版纳微型猪近交系PPP2CA克隆、表达及蛋白质功能生物信息学分析

蛋白磷酸酶2A(protein phosphatases of the type 2A, PP2A)是一种广泛表达的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶,介导蛋白质的去磷酸化从而调控多种关键信号通路的活性。该酶由催化亚基、结构亚基、调节亚基形成异源三聚体复合物发挥作用。本研究借助GenBank中猪(Sus scrofa)及其他物种的蛋白磷酸酶2A催化亚基α(protein phosphatase 2A catalytic subunitα, PPP2CA) mRNA序列,设计特异引物扩增版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)PPP2CA基因编码区序列,并对其进行表达和功能特性分析。应用qRT-PCR分析组织mRNA表达谱,并对编码的蛋白质序列进行生物信息学分析。扩增得到了BMI PPP2CA 930 bp (GenBank No. KU705627)的完整CDS序列,共编码309个氨基酸。与其他组织相比PPP2CA基因在尿道球腺和精囊腺中极显著高表达(P0.01),在睾丸中表达量也相对较高,在肝、结肠、脾、肺、十二指肠、前列腺、肾、附睾及脑中中度表达;在胃、心、肌肉中表达水平极显著低于其他组织。PPP2CA蛋白质功能预测表明其存在1个保守结构域MPP_PP2A_PP4_PP6,存在4类功能活性位点,无跨膜螺旋结构,无信号肽序列,N末端和C末端均亲水,位于细胞质的概率是94.1%。二级结构预测表明该蛋白α-螺旋含量最高,是组成N端的主要结构,C端有一段无规则卷曲,多物种氨基酸序列比对结果显示,PPP2CA序列在不同物种间相似度很高,推测其在进化中高度保守,为深入研究PPP2CA基因在猪精子获能方面作用机制提供了资料基础。     

猪-人异种移植相关基因CMAH的克隆、表达及功能生物信息学分析

【目的】研究版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line,BMI)CMAH基因特性,探索该基因在猪-人异种器官移植免疫排斥中的作用。【方法】采用实时荧光定量PCR技术检测BMI 27个重要组织的CMAH m RNA表达水平,采用Western blot检测BMI在9个组织中的CMAH蛋白表达特征,并对CMAH编码的氨基酸进行生物信息学预测,分析CMAH蛋白质的功能。【结果】扩增得到BMI CMAH编码区序列长1 734 bp,编码577个氨基酸,序列已提交Gen Bank,基因登录号KM098147,对应的氨基酸登录号AIS36193。多组织相对荧光定量表达分析表明CMAH基因在颌下腺、脾及舌下腺中呈相对高表达水平,在其他组织中呈相对中、低表达水平。Western Blot分析表明CMAH蛋白在除脊髓和大脑外的其他组织都有表达。功能生物信息学分析表明CMAH蛋白质包含Rieske和Ula G保守结构域,二级结构以α螺旋为主,N末端亲水,C末端疏水,有6类功能活性位点。【结论】明确了CMAH基因的结构以及在多种组织中差异化表达情况,为深入研究其在异种器官移植方面的功能积累了基础资料。     

版纳微型猪近交系AURKC的分子特征及其在睾丸中的转录调控研究

为研究AURKC基因在版纳微型猪近交系（Banna mini-pig inbred line, BMI）精子发生中的功能特性及表达调控,本研究利用RNA-seq技术对BMI 12月龄成年公猪的睾丸进行全转录组测序;采用RT-PCR技术从BMI睾丸获得AURKC全长编码序列,并分析其分子结构、蛋白保守结构域及功能特性,构建多物种氨基酸序列进化树和蛋白互作网络图;利用睾丸全转录组测序数据,借助相关数据库,对AURKC基因进行功能注释,预测调控的ceRNA(competing endogenous RNA,竞争性内源RNA),并构建转录调控网络。结果表明：AURKC在BMI睾丸中原始平均表达量为721.25,其对应转录本ENSSSCT00000051895.2的平均表达量（TPM）值为18.37,该基因CDS长894 bp(GenBank登录号：OK042305),编码297个氨基酸,位于猪6号染色体,含7个外显子;氨基酸序列N端亲水,C端疏水,含269个氨基酸组成的结构域S＿TKC,二级结构中无规则卷曲占比最大;进化分析表明,AURKC氨基酸序列在哺乳动物多物种间具有高度的保守性及进化同源...     

版纳微型猪近交系PPARD基因克隆及95G/A突变检测

为深入研究PPARD在猪体内的调节和功能,以版纳微型猪近交系(BMI)为试验动物,通过RT-PCR方法扩增得到PPARD基因全长编码区序列,在编码区第95位检测到A/G两种核苷酸(GenBank登录号:KP757025、KP757026)。结果表明,该基因编码462个氨基酸,蛋白分子量为49.74kD,等电点为7.53。蛋白质结构分析PPARD存在2个保守域,无跨膜结构,不存在信号肽,存在1个亮氨酸富集的核输出信号,其N端、C端均亲水;亚细胞定位显示该蛋白分泌到细胞周质的概率为69.6%。系统进化分析表明猪与牛、犬的亲缘关系较近。利用qPCR检测了PPARD基因mRNA在BMI 14个组织中的表达量,发现在肝脏、耳朵、脾脏、小肠中表达量较高。     

版纳微型猪近交系生长激素基因克隆及原核表达研究

本研究旨在获得版纳微型猪近交系(BMI)生长激素基因编码区序列,揭示其原核表达规律.采用RTPCR方法从版纳微型猪近交系(BMI)脑垂体中克隆生长激素(GH)基因,并将其连接到pMD 18-T载体进行测序和生物信息学分析.克隆得到的GH基因cDNA序列长690 bp,其中CDS长651 bp,编码216个氨基酸,前26个氨基酸为信号肽序列.多猪种GH氨基酸序列比对表明其在各猪种中高度保守,版纳微型猪近交系的GH氨基酸序列与五指山猪和宁香猪的相似性均为100％,与藏猪、香猪、大乌猪、太湖猪、成华猪、内江猪、荣昌猪、长白猪、约克夏的相似性均为99％,与雅南猪、杜洛克的相似性均为98％.扩增GH成熟肽区编码序列,定向克隆至表达载体pET-32a(+),转化入大肠杆菌Rosseta (DE3)感受态细胞中,用IPTG诱导表达蛋白.SDS-PAGE和Western blotting分析表明,重组质粒在大肠杆菌中获得了高效表达,融合蛋白以包涵体形式存在,分子质量约为40.6 ku.以上结果为进一步探究GH基因对BMI矮小性状的影响奠定了基础.     

版纳微型猪近交系性别决定基因（SRY）原核表达载体的构建及蛋白高效表达

 为了构建版纳微型猪近交系SRY的原核表达载体pET 32a(+) SRY,并通过诱导使其在大肠杆菌中获得高效表达,研究采用添加限制性内切酶位点的引物特异性扩增SRY,连入pMD19 T simple载体,转化入大肠杆菌DH5α,克隆后提取pMD19 T SRY阳性重组质粒,使用相同的内切酶同时对pMD19 T SRY质粒和原核表达pET 32a（+）载体进行酶切,连接后使SRY定向克隆到pET 32a(+)表达载体中。经PCR、酶切和测序鉴定后,重组质粒转化大肠杆菌感受态DH5α,提取质粒后再次转化大肠杆菌Rosetta（DE3）,用不同浓度的异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达,并通过15% SDS PAGE鉴定。结果显示,不同浓度IPTG诱导的SRY均在大肠杆菌中进行了高效特异性融合表达。     

版纳微型猪近交系GOT1基因克隆、序列分析及表达分析

【目的】细胞质型天冬氨酸氨基转移酶又称谷草转氨酶,由细胞核GOT1基因编码,催化天冬氨酸的氨基转移到α-酮戊二酸形成草酰乙酸和谷氨酸,在物质代谢调控中起重要作用。本研究以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)为材料,克隆GOT1基因,并对其进行生物信息学及组织mRNA表达分析。【方法】利用RT-PCR技术扩增猪GOT1基因,并进行生物信息学分析,同时应用半定量RT-PCR技术明确其mRNA的组织表达特征。【结果】获得了BMI GOT1基因全长1 484 bp的cDNA序列(GenBank登录号:KU705636.1),包含1 242 bp的开放阅读框。生物信息学分析表明:猪GOT1基因位于14号染色体,包含9个外显子和8个内含子;猪GOT1蛋白无信号肽,无跨膜螺旋,有36个磷酸化位点和1个O连接的糖基化位点,定位于细胞质的概率是94.1%,与水牛、黄牛、黑猩猩、人、食蟹猴、大鼠和小鼠的GOT1蛋白依次有95.6%、95.4%、93.0%、92.7%、92.5%、90.3%和90.1%的同源性;二级结构中以α螺旋为主,无规则卷曲和延伸链含量中等,β转角只在局部出现;三级结构同源建模成功。组织表达分析表明:GOT1 mRNA在检测的15个组织中差异表达,肌肉中表达量最高。【结论】为进一步了解该基因的生理功能及调控机制积累了资料。     

版纳微型猪近交系STRA8基因克隆及功能生物信息学分析

【目的】以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)为材料,初步研究STRA8基因的功能,为该基因在猪精子形成过程的作用研究奠定基础。【方法】以GenBank下载的猪STRA8基因序列JQ965783及多条猪EST序列为参考序列,设计特异性引物扩增版纳微型猪近交系(BMI) STRA8基因。对STRA8蛋白质进行理化特性和功能生物信息学分析,包括二级结构、蛋白功能域、疏水性、跨膜结构、信号肽、亚细胞定位、磷酸化位点以及蛋白质功能分析;搜索并下载其他物种的STRA8蛋白质序列构建多物种系统进化树。应用实时荧光定量PCR技术检测BMI STRA8在版纳微型猪近交系15个组织中的mRNA转录表达水平。【结果】获得了包含编码序列1 101 bp的全长序列1 316 bp,编码366个氨基酸,序列已提交GenBank,基因登录号KU705622,蛋白质分子量(Mw) 41.06 ku,等电点(pI) 4.52。STRA8二级结构中α螺旋含量最高,占52.19%;含有1个蛋白功能域;在氨基端有1个HLH结构域和1个卷曲螺旋区域,在羧基端有2个低复杂度区域;疏水性结果表明STRA8基因N末端、C末端均亲水;无跨膜结构,无信号肽序列;该蛋白质位于细胞核中的概率是56.5%;STRA8蛋白共有34个磷酸化位点;系统进化结果表明:BMI与羊、水牛的相似度最高。STRA8基因mRNA在检测的BMI 15个组织中呈现差异表达现象,睾丸中表达量最高。【结论】结果将为进一步研究STRA8基因在猪精子发生方面的作用及功能提供参考。     

版纳微型猪近交系BARD1基因克隆、mRNA表达及蛋白质功能生物信息学分析

BARD1基因在精子形成过程中起重要作用。以Gen Bank下载的牛、鼠BARD1基因序列以及猪EST序列克隆猪BARD1基因,设计特异引物克隆版纳微型猪近交系(BMI)BARD1基因。应用q PCR分析15个重要组织的mRNA表达谱,并对蛋白质序列进行功能生物信息学分析,构建多物种系统进化树。研究获得了BMI BARD1 2 334 bp的编码区序列(Gen Bank登录号KU705640,对应的氨基酸登录号AOC89058),编码777个氨基酸,蛋白质分子量(Mw)为86.15 ku,等电点(p I)为8.84。多组织荧光定量表达分析表明:BARD1基因在睾丸和尿道球腺中高表达,在肝脏、脾脏、肺、十二指肠、结肠中中度表达,在心脏、肾脏、胃脏、脑、肌肉、精囊腺、前列腺、附睾中低表达。功能生物信息学分析表明,BARD1蛋白质存在3个保守结构域,无跨膜结构,无信号肽序列;N末端疏水,C末端亲水;有6类功能活性位点,位于细胞核的概率是94.1%。系统进化分析表明,BMI与牛、羊的亲缘关系最近。     

猪−人移植细胞性排斥反应相关候选基因pOSR1的克隆和鉴定

目的以版纳微型猪近交系(BMI)为材料克隆CPN10基因,从亚细胞、mRNA水平及生物信息学方面初步探索其结构及功能特性,为该基因在猪—人异种器官移植免疫排斥中的作用研究奠定基础。方法采用RT-PCR方法获得CPN10基因cDNA序列,应用分子克隆技术构建目的基因和报告基因EGFP的重组真核表达载体pEGFP-C1-CPN10,将其转染猪肾细胞PK15进行瞬时表达,通过EGFP示踪CPN10在PK15细胞中的表达和定位。进一步应用荧光定量技术明确其mRNA的多组织表达特征。最后利用生物信息学分析CPN10蛋白质的结构特征。结果得到BMI CPN10 CDS 309 bp序列(GenBank登录号：KM098149),成功构建了BMI CPN10基因的绿色荧光蛋白融合表达载体pEGFP-C1-CPN10,转染PK15细胞且主要在细胞质中检测到绿色荧光蛋白表达。多组织荧光定量表达分析表明：BMI CPN10 mRNA在皮肤中具有最高表达量,在肝和肾上腺中的表达量较高,在其余各组织中呈中低度表达或几乎不表达。生物信息学分析表明：CPN10编码102个氨基酸,其蛋白分子量为10.93 ku,等电点为8.89,含1个CPN10保守结构域和5个磷酸化位点,二级结构以延伸链结构为主,无跨膜螺旋结构和信号肽。结论CPN10基因定位在细胞质中,在皮肤中高表达,该研究结果为进一步研究该基因在免疫排斥方面的功能奠定了理论基础。