高压电场干燥和热风干燥对马铃薯蛋白质二级结构的影响

以自然风干为对照组,采用SDS-PAGE凝胶电泳和圆二色光谱法研究了高压电场干燥(HVEF)和热风干燥对马铃薯蛋白质分子量的影响以及两种干燥方法对马铃薯蛋白质二级结构的影响。SDS-PAGE凝胶电泳结果显示:两种干燥方法对马铃薯蛋白质分子量基本不产生影响。圆二色光谱检测结果表明:经高压电场干燥后,马铃薯蛋白质的α-螺旋所占比例下降1.30%,β-折叠所占比例上升1.60%,β-转角所占比例上升0.30%,无规卷曲所占比例上升1.20%;经热风干燥后,马铃薯蛋白质的α-螺旋所占比例上升了12.50%,β-折叠所占比例下降了10.70%,β-转角所占比例上升了4.30%,无规卷曲所占比例下降4.40%。通过比较:HVEF对马铃薯蛋白质二级结构中α-螺旋、β-折叠、无规卷曲的作用趋势与热风干燥正好相反;如,热风干燥使α-螺旋的比例显著上升,而HVEF则使α-螺旋的比例下降,并且HVEF对马铃薯蛋白质二级结构的影响比热风干燥对马铃薯蛋白质二级结构的影响较小。     

基于曲线拟合的6种豆的傅里叶变化红外光谱研究

为能够快速的鉴别不同品种的豆,为豆类蛋白、豆类蛋白酶的提取等问题的研究提供研究依据,利用傅里叶变换红外光谱技术结合聚类分析和曲线拟合测试研究6种豆（黄豆、黑豆、蚕豆、红豆、绿豆和红小豆）54个样品的光谱。结果显示,6种豆的红外图谱相似,但在1800~1000 cm^-1范围内红外光谱的峰位、峰形及吸收强度有明显的差异。选取1800~1000 cm^-1范围的光谱图进行二阶导数处理,利用SPSS软件进行聚类分析,聚类分析正确率为100%。利用Origin 8.5软件对1700~1600 cm^-1范围的原始光谱进行曲线拟合处理,6种豆在酰胺Ⅰ带的吸收峰都由9个子峰叠加而成;其中6种豆的蛋白质二级结构中α-螺旋含量、β-转角含量、无规则卷曲结构含量和β-折叠含量不同。结果表明6种豆的蛋白质的二级结构是不同的,傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合曲线拟合可以快速简捷地区分不同品种豆类,并能提供豆类所含蛋白质的二级结构的信息。     

赤桉(Eucalyptus camaldulensis)Ec005592基因的生物信息分析

赤桉(Eucalyptus camaldulensis)为桃金娘科桉属下的一个种,抗逆性强。为了了解赤桉Ec005592基因,本研究运用一系列生物信息学方法对该基因及其蛋白进行分析,结果显示:该基因具有4个开放阅读框,分子量为47 084.15 Da,理论等电点为5.03,总亲水性平均值为-0.107,脂肪族氨基酸指数高达82.24:Ec005592蛋白中含有三个保守结构域,分别是Malectin_like结构域、Malectin结构域和LRRNT_2结构域。二级结构预测得出Ec005592蛋白主要由57.71%无规则卷曲(Randon coil)、26.17%的延伸链(Extended strand)、12.15%α-螺旋(Alpha helix)和3.97%的β-转角(Beta turn)组成。三级结构的预测结果显示含有α-螺旋、β-折叠和β-转角。该蛋白质定位细胞外,包括细胞壁中,存在信号肽序列,为分泌性蛋白,共含有9个磷酸化位点。推测赤桉Ec005592蛋白为富含亮氨酸重复序列类型受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。本研究结果为今后进一步深入研究赤桉Ec005592基因的功能及其改造提供了理论基础。     

水稻多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白家族OsPGIP结构及基因表达特征分析

植物多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonase-inhibitingprotein,PGIP)可特异性识别病原菌PG(polygalacturonase),从而提高植物的抗病能力。研究表明水稻中共存在7个OsPGIP基因,为明确OsPGIP家族的蛋白质结构及基因表达特征,从水稻cDNA中扩增各OsPGIP基因序列,经克隆、测序后进行生物信息学分析与蛋白质结构模拟,并测定其在生物逆境与非生物逆境胁迫下的表达量变化。经多序列比较与系统发育进化分析发现,相同或相近物种PGIP往往具有较高的相似性,虽然多数OsPGIP亲缘关系较近,但它们并不能完全聚类在一起。7个OsPGIP蛋白均具有一个信号肽和9～11个LRR片段,各LRR片段中均含有PGIP的特征结构域xxLxLxx。二级结构由α-螺旋、β-折叠和随机卷曲组成,且多以随机卷曲为主,这些二级结构以重复的随机卷曲—α-螺旋—随机卷曲—β-折叠组成线圈状结构,并按右手螺旋规则形成一个特定的凹面,负责OsPGIP与有害生物PG的互作。7个OsPGIP蛋白多较稳定,且均为疏水蛋白、脂溶性好、具有跨膜结构、定位于细胞外、有1到多个N...     

长春花茉莉酸受体CrCOI1的生物信息学分析与原核表达

通过生物信息学方法对长春花茉莉酸受体CrCOI1氨基酸序列、结构域以及二级、三级结构进行分析,利用分子生物学方法构建重组质粒并进行原核表达。结果显示：CrCOI1编码516个氨基酸,为胞质定位,分子量为58.26 k D,等电点pI为5.45,与番薯COI1蛋白的亲缘关系比较近,CrCOI1含有F-box结构域、多个LRR富集亮氨酸重复结构域以及转运抑制响应1结构域;该蛋白二级结构由50.97%α-螺旋、31.59%无规则卷曲、12.79%延伸链以及少部分β-转角(4.65%)组成;经SWISS-MODEL预测其三级结构显示,CrCOI1蛋白由α-螺旋和无规则卷曲组成,其中F-box的3个α-螺旋从蛋白的N端伸出便于结合配体。进一步地成功构建了重组表达质粒pET28a-CrCOI1,并经IPTG诱导后在大肠杆菌BL21中实现异源表达,且发现经16℃、0.4 mmol/L IPTG诱导至12 h后蛋白表达量最高,具有时间依赖性。上述结果表明,我们成功构建了长春花茉莉酸受体CrCOI1的重组表达质粒,实现大肠杆菌中的表达,并对其进行了序列以及结构分析。这为研究CrCOI1的功能以及通过其介...     

烟草蛋白酶NtClpR2基因的克隆、分析和功能的初步探究

在植物体内Clp蛋白酶可水解叶绿体内错误折叠和非正常状态的蛋白或多肽维持细胞内环境的稳态。本研究克隆了烟草ClpR2蛋白酶基因,并对其基因和编码的蛋白序列进行了分析。结果表明:该基因编码序列全长890 bp,由9个外显子剪接组成,编码由289个氨基酸残基构成的亲水性碱性蛋白结合而成,理论等电点为9.31。该基因的启动子区域含有多种顺势作用元件,显示其表达模式和功能的复杂性。该基因所编码的蛋白二级结构包括α螺旋、β转角、无规卷曲和延伸链,其亚细胞定位于叶绿体,但是不含明显的转运肽。初步功能分析表明,过表达NtClpR2的烟草植株叶绿素含量低于野生型,整个植株也明显变得矮小。上述发现表明NtClpR2在叶绿素合成中起到负向调节作用,为进一步研究其功能提供了帮助。     

马铃薯可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因克隆及生物信息学分析

用RT-PCR方法从马铃薯中克隆了可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因的cDNA片段,序列分析表明该cDNA片段全长为3 967 bp,开放阅读框为3 693 bp,编码1 230个氨基酸.核酸序列同源性分析表明,该cDNA与已发表的马铃薯SSⅢ基因(X94400)具有99%同源性,氨基酸序列同源性达98%.应用生物信息学软件对SSⅢ基因分析表明:其编码的蛋白质具有多个磷酸化位点;蛋白质二级结构预测显示,有369个氨基酸可能形成α-螺旋结构,249个氨基酸可能形成β折叠,102个氨基酸可能形成β转角,510个氨基酸可能形成无规则卷曲;通过亚细胞定位可知,它是一种含有75个氨基酸的叶绿体转运肽蛋白.     

杏扁PaCBF1基因的克隆及其生物信息学分析

CBF转录因子在多种植物的非生物逆境环境中起着重要的作用,可提高植物的抗逆性。为研究CBF基因在杏扁非生物逆境中的作用与功能,以杏扁品种围选1号为试验材料,利用RT-PCR技术克隆了1个CBF/DREB1转录因子基因CBF,命名为PaCBF1,Gen Bank登录号为MF491392。对其进行生物信息学分析,结果显示:该基因开放阅读框长度为723 bp,编码240个氨基酸,分子量为26.928 ku,等电点为6.35,亲水性平均值为-0.555;PaCBF1蛋白含有一个高度保守的AP2结构域,以及植物CBF蛋白的保守结构域PKKRAGRRVFKETRHP和DSAWR;二级结构预测显示该蛋白主要由38.75%的无规则卷曲、29.58%的α-螺旋、22.92%的延伸链和8.75%的β-转角组成;三级结构的预测结果显示含有α-螺旋、β-折叠和β-转角;该蛋白定位在细胞核,不存在信号肽序列,为非分泌性亲水蛋白,共含有13个磷酸化位点。结果为今后进一步深入研究杏扁CBF转录因子的功能以及对逆境环境的抵抗机制提供了理论基础。     

大豆KCS基因的克隆及结构预测

以大豆叶片总RNA为模板,利用RT-PCR方法,克隆获得大豆KCS基因序列。采用生物信息学方法对其进行预测分析,结果表明:大豆KCS基因的CDS序列长度为1533bp,编码510个氨基酸;大豆KCS基因编码的蛋白质理论分子量为57.1kD,等电点为9.03;该基因编码的蛋白具有两个完全跨膜结构;没有信号肽;其蛋白质二级结构中α螺旋占47.65%,无规则卷曲占35.88%,β折叠占16.47%;在进化关系上,与油茶、菟葵、苜蓿的亲缘关系相对较近,该研究结果可为大豆KCS基因结构和功能的进一步研究提供理论参考。     

水芹OjHSP90基因克隆及生物信息学分析

本研究从水芹中克隆得到一个HSP基因Oj HSP90,生物信息学分析表明:水芹Oj HSP90基因全长2 100 bp,编码699个氨基酸;Oj HSP90蛋白的理论分子量为80.3 k D,等电点为5.01,是一种亲水性的稳定蛋白;Oj HSP90蛋白的二级结构中,α-螺旋占52.93%,延伸链占16.74%,β-折叠占5.87%,无规则卷曲占24.46%;该蛋白的N端含有1个HSP90超家族蛋白保守的结构域YSNKEIFLRE,能够与ATP结合;进化树分析表明,Oj HSP90蛋白与拟南芥At HSP90蛋白和烟草Nt HSP90的相似度最高,分别为91.99%和92.13%。本研究旨在为进一步研究HSP90基因的功能以及研究水芹耐高温途径提供理论参考。     

松墨天牛Homothorax基因的鉴定及表达分析

为了探讨Meis家族中Homothorax基因在昆虫中的表达特性,以松墨天牛为研究对象,从cDNA文库中筛选到松墨天牛Homothorax基因,命名为MaHth(GenBank:KX364396)。该序列长为1347bp,编码448个氨基酸。由此预测的蛋白质二级结构主要由α螺旋与无规则卷曲组成,其次是β转角与延伸链;SWISS-MODEL同源建模预测其三级结构的基元为α螺旋-β转角-α螺旋。MaHth基因编码蛋白,定位于细胞核,并存在2个独立的核定位信号:KRDK、KKNQKKR。通过DNAMAN软件比对发现MaHth与赤拟谷盗同源性最高,为97%,且存在Hox保守结构域序列;用MEGA4.0构建系统发育树,显示松墨天牛与赤拟谷盗处在同一分支。通过RT-qPCR分析表明:卵、蛹中的表达量比幼虫、成虫中的高,在成虫中最低;幼虫头部中MaHth表达量最高,马氏管中表达量较低;成虫头部、马氏管中MaHth表达量最高,足、翅、触角中表达量较低。     

八眉猪DQA基因编码区多态性及生物信息学分析

采用克隆测序的方法对八眉猪DQA基因编码区进行多态性分析,并利用生物信息学方法预测八眉猪DQA基因的理化特性及其编码产物的结构功能。结果显示:八眉猪DQA基因编码255个氨基酸,编码区序列有14个碱基变异,11个氨基酸变异,外显子2区域表现出丰富的多态性。DQA基因编码产物是一种不稳定的水溶性蛋白,二级结构为混合型,三级结构由α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲组成。蛋白质功能预测结果显示,信号转导、受体、胁迫应答、免疫应答和生长因子的几率较高。研究结果为八眉猪的抗病分子育种和经济性状相关基因筛选提供理论依据。     

菜用大豆蔗糖转运蛋白基因Glyma18g15950的克隆及生物信息学分析

为了从分子水平上揭示菜用大豆蔗糖转运蛋白的结构特点,研究从菜用大豆‘闽豆6号’中同源克隆了蔗糖转运蛋白基因Glyma18g15950。经测序发现:该基因CDS长度为1794 bp,编码一个含有597个氨基酸的多肽。生物信息学分析表明,Glyma18g15950蛋白的等电点(pI)为5.81,分子量(Mw)为64.30 kD;为疏水性蛋白。SOMPA分析表明,各个氨基酸残基对应的二级结构分别为α螺旋42.47%、β折叠13.71%、无规则卷曲39.63%和β转角4.18%;氨基酸序列和结构分析显示Glyma18g15950蛋白包含MFS_2结构域。SignalP分析表明该蛋白没有信号肽。系统进化树分析表明菜用大豆Glyma18g15950蛋白与野生大豆(Glycine soja)的亲缘关系最近,同源性达97.34%。将该蛋白与拟南芥的9个SUC蛋白比对表明Glyma18g15950与AtSUC3的亲缘关系最近,属于SUT2亚族。     

荷斯坦奶牛IFN-γ基因的克隆、序列分析及表达研究

利用RT-PCR技术从荷斯坦奶牛外周血淋巴细胞总RNA中扩增IFN-γ(ccIFN-γ)基因,克隆至pMD18-T载体进行测序。测序结果表明,ccIFN-γ基因全长501bp,编码166个氨基酸,其中前23个氨基酸残基构成信号肽序列,后面147氨基酸残基构成成熟肽,其中含有2个潜在的N-链糖基化位点。二级和三级结构预测发现,ccIFN-γ蛋白分子中存在7个的α-螺旋,中间由无规卷曲连接,折叠成由α-螺旋包绕的中空状结构。将ccIFN-γ成熟肽编码区序列进一步克隆至pET-28a,转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达。经SDS-PAGE分析,表达出与预期大小(20.6KDa)相符的重组蛋白,占菌体蛋白18.6%。Western blot检测证实表达的融合蛋白为牛IFN-γ,这为进一步开展重组ccIFN-γ生物学活性的研究奠定了基础。     

柱型苹果MADS-box家族的2个同源基因克隆与生物信息学分析

基于笔者前期进行的柱型苹果转录组测序(RNA-seq)结果,采用RT-PCR方法,从柱型苹果花芽中克隆了MADS-box基因家族的2个同源基因,分别命名为MdSOCla和MdSOClb。分析结果表明,MdSOCla开放阅读框长度为708 bp,编码235个氨基酸,蛋白质分子量为26.95 kDa,等电点为9.13;MdSOClb开放阅读框长度为717 bp,编码238个氨基酸,蛋白质分子量为27.49 kDa,等电点为9.61。MdSOCla和MdSOClb的编码区碱基序列相似性为83.49%,氨基酸的相似性为73.72%。MdSOCla和MdSOClb的第1～75个氨基酸为高度保守的MADS盒结构域,第105～170个为K盒结构域。在构建的SOC1系统进化树中,MdSOCla与MdSOClb与苹果SOC1关系最近,其次为橙SOC1,与拟南芥SOC1同源基因进化关系最远。苹果、橙、大岩桐关系较近而聚为一类,而大豆、豇豆、葡萄、拟南芥、草莓和玉兰聚为一类。蛋白质二级结构预测显示,MdSOCla蛋白有8个α-螺旋,5个β折叠区,13个β-转角;而MdSOClb蛋白有11个α-螺旋,7个β折叠区,11个β-转角。推测二者在花的发育中可能起不同的调控作用。     

不同热烫处理方式对胡椒成分及香气物质的影响

研究不同热烫处理方式(微波处理1,3,6,9 min,水蒸气处理1,3,6,9 min,100℃水处理1,3,6,9min)对胡椒主要成分的影响。结果表明,不同热烫处理方式随着处理时间延长,胡椒中胡椒碱、蛋白质、VC含量损失越严重,而总酚含量增加。然而就3种热处理方式来说,微波对胡椒中各物质的损失相对来说最小,水蒸气次之,100℃水处理损失最大;胡椒挥发油的主要成分为3-蒈烯、石竹烯、D-柠檬烯、δ-榄香烯、β-蒎烯、α-水芹烯和α-蒎烯。最终确定较好的胡椒热烫处理为微波处理1 min,水蒸气6 min,100℃水3 min。     

从狼毒大戟中克隆蓖麻烯合成酶基因

本研究采用RACE-PCR技术从狼毒大戟(Euphorbia fischeriana Steud.)根中克隆到一个蓖麻烯合成酶(casbene synthase)基因,命名为EfCS(GenBank登录号为:JN862821)。该基因长1969bp,编码602个氨基酸,具有典型的萜类合成酶的基因结构。对CS基因编码氨基酸序列进行生化特性分析发现其理论等电点为5.36,分子量为69.3648kD。通过疏水性分析,发现CS整体表现为亲水性。进行导肽分析结果发现其具有叶绿体导肽。二级结构预测表明,CS蛋白由α-螺旋、延伸链、β-转角和随意卷曲构成,它们分别占到64.95%、6.64%、3.16%和25.25%。另外,对CS蛋白质进行三级结构预测,发现蓖麻烯合成酶属Ⅰ类萜类合成酶。     

郑丰5号α-醇溶蛋白基因的克隆与序列分析

α-醇溶蛋白是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组分，其组成与含量对小麦加工品质具有重要影响。利用PCR从郑丰5号基因组中克隆α-醇溶蛋白基因，并对其序列进行分析。经克隆共获得32个α-醇溶蛋白新基因（ ZF5 A-1～ZF5A-32，GenBank注册序列号为JX828280～JX828311），其中15个为假基因，17个（ZF5A-1～ZF5A-17）具有完整开放阅读框。17个α-醇溶蛋白新基因中，除ZF5A-1、ZF5A-3、ZF5A-6、ZF5A-9、ZF5A-10、ZF5A-11、ZF5A-15编码的蛋白在特征Ⅱ区含有1个额外的半胱氨酸（ C）外，其他10个基因编码的蛋白均具有α-醇溶蛋白的典型结构。根据推断氨基酸序列中4种主要T细胞优势多肽的分布及多聚谷氨酰胺区的长度，推测ZF5A-7和ZF5A-12可能定位于6A染色体，ZF5A-4、ZF5A-13、ZF5A-14和ZF5A-17可能定位于6B染色体，而ZF5A-1～ZF5A-3、ZF5A-5、ZF5A-6、ZF5A-8～ZF5A-11、ZF5A-15和ZF5A-16可能定位于6D染色体。17个新克隆α-醇溶蛋白基因及4个已知α-醇溶蛋白基因编码的蛋白的二级结构预测结果表明：α-螺旋、β-折叠的位置和核心序列是相对保守的，但不同蛋白α-螺旋和β-折叠的数量以及参与形成同一保守区域α-螺旋和β-折叠的氨基酸残基数却并不相同。克隆的17个α-醇溶蛋白基因中，除ZF5A-17编码的蛋白缺少α-螺旋（ H2）、ZF5A-2、ZF5A-8编码的蛋白在特征区Ⅰ均存在1个额外的α-螺旋（ HE1）、GQ891685和ZF5A-15编码的蛋白在多聚谷氨酰胺Ⅱ区存在1个额外的α-螺旋（ HE2）外，5个保守的α-螺旋（ H1～H5）恒定出现在其他基因的2个谷氨酰胺重复区和特征区中；此外，在C-末端特征区大部分基因（61．11％）还形成1个β-折叠结构（ E）。郑丰5号中具有较多额外半胱氨酸、α-螺旋和β-折叠的α-醇溶蛋白基因，可能与其良好的加工品质密切相关。     

表没食子儿茶素没食子酸酯对大豆分离蛋白凝胶的影响

为改善大豆分离蛋白(SPI)凝胶的强度,在SPI热诱导或酶诱导形成凝胶过程中添加表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG),制备EGCG/SPI凝胶体系.通过表面疏水性、自由巯基含量、内源荧光光谱和圆二色谱分析体系中SPI的结构改变,发现EGCG的添加提高了SPI的表面疏水性和自由巯基含量,蛋白质链展开,出现松弛和拉伸,分子柔性增加.圆二色谱结果表明无序结构(β-转角和无规卷曲)含量明显增加,β-折叠含量明显减少.进一步研究了热诱导和酶诱导下EGCG/SPI凝胶体系的形成作用力、凝胶强度、流变学特性、持水力及表面形貌的变化,结果表明,EGCG的添加增强了热凝胶中的氢键、疏水相互作用和二硫键,EGCG/SPI凝胶具有更高的持水力、凝胶强度和储存模量,以及更为紧密的三维网络结构.     

桃果实ACC氧化酶基因的克隆及序列分析

乙烯是调控果实成熟衰老的内源激素,有效地调控乙烯的生物合成便是控制果实成熟的关键,而ACC氧化酶是植物乙烯生物合成途径中的限速酶之一。本研究以成熟的白粉桃为材料提取果实总RNA,克隆ACC氧化酶基因,旨在利用反义技术抑制乙烯合成,延迟桃果实成熟,提高硬度。将克隆片段与pMD18-T载体连接并转化到E.coliDH5α,经PCR、酶切和测序鉴定。分析表明该基因全长为1246bp,其中编码区长960bp,共编码319个氨基酸,与已登陆的ACC氧化酶基因(AF319166)核苷酸序列和氨基酸序列的同源性分别为99%和98%,表明成功的克隆了ACC氧化酶基因。经生物信息学分析,推测该蛋白的分子式为C1626H2542N420O485S12,相对分子质量为36.12kDa,等电点为5.27;该蛋白为亲水性非分泌型蛋白,无信号肽存在;其蛋白质二级结构以α-螺旋、β-折叠和无规卷曲为主,是一个紧凑型球状结构域。