PCR扩增及生物信息学分析

为了获得藏羊白细胞介素-7（interleukin-7,IL-7）基因序列,并研究其序列特征及编码蛋白的结构和功能,本试验采用RT-PCR方法,从藏羊脾脏中扩增了IL-7基因,应用DNAStar软件分析该基因的核苷酸和氨基酸序列,与经BLAST比对后的参考序列进行同源性比对,并构建系统进化树,同时利用DNAStar软件和在线服务器预测该基因编码蛋白的二级结构、三级结构、亲水性、信号肽和蛋白翻译后修饰位点。结果表明,藏羊IL-7基因长度为531 bp（含终止密码子）,编码176个氨基酸。藏羊IL-7基因与绵羊、山羊、藏羚羊、水牛、瘤牛、美洲草原野牛、黄牛和牦牛的IL-7基因核苷酸序列同源性在97.2%~99.8%之间,氨基酸序列同源性在94.9%~99.4%之间,藏羊与绵羊的亲缘关系最近。蛋白结构预测结果表明,IL-7蛋白主要由α螺旋组成,是一种亲水性和分泌型蛋白。该蛋白含有6种蛋白质翻译后修饰位点,包括1个N-豆蔻酰化位点、1个酰胺化位点、1个cAMP和cGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点、3个N-糖基化位点、4个蛋白激酶C磷酸化位点、6个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点。本研究结果可为藏羊IL-7基因的进一步研究与临床应用提供参考。     

贵州地方山羊THRSP外显子1多态性分析

为了分析贵州山羊甲状腺激素应答蛋白(THRSP)基因的多态性,试验采用PCR产物直接测序法筛选出贵州地方山羊THRSP基因外显子1中对山羊肉质性状有显著影响的单核苷酸多态性(SNPs)位点。结果表明:在2个山羊品种中均检测到THRSP基因的2个SNPs位点分别为A341G、G365A,均为同义突变;位点G365A的A和G等位基因频率在2个品种间的差异较大。利用在线软件预测突变前后的mRNA二级结构及理化特性。说明THRSP基因外显子1的A341G和G365A位点的突变均能引起mRNA结构发生显著改变。     

弓形虫致密颗粒蛋白GRA12的生物信息学分析

为分析并预测弓形虫致密颗粒蛋白GRA12基因编码蛋白的结构、功能以及其作为疫苗候选抗原的可能性,本研究从Gen Bank数据库获取GRA12基因序列,通过在线蛋白分析专家系统(Expasy)并结合GENERUNR、DNAStar、DNAMAN等生物信息学分析软件对GRA12序列的编码区进行分析、对该基因编码蛋白质的理化性质、信号肽、跨膜结构域、二级结构、亲/疏水性、抗原表位等信息预测。结果表明:该基因全长1 311 bp,编码436个氨基酸,蛋白性质稳定,理论分子质量约为47.8 ku,无信号肽,有6个跨膜区,14个丝氨酸磷酸化位点、7个苏氨酸磷酸化位点、3个酪氨酸磷酸化位点、18个O-糖基化位点、3个乙酰化蛋白附着位点、1个酪氨酸硫酸化位点、1个潜在的N-糖基化位点、1个棕榈酰化位点,15个潜在的抗原表位。研究结果分析说明GRA12有潜力成为弓形虫疫苗候选抗原。     

弓形虫丝裂原活化蛋白激酶1基因编码蛋白结构与功能的生物信息学分析

为了分析并预测弓形虫丝裂原活化蛋白激酶1(Tg MAPK1)基因编码蛋白的结构与功能,探讨其作为疫苗候选抗原及潜在药物靶点的可能性,试验从Gen Bank数据库获取Tg MAPK1基因序列,采用在线蛋白分析专家系统(http://ca.expasy.org/),结合DNAMAN、DNAStar等生物信息学软件对该序列的编码区进行分析,预测该基因编码蛋白质的理化性质、翻译后修饰位点、功能域、亚细胞定位、二级结构、亲/疏水性、抗原表位等。结果表明:该基因全长为1 772 bp,编码区为133~1 731 bp,编码532个氨基酸。编码蛋白性质稳定,理论分子质量为58.376 ku。Tg MAPK1蛋白有5个跨膜区,有3个N端糖基化位点、7个蛋白激酶C磷酸化位点、8个酪氨酸激酶磷酸化位点、2个环腺苷酸蛋白激酶磷酸化位点、10个N端肉豆蔻酰化位点及1个酰胺化位点;无信号肽,二级结构以无规卷曲为主;Tg MAPK1基因主要存在于弓形虫虫体外膜上,有20个潜在的抗原表位。说明弓形虫Tg MAPK1基因编码蛋白为可溶性蛋白,有多个抗原表位,具有免疫原性,可作为弓形虫病疫苗候选抗原。     

欧拉型藏羊IL21基因序列、同源性及蛋白特性分析

为探讨欧拉型藏羊IL21基因序列同源性和蛋白特性,该研究提取了青海省欧拉型藏羊脾脏组织总RNA,使用PCR的方法对IL21基因进行扩增和测序处理。利用生物信息学方法对IL21基因的核苷酸和氨基酸序列研究分析,并对不同动物进行同源性比对;利用DNA Star软件和在线服务器对IL21蛋白的亲水性、三级结构和蛋白修饰位点进行研究分析。研究发现,欧拉型藏羊的IL21基因长度为387 bp,编码129个氨基酸。欧拉型藏羊IL21基因与参考绵羊的核苷酸和氨基酸同源性比对结果均为100%。研究结果表明,IL21蛋白是一种亲水性蛋白,含有酰胺化位点和亮氨酸拉链模式两种蛋白功能修饰位点。     

郏县红牛POLB基因克隆及生物信息学分析

【目的】克隆郏县红牛DNA聚合酶β(DNA polymerase beta, POLB)基因,并对其进行生物信息学分析。【方法】以郏县红牛肌肉组织cDNA为模板,通过PCR方法克隆POLB基因完整CDS区序列;利用在线软件进行遗传距离分析并构建系统进化树,分析POLB蛋白的理化性质、疏水性、磷酸化位点、跨膜结构、信号肽、二级结构、三级结构和互作蛋白。【结果】郏县红牛POLB基因CDS区序列全长1 008 bp,编码335个氨基酸。系统进化树分析表明,郏县红牛POLB基因氨基酸序列与绵羊等反刍动物的亲缘关系最近,与其他哺乳类动物和禽类次之,与斑马鱼(鱼类)最远。郏县红牛POLB蛋白分子质量为38.26 ku,理论等电点(pI)为9.10,半衰期为30 h,不稳定系数为31.06,总平均亲水系数为-0.659,属于稳定的亲水性蛋白;磷酸化位点预测分析发现,郏县红牛POLB蛋白包含17个丝氨酸磷酸化位点、12个苏氨酸磷酸化位点和4个酪氨酸磷酸化位点;跨膜区和信号肽预测结果显示,郏县红牛POLB蛋白不属于跨膜蛋白和分泌型蛋白;二级结构和三级结构预测发现,其主要包含α-螺旋、β-转角、延伸链和无...     

草鱼GHR2基因生物信息学分析

试验旨在研究草鱼GHR2基因的理化性质和结构,利用生物信息学软件对GHR2基因进行预测分析。结果显示：在草鱼GHR2基因序列中存在一条长度为1 800 bp的开放阅读框;通过对该基因的理化性质预测可知,该基因编码了599个氨基酸,分子式为C3015H4674N774O909S31,编码产物的分子质量为67 302.78 Da,理论等电点为4.89,不稳定指数为59.45,疏水性/亲水性平均值为-0.182,存在7个潜在的N-糖基化位点和73个磷酸化位点,在第25位氨基酸上存在信号肽剪切位点,二级结构以无规则卷曲为主。研究表明,草鱼GHR2蛋白是一种不稳定的可溶性酸性蛋白,也是一种跨膜蛋白,结果可为进一步阐明草鱼GHR2基因的功能奠定分子生物学基础。     

猫泛白细胞减少症病毒北京株NS1基因克隆与生物信息学分析

为分析猫泛白细胞减少症病毒（FPV）北京株（FPV-BJ 05株）NS1基因的分子特征及其编码蛋白的生物学功能,本研究对FPV-BJ 05株NS1基因进行PCR扩增、克隆及序列测定。应用生物信息学软件分析FPV-BJ 05株与GenBank上登录的11株FPV参考株NS1基因的同源性,并预测NS1蛋白理化性质、信号肽、跨膜结构、B细胞抗原表位、磷酸化位点、亚细胞定位及蛋白结构与功能、高级结构等。结果显示,NS1基因全长2 007 bp,编码668个氨基酸,且与其他FPV分离株NS1基因核苷酸序列同源性为98.8%~99.3%,氨基酸序列同源性为97.9%~98.8%。系统进化树分析结果显示,FPV-BJ 05株NS1蛋白与GenBank上登录的3株FPV参考株处于同一大分支,但由于氨基酸的突变导致其属于独立的一小分支。NS1蛋白既无信号肽也无跨膜结构域,属于非分泌型的疏水性蛋白。B细胞抗原表位预测结果显示,NS1蛋白柔韧性较好,抗原性及表面可及性较高,预测该蛋白含有13个优势抗原位点。修饰结构预测表明,NS1蛋白含有62个潜在磷酸化位点,27个O-糖基化位点和2个N-糖基化位点。亚细胞定位结果显示,NS1蛋白在细胞质和细胞核的概率较高,分别为69.6%和17.4%。NS1蛋白二级结构中α-螺旋、延伸链、无规则卷曲和β-转角分别占39.37%、15.42%、39.37%和5.84%。应用在线软件SWISS-Modle对NS1蛋白进行建模,预测其三级结构,结果发现NS1蛋白主要以α-螺旋为主。本试验结果将为北京地区FPV免疫诊断及核酸疫苗研究提供理论依据。     

奶牛DQA2基因序列特征分析

为了获得荷斯坦牛DQA2基因序列并研究其序列特征及编码蛋白的结构和功能,本研究采用DNA混合池扩增后直接测序的方法,通过DNAstar软件和在线服务器预测中国荷斯坦牛DQA2基因CDS区编码蛋白的理化性质、疏水性/亲水性、糖基化位点、信号肽、跨膜结构、二级结构以及三级结构。结果表明,中国荷斯坦牛DQA2基因CDS区长度为765bp,编码254个氨基酸,蛋白结构预测是一种混合型的可溶性蛋白质,具有4个潜在的N-糖基化位点,分别为Asn31、Asn96、Asn260、Asn369;在第1~23位氨基酸之间存在信号肽;存在1个典型的跨膜螺旋区,氨基酸序号为217-239。本研究结果为进一步研究荷斯坦牛的抗病育种提供了理论基础。     

猫泛白细胞减少症病毒北京株NS1基因克隆与生物信息学分析

为分析猫泛白细胞减少症病毒(FPV)北京株(FPV-BJ 05株)NS1基因的分子特征及其编码蛋白的生物学功能,本研究对FPV-BJ 05株NS1基因进行PCR扩增、克隆及序列测定。应用生物信息学软件分析FPV-BJ 05株与GenBank上登录的11株FPV参考株NS1基因的同源性,并预测NS1蛋白理化性质、信号肽、跨膜结构、B细胞抗原表位、磷酸化位点、亚细胞定位及蛋白结构与功能、高级结构等。结果显示,NS1基因全长2 007bp,编码668个氨基酸,且与其他FPV分离株NS1基因核苷酸序列同源性为98.8%～99.3%,氨基酸序列同源性为97.9%～98.8%。系统进化树分析结果显示,FPV-BJ 05株NS1蛋白与GenBank上登录的3株FPV参考株处于同一大分支,但由于氨基酸的突变导致其属于独立的一小分支。NS1蛋白既无信号肽也无跨膜结构域,属于非分泌型的疏水性蛋白。B细胞抗原表位预测结果显示,NS1蛋白柔韧性较好,抗原性及表面可及性较高,预测该蛋白含有13个优势抗原位点。修饰结构预测表明,NS1蛋白含有62个潜在磷酸化位点,27个O-糖基化位点和2个N-糖基化位点。亚细胞定位结果显示,NS1蛋白在细胞质和细胞核的概率较高,分别为69.6%和17.4%。NS1蛋白二级结构中α-螺旋、延伸链、无规则卷曲和β-转角分别占39.37%、15.42%、39.37%和5.84%。应用在线软件SWISS-Modle对NS1蛋白进行建模,预测其三级结构,结果发现NS1蛋白主要以α-螺旋为主。本试验结果将为北京地区FPV免疫诊断及核酸疫苗研究提供理论依据。     

山羊BMPR-IB基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

试验旨在利用生物信息学方法分析山羊骨形态发生蛋白受体IB（bone morphogenetic protein receptor IB,BMPR-IB）基因编码蛋白的结构及功能。本研究通过在线软件预测和分析山羊BMPR-IB基因编码蛋白的一级结构、二级结构、亚细胞定位、三级结构、重要的功能基序及其分类,通过最大似然法对不同物种BMPR-IB基因编码蛋白序列构建系统发育树,进行系统发育分析。结果发现,山羊BMPR-IB基因共编码502个氨基酸,其编码蛋白属于不稳定的亲水性蛋白质。二级结构以β折叠为主,比例为63.5%,主要存在于细胞核中,在线粒体、细胞质、囊泡分泌系统和质膜中也有少量分布。该蛋白主要发挥嘌呤和嘧啶、监管、运输和结合、信号转导等功能。在127-149氨基酸位置存在1个跨膜结构域;在174-203、204-494氨基酸位置存在2个高度保守的基序,分别为GS结构域和蛋白激酶结构域。三级结构由sheet片段结构富集域和helix螺旋结构富集域组成。不同物种BMPR-IB基因系统发育分析结果与动物学分类结果一致,提示BMPR-IB基因与繁殖力性状存在联系。通过不同的在线预测软件分析了山羊BMPR-IB基因编码蛋白的结构及功能,为深入研究BMPR-IB基因提供理论指导。     

务川黑牛TLR2基因的单核苷酸多态性(SNP)筛查及生物信息学分析

采用DNA混合池扩增后直接测序的方法,对务川黑牛TLR2基因的单核苷酸多态性(SNP)位点进行筛查,并利用生物信息学软件预测各SNP位点对TLR2基因mRNA和蛋白质结构的影响.结果 表明,务川黑牛TLR2基因共有18个SNP位点,其中有9个位点是错义突变,分别导致相应的氨基酸发生改变.生物信息学分析发现,T978A、...