普通小球藻八氢番茄红素合成酶基因psy的cDNA克隆及生物信息学分析

通过RACE-PCR首次克隆获得了普通小球藻(Chlorella vulgaris)中八氢番茄红素合成酶编码基因psy的cDNA全长序列。该序列全长1605 bp,包括1245 bp开放阅读框,编码415个氨基酸。氨基酸序列对比及系统发生分析表明其与其它物种的PSY蛋白具有同源性,与绿藻聚集一支,与小球藻Chlorella variabilis、原壳小球藻 Auxenochlorella protothecoides和佐夫色绿藻Chromochloris zofingiensis的遗传距离最近(分别为0.173、0.188和0.239),并具有较高的相似性(81% ~ 84%)和一致性(69% ~ 76%)。亚细胞定位预测表明C. vulgaris PSY前45个氨基酸残基为叶绿体转运肽,可能引导翻译后的肽链进入叶绿体。保守区块、特征基序分析及三维建模显示,序列中具有多个潜在的蛋白质修饰位点,以及PSY蛋白的保守区块和特征基序,包括两个保守的底物-镁离子结合位点和两个活性位点遮蔽残基,用于结合底物及保护催化反应中间产物;C. vulgaris PSY蛋白中还具有一个特异的底物-镁离子结合位点,其活性和功能还未知。总之,研究结果揭示了普通小球藻psy基因的cDNA全长序列及可能的蛋白质序列结构特性,结果可为构建过表达载体,提高类胡萝卜素产量提供相关信息。     

草莓八氢番茄红素合成酶基因的克隆及其表达特性

 【目的】分离和克隆草莓果实八氢番茄红素合成酶基因psy,分析其序列特征,了解其在不同组织部位的表达情况。【方法】采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆草莓类胡萝卜素合成途径中关键基因psy,用生物信息学方法对获得的cDNA序列及推定氨基酸序列进行分析,并用半定量PCR法研究psy基因在不同组织中的表达。【结果】分离到psy基因,GenBank登录号为FJ784889。该cDNA全长1 458 bp,具有1个1 194 bp的完整开放阅读框(ORF),编码398个氨基酸。序列分析表明,psy编码的氨基酸序列与其它植物的PSY蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,草莓PSY与胡萝卜和玉米的PSY蛋白亲缘关系比较近。原核表达结果表明psy基因在大肠杆菌中获得高效表达。利用半定量RT-PCR技术进行组织表达模式分析发现,psy基因在草莓的花、叶片和果实中均有表达。表达量为花＞红果＞粉红果＞白果＞青果＞老叶＞新叶。【结论】从草莓中克隆到类胡萝卜素生物合成的关键酶基因psy,该基因可能参与调控类胡萝卜素的合成。     

斜纹夜蛾信息素结合蛋白cDNA片段的克隆及序列分析

利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)技术从斜纹夜蛾(Spodoptera litura(Fabricius))雄蛾触角扩增得到2个分别为275 bp和281 bp的信息素结合蛋白(PBP)cDNA片段:SlitPBP1和SlitPBP2,其分别由92个氨基酸残基和94个氨基酸残基组成,并且具有5个保守的半胱氨酸位点(全序列应有6个).通过在GenBank中进行序列的同源性比较,表明这2个序列与已知几种夜蛾科昆虫的PBP氨基酸序列具较高的同源性.     

斜纹夜蛾信息素结合蛋白cDNA片段的克隆及序列分析

利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)技术从斜纹夜蛾(Spodoptera litura(Fabricius))雄蛾触角扩增得到2个分别为275 bp和281 bp的信息素结合蛋白(PBP)cDNA片段:SlitPBP1和SlitPBP2,其分别由92个氨基酸残基和94个氨基酸残基组成,并且具有5个保守的半胱氨酸位点(全序列应有6个).通过在GenBank中进行序列的同源性比较,表明这2个序列与已知几种夜蛾科昆虫的PBP氨基酸序列具较高的同源性.     

山溪鲵皮肤β-microseminoprotein样蛋白的分离纯化及其cDNA克隆

从山溪鲵(Batrachuperus pachunii)皮肤匀浆液中经过Sephadex G-50凝胶过滤、AKTA(R)Resource Q阴离子柱和反向高压液相C4柱分离纯化得到相对分子质量为12 000的蛋白.利用其N端氨基酸序列设计引物,从山溪鲵皮肤的cDNA中克隆并筛选到该蛋白的cDNA序列.该cDNA序列的开放阅读框为339 bp,编码113个氨基酸残基组成的蛋白.在BLAST数据库搜寻比对分析表明,该蛋白的氨基酸序列与来自人类及其他哺乳动物β-microseminoprotein蛋白具有约40%的序列同源性.这也是首次在两栖类动物皮肤中确认β-microseminoprotein.初级结构分析表明,该蛋白属于亲水性蛋白;多重序列比较显示,其氨基酸序列中的10个半胱氨酸位点及15个其他氨基酸位点与高等脊椎动物β-microseminoprotein中同种氨基酸有相同的位点.由此推测该蛋白属于β-microseminoprotein家族.     

马铃薯衰老相关基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆获得马铃薯衰老相关基因(StSAG)的cDNA序列,并对其进行生物信息学分析.结果表明,马铃薯衰老相关基因的cDNA序列全长1 062 bp,包含一个561 bp的开放阅读框,编码186个氨基酸;StSAG的等电点为7.20,为亲水叶绿体蛋白,无信号肽,有12个磷酸化位点,在N末端有一个较短的伸展肽段.StSAG与茄科植物烟草亲缘关系最近.     

斜纹夜蛾触角气味结合蛋白基因SlitGOBP2的克隆与序列分析

应用RT-PCR扩增结合RACE技术克隆获得斜纹夜蛾触角普通气味结合蛋白2(GOBP2)基因Slit-GOBP2全序列.SlitGOBP2的阅读框全长489 bp,编码162个氨基酸残基,预测分子质量和等电点分别为18.16 ku和5.43.cDNA和氨基酸序列GenBank登录号分别为EFl59979和ABM54824.SlitGOBP2氨基酸序列含6个保守的半胱氨酸位点,具有GOBP2的典型特征,与16种鳞翅目昆虫GOBP2同源性为94%～75%;编码蛋白呈酸性,整个分子呈亲水性,在第40～60位和100位以后的氨基酸表现亲脂性,蛋白质二级结构主要由a螺旋构成.氨基酸序列系统进化树分析表明,SlitGOBP2与草地夜蛾Spodoptera frugiperda和甘蓝夜蛾Marnestra brassicae的GOBP2同属于一个分支,一致性分别为94.4%和92.0%.昆虫GOBP2分子在体现保守性的同时也体现了进化性.     

栗疫病菌泛素核糖体L40融合蛋白基因的克隆与分析

用酿酒酵母(Saccharyomyces cerevisae)泛素融合蛋白基因从COGEME(Consortium for the functional genomics of microbial eukaryotes)植物病原菌EST(Expressed sequence tag)库中BLAST(Basic local alignment search tool)得到栗疫病菌的泛素融合蛋白EST,设计引物从栗疫病菌cDNA中克隆到该基因并测序,得到在进化上高度保守的基因,该基因开放阅读框为387 bp,编码128个氨基酸残基组成的泛素融合蛋白前体;由cDNA序列推定的氨基酸序列分析结果表明,泛素融合蛋白前体包括氮末端的泛素结构域(76个氨基酸残基)和碳末端的核糖体蛋白L40结构域(52个氨基酸残基).该蛋白为高碱性蛋白,碳末端含有一个"锌指"模式结构.与19个物种比较的结果表明,栗疫病菌与真菌泛素融合蛋白氨基酸序列相似度较高,具有高度的保守性.     

甘薯茎线虫乙酰胆碱酯酶基因Dd-ace-1全长cDNA的克隆和序列分析

利用反转录聚合酶链式反应,结合快速扩增cDNA末端(RACE)技术,克隆了甘薯茎线虫乙酰胆碱酯酶基因cDNA Dd-ace-1.该cDNA序列5′端存在反式剪接引导序列SL1,全长2196bp,包含1个1908bp的开放阅读框(GenBank登录号EF583059);在推导出的635个氨基酸残基的前体蛋白中,N端的前24个氨基酸残基为信号肽,随后的611个氨基酸残基是成熟的乙酰胆碱酯酶序列,其预测的相对分子质量为70144.12.在一级结构中,形成催化活性中心的3个氨基酸残基(Ser223、Glu360和His483)、胆碱结合位点Trp(106)以及在亚基内形成二硫键的6个半胱氨酸完全保守;在电鳐(Torpedo californica)乙酰胆碱酯酶分子的催化功能域中存在14个保守的芳香族氨基酸残基,其中10个在甘薯茎线虫乙酰胆碱酯酶中完全保守.该酶的氨基酸序列与南方根节线虫(Meloidogyne incognita)、胎生网尾线虫(Dictyocaulus viviparous)和秀丽小杆线虫(Caenorhabditis elegans)ACE-1的同源性为68.6%、67.2%和66.3%.与其他线虫乙酰胆碱酯酶的聚类分析显示,该乙酰胆碱酯酶(Dd-ACE-1)与其他线虫乙酰胆碱酯酶ACE-1同属一个支系.     

杨梅超氧化物歧化酶SOD2同源基因片段的克隆及序列分析

根据植物超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的保守区设计特异性引物,通过RT-PCR技术,克隆杨梅叶超氧化物歧化酶保守区之间的cDNA序列.该序列长233 bp,编码一段由77个氨基酸残基组成的SOD保守区片段,该肽段具有Cu/Zn SOD的特征序列.序列同源性分析表明,该序列与Genba...     

欧李八氢番茄红素合成酶cDNA克隆、序列分析及在大肠杆菌中的功能表达

 【目的】克隆、分析欧李[Cerasus humilis（Bge）Sok]八氢番茄红素合成酶（phytoene synthase,PSY）基因,并利用大肠杆菌异源表达体系验证其功能。【方法】以欧李果实中分离的总RNA为模板,通过RT-PCR扩增到PSY cDNA中间片段,再利用RACE技术获得该基因cDNA全长并分析其序列;然后利用PCR技术获得欧李PSY cDNA编码区全长,将其克隆到原核表达载体pET-28a(+),获得重组质粒pET-ChPSY,转化大肠杆菌BL21（DE3）诱导表达,并利用工程菌株验证融合蛋白6×His-PSY的催化活性。【结果】欧李PSY cDNA全长1 559 bp,最大开放读码框为1 194 bp,可编码398个氨基酸,命名为ChPSY。核酸序列及其推导的氨基酸序列与已知其它植物PSY核酸、氨基酸序列之间的相似性分别在70%和65%以上,并且发现欧李PSY的N末端存在1—55个氨基酸残基组成的转运肽信号序列,在37—58和219—240氨基酸区域包含2个跨膜结构域。SDS-PAGE分析表明,原核表达获得了具有较高表达水平的融合蛋白6×His-PSY,相对分子量约为45.8 kD。通过大肠杆菌异源表达证实ChPSY可编码一个功能蛋白,促进工程菌株中β-胡萝卜素含量增加。【结论】该研究成功地克隆了欧李PSY cDNA全长并在大肠杆菌中功能表达,为进一步研究该酶蛋白特性和欧李果实类胡萝卜素的合成机制奠定了基础。     

黄羽扇豆翻译延伸因子2的序列分析

 利用Sanger双脱氧链终止法对黄羽扇豆（Lupinusluteus）翻译延伸因子2（EF2）的全长cDNA克隆进行了序列分析。该cDNA长度为2794bp,其中包括5’末端的80bp非翻译区,3’末端185bp非翻译区和2529bp长编码序列,3’末端为一18bp poly（A）尾。与其它GTP结合蛋白比较其编译的843aa（氨基酸）序列,发现它们具有显著的同源性;黄羽扇豆EF2与甜菜EF2的氨基酸序列90％相同。其差异主要存在于序列的中部;而与肽基tRNA和核糖体作用部位、与GTP结合部位和GTP酶活性有关的部位具有很高的保守性。黄羽扇豆EF2第700个氨基酸残基组氨酸是白喉毒素的ADP-核糖基化部位。     

河八王分蘖基因NpD53克隆及其生物信息学分析

[目的]克隆河八王[Narenga porphyrocoma(Hance) Bor]分蘖基因NpD53,并分析其序列特征,为甘蔗野生种分蘖的分子机理研究提供理论参考.[方法]以河八王为试验材料,提取其叶片总RNA,反转录获得cDNA,通过RACE(cDNA末端快增)技术扩增NpD53基因,并采用生物信息学方法对其核苷酸序列及编码蛋白的氨基酸序列进行分析.[结果]NpD53基因(GenBank登录号MF593461)的中间序列长度760 bp、5'端序列长度1497 bp、3'端序列长度1233bp,拼接后其cDNA序列全长为2597 bp,包含1个2037 bp的开放阅读框(ORE),编码678个氨基酸,蛋白分子量75.02kD,等电点6.59,亲水性平均数-0.506,表明其为亲水性蛋白,位于细胞核内(可信度94.1%).NpD53基因编码蛋白(NpD53)存在P-loop_NTPase和ClpB_D2-small超家族核心序列,含有4个非特异性位点,与其他物种的D53蛋白均具有相同的保守结构域ClpB_D2-small;其二级结构仅有4种卷曲类型,以无规则卷曲最多,占42.77%,其次是α-螺旋,占35.55%,延伸链和β-转角分别占15.34%和6.34%.NpD53蛋白的氨基酸序列同源性比对及系统进化树分析结果显示,河八王与禾本科物种(高粱和山羊草)的亲缘关系较近,与海枣、油棕、芭蕉等物种的亲缘关系较远.[结论]河八王分蘖基因NpD53编码蛋白与其他物种的D53蛋白具有相同的保守结构域,且具有2个Ⅰ类Clp ATP酶的非特异性位点,推测NpD53为一种分子伴侣,与河八王自身的耐热性相关.     

谢瓦氏曲霉间型变种veA基因全长克隆及序列分析

为进一步研究谢瓦氏曲霉间型变种中veA基因的结构及其与有性发育的关系,以谢瓦氏曲霉间型变种为有性发育研究材料对veA基因进行全长克隆,根据已克隆到的veA保守区片段设计基因特异性引物(GSP),使用RACE技术从总RNA克隆到了长度为2 515 bp的veA基因的cDNA。序列分析表明,该cDNA编码有562个氨基酸残基,其预测蛋白质序列与丝状真菌的其他种相应预测蛋白质比对结果发现,其相似性较好,保守区序列集中于蛋白质的N端。进一步研究表明,该基因开放阅读框内只含一个内含子,长度为54 bp,位于起始密码子下游149 bp处。说明,已成功地从谢瓦氏曲霉间型变种中克隆到了veA基因。     

农业害虫铅灰齿爪鳃金龟气味受体基因Or83b的克隆及序列分析

采用简并引物反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术,从农业害虫铅灰齿爪鳃金龟中分离和克隆了一类非常保守的嗅觉受体蛋白基因(命名为Hp-Or83b)全序列。Hp-Or83b全长共1822 bp,5’-UTR为168 bp,3’-UTR为220 bp,开放阅读框全长1434 bp,编码478个氨基酸,预测分子量为54.24 kDa,等电点为7.46。通过同源性比较,发现Hp-Or83b氨基酸序列与已知的其它昆虫的Or83b具有较高的同源性。因此推断所获得的cDNA序列为农业害虫铅灰齿爪鳃金龟气味受体基因Or83b的cDNA序列。     

枇杷Amyrin Synthase(AS)基因的5'RACE与3'RACE扩增及序列分析

以‘解放钟’枇杷(Eriobotrya japonica L.)叶片为材料,在前期获得保守区的基础上,采用RT-PCR结合RACE技术,扩增得到枇杷三萜合成途径中关键酶香树脂醇合成酶基因的5'和3'序列,并进行序列分析。结果表明,AS基因5'非编码区长96 bp;3'非编码区长321bp,在GenBank中更新的登录号为JX173279.2,结合已发表保守区序列,通过拼接,得到AS基因全长2 700 bp,含有一个2 283 bp的开放阅读框,编码760个氨基酸。生物信息学分析表明,该蛋白是定位于细胞核的蛋白,具有29个磷酸化位点,属于ISOPREN_C2_like超家族,含有Camelliol C synthase、squalene/oxidosqualene cyclases、Squalene cyclase多结构域,与苹果AS基因98%同源。     

酸柚根系CS和PEPC基因的克隆及序列分析

以酸柚(Citrus grandis)根系为材料,利用热硼酸法提取了根系总RNA,并逆转录成cDNA,利用PCR和RACE技术相继得到柠檬酸合酶基因(CS)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)的保守区、3'端和5'端.酸柚根系CS基因全长1760bp,开放读码框有1413 bp,编码472个氨基酸,氨基酸序列相对分子质量为52.487 ku,等电点为6.9,亲水指数为-0.199;5'端非编码区为67 bp,3'端非编码区为277 bp;推导的氨基酸经序列比对,发现与其他物种具有很高的同源性(85.4%-99.6%).酸柚根系PEPC基因全长3307 bp,开放读码框有2604 bp,编码868个氨基酸,氨基酸序列相对分子质量为99.569ku,等电点为6.68,亲水指数为-0.398;5'端非编码区为431 bp,3'端非编码区为269 bp,推导的氨基酸经序列比对,发现与其他物种具有很高的同源性(85.8%-95.7%).初步确定克隆到的为酸柚根系CS和PEPC基因,登陆Genbank,登陆号分别为HQ537481和HQ537482.