莲铜锌超氧化物歧化酶cDNA的克隆和序列分析

用RT-PCR方法,从中国莲(Nelumbo nucifera)幼叶cDNA中成功扩增出铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)全长序列,并进行测序分析.该cDNA序列全长461 bp,包括起始密码子和终止密码子.其中编码区段为456 bp,共编码152个氨基酸,其编码蛋白的相对分子质量为1.552×104,等电点为4.515.与GenBank中其他物种的CuZnSOD进行同源性比较,发现其核苷酸序列相似性高达80%~86%,氨基酸序列相似性达89%~94%.所有已知的CuZnSOD的关键活性位点在该蛋白中均保守存在.将其与一些典型的单子叶和双子叶植物的该蛋白进行进化树分析,为富有争议的莲的系统学地位的确定,在分子生物学上为莲的系统学地位的确定提供了一个依据.该基因已在GenBank登记,序列号为DQ227345.     

褶纹冠蚌热休克蛋白HSP7O基因的克隆及表达研究

运用兼并引物结合RT-PCR方法从褶纹冠蚌(Cristaria plicata)血细胞中克隆出热休克蛋白70(HSP70)的cDNA序列.用半定量PCR方法研究了HSP70 mRNA在褶纹冠蚌不同组织的表达情况.结果表明:HSP70cDNA全长为2664 bp,5’非编码区364个核苷酸,3’非编码区383个核苷酸,开放阅读框为1917 bp,编码638个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白理论等电点为5.61,分子量为70.3 kD.HSP70基因不含内含子.氨基酸序列分析发现,推导的氨基酸序列含有HSP70家族的3个标签序列(I10 DLGTTYS17,V198 FDLGGGTFDVSIL211和V336VLVGGSTRIPKV QK350).氨基酸序列同源性比较显示HSP70与紫贻贝(Mytihcs galloprovincialis)和美洲牡蛎(Crassostrea virginica)氨基酸序列同源性分别为79.47％和77％.半定量PCR分析显示在正常褶纹冠蚌血液、外套膜、鳃、闭壳肌和肝胰腺5种组织中均能检测到HSP70的基因表达.经过热休克或病原菌刺激后,蚌各组织中HSP70 mRNA的表达显著增加,其中热休克处理后,蚌的鳃和血液中HSP70 mRNA表达量增加最为显著;而嗜水气单胞菌刺激后蚌的肌肉和鳃组织中HSP70 mRNA表达量增加最明显.     

褶纹冠蚌硫氧还蛋白基因克隆及空间结构分析

运用RACE-PCR方法从褶纹冠蚌血细胞中克隆出硫氧还蛋白(Trx)的cDNA。结果表明褶纹冠蚌TrxcDNA序列全长为1 169bp,其中5′非编码区(UTR)长11bp,3′非编码区长840bp,含有PolyA尾和典型的腺苷酸信号序列AATAAA,开放阅读框长度为318bp,编码105个氨基酸。预测蛋白质分子量为11.6kDa,等电点为5.38,未发现有信号肽。氨基酸序列中含有1个Thioredoxin结构域(T3-K104),区域内包含一个保守的CGPC活化位点。序列同源性比较结果显示褶纹冠蚌Trx与太平洋牡蛎和紫贻贝的氨基酸序列一致性分别为56%、52%。预测的Trx空间结构由5个β折叠和4个α-螺旋组成,α-螺旋包围β折叠形成紧密的球形,这一结构与人的Trx空间结构相似。     

荷包红鲤自噬相关基因LC3B的克隆及在重金属镉胁迫下的表达

微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1light chain 3,LC3)是哺乳动物细胞中酵母自噬相关基因8(ATG8)的同源物,其LC3B亚型的表达强度与自噬泡数量的多少成正相关,为自噬发生的标志蛋白之一。应用RACE-PCR技术克隆了婺源荷包红鲤LC3B基因的cDNA全长序列,用RT-PCR方法检测了该基因在荷包红鲤主要组织中的表达,并用Real-time quantitative PCR方法检测了该基因在镉胁迫下转录水平的变化,以初步揭示该基因在镉胁迫下的作用。结果表明,荷包红鲤LC3B基因cDNA全长为2 138bp,其中开放阅读框长378bp,编码125个氨基酸,预测分子量为14.73kDa,等电点为8.76。序列比对显示,其编码的氨基酸序列和斑马鱼LC3B具有最高的一致性和相似性,并在系统发育树上聚为一支。该基因在荷包红鲤肌肉、脑、鳃、脾脏、肝脏、血液、头肾、肾脏和心脏组织中均有表达;在镉胁迫下,镉诱导显著影响了该基因在肾脏组织中的转录水平。LC3B基因参与的自噬反应可能参与了抗镉毒性作用。     

三角褐指藻DGAT1基因生物信息学分析及表达调控研究

本研究采用转录组测序获得了三角褐指藻DGAT1基因cDNA全长序列(GeneBank登录号: 7200924), 并对其进行生物信息学分析和表达调控研究. 结果表明, 三角褐指藻DGAT1基因cDNA序列全长为1438bp, 开放阅读框(ORF)为1098bp, 编码365氨基酸序列, 含有脂肪酸蛋白特性(I)和DAG结合位点(II)等功能结构域. 预测三角褐指藻DGAT1蛋白为亲水性蛋白, 含有6个跨膜结构域和7个超强跨膜螺旋区, 无信号肽. 进化树分析表明, 三角褐指藻与海链藻DGAT1蛋白同源性最高. RT-qPCR结果表明, 光照强度和温度均显著促进三角褐指藻DGAT1基因的表达. 随着光照强度和温度的增加, 三角褐指藻DGAT1基因的表达量呈先升高后降低趋势, 在光照强度为2500lx或温度为25℃时, 三角褐指藻DGAT1基因的表达量达到最大, 这与三角褐指藻总脂含量的变化趋势一致, 同样揭示DGAT1蛋白与三角褐指藻总脂生物合成与积累密切相关.     

半滑舌鳎两种Aquaporinl同源基因的克隆与表达分析

克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)AQP1o和AQP1基因的全长cDNA序列,并对其序列和表达模式进行了分析.结果表明,AQP1o cDNA全长为993 bp,包括120 bp的5'非翻译区,789 bp的开放阅读框,84bp的3'非翻译区,编码262个氨基酸的蛋白质,分子质量为28.3×103.AQP1的cDNA全长为1 335 bp,包括63bp的5'非翻译区,786 bp的开发阅读框,486 bp的3'非翻译区,编码261个氨基酸的蛋白质,分子质量为27.4×103.聚类分析表明半滑舌鳎AQP1o蛋白与金头鲷和塞内加尔鳎等海洋鱼类在卵巢中特异表达的AQP1o聚为一类,而AQP1与非卵巢特异表达的AQP1聚为一类,表明该两类基因为不同类型的AQP1同源基因.RT-PCR分析表明两个基因具有不同的表达模式,AQP1o主要在卵巢中表达,提示其在卵巢中具有特定的生理功能、而AQP1则在雌雄鱼的多种组织中表达.     

鲇鱼和斜带石斑鱼核糖体蛋白L15完整cDNA的克隆和序列分析

通过RT—PCR和3′RACE方法,分别从鲇鱼(Sitlurus asotus)和斜带石斑鱼(Epine phelus coioides)中克隆了核糖体大亚基蛋白L15(ribosomal protein L15,RPL15)的完整cDNA,并详细分析了其序列特征．这两种鱼的RPL15蛋白cDNA均包含一个615个核苷酸的完整阅读框,推测分别编码一个204个氨基酸的蛋白．不论是核苷酸序列还是推测的氨基酸序列,这2个序列分别与同属的南方大口鲇和同科的大眼鳜rpl15序列同源性最高,与其他已知的脊椎动物rpl15序列也有较高的同源性．基于这2个序列的编码区和其他鱼类的rpl15编码序列进行分子系统学分析,与传统的形态分类结果是一致的．     

虹鳟腺苷酸转移酶基因2(ant2)cDNA克隆与蛋白结构分析

腺苷酸转移酶(ANT)是位于线粒体内膜上参与能量分子传导的转运蛋白,在细胞凋亡调控网络中发挥重要作用.以虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)为研究材料,使用RT-PCR和RACE法分离和克隆了虹鳟鱼ant2基因cDNA的全长序列(GenBank登录号:FJ591153).该序列全长1276 bp,其中5'端非翻译区长66 bp,3'端非翻译区长316 bp,开放性阅读框长894 bp,编码297个氨基酸.该蛋白具有3个保守的线粒体穿膜功能结构域和3个转膜区.通过与其他脊椎动物腺苷酸转移酶蛋白序列的比较,发现该基因具有高度保守性,氨基酸序列的同源性均在90%左右.同源模建显示其与牛的线粒体ADP/ATP载体,chain A蛋白有相同的孔洞(cavity)结构.     

池蝶蚌细胞色素P450 cDNA及其蛋白的序列分析

在实验室已获得的池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)部分细胞色素P450基因序列的基础上,运用RACE PCR的方法获得池蝶蚌细胞色素CYP基因(定义为Hs-CYP450)的全长cDNA。运用相关生物软件和在线软件对HsCYP450基因序列以及其蛋白的一、二、三级结构进行了初步分析。结果显示,Hs-CYP450基因全长1 809bp,ORF框1 431bp,共编码476个氨基酸;氨基酸组成成分中亮氨酸(Leu)含量最多,约9.5%,而最少的则是色氨酸,仅0.8%;通过疏水性分析显示,该蛋白属亲水性可溶性蛋白;二级结构预测显示该蛋白α螺旋(H)结构含量较多,约占46.22%,并均匀分布在蛋白中;β折叠(E)相对较少,约9.87%左右,多分布在两端。建立的系统进化树结果表明,Hs-CYP450基因序列与其他动物的细胞色素CYP基因有较高的同源性,在众多物种中和太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)同源性相对较高。     

黄颡鱼MyoD基因的克隆及其表达

采用RT-PCR和RACE(cDNA末端快速扩增)方法克隆黄颡鱼MyoD(myogenic differentiation antigen,成肌分化抗原)基因的cDNA全长序列,对其进行生物信息学和在雌雄个体组织中的表达差异分析.结果表明,黄颡鱼MyoD基因编码区由810个碱基组成,编码269个氨基酸,其中第1～89个氨基酸为Basic区,第90～141个氨基酸为bHLH结构;黄颡鱼的MyoD基因与斑点叉尾鮰的同源性最高为93%.在雌雄成体组织中的表达分析显示,雄性个体中肌肉和胃组织中的表达量极显著高于雌性个体(p<0.01),雌性个体的肾脏和鳃组织中的表达量显著高于雄性(p<0.05).通过MyoD基因在雌雄个体中表现出的组织表达差异,认为这可能是造成黄颡鱼雌雄生长差异的重要因素之一.     

RACE法克隆黑曲霉NCU-317中α-L-鼠李糖苷酶基因与生物信息学分析

实验室前期筛选得到一株能够产α-L-鼠李糖苷酶的黑曲霉NCU-317,但由于其完整产酶序列未知,通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术和改良cDNA末端快速扩增(RACE)法,以克隆得到的黑曲霉NCU-317 cDNA为模板,成功克隆得到其α-L-鼠李糖苷酶基因全长。克隆得到α-L-鼠李糖苷酶基因共3 018 bp,其中含有2 748 bp的完整开放阅读框,5’非编码区长为216 bp,3’非编码区长为54 bp。经过对序列的生物信息学分析显示:编码蛋白由915个氨基酸组成,预测理论分子量为103.94 kD,等电点为5.59;蛋白质二级结构以无规则卷曲为主;将氨基酸序列输入UniProt比对后发现,黑曲霉NCU-317的产酶序列与黑曲霉A0A254UAG7同源性最高,达到了99.6%。     

F15L和K207E突变与Borrelia螺旋菌磷脂酰胆碱合成酶的生物活性

磷脂酰胆碱合成酶是磷脂酰胆碱合成酶(PCS)途径中的关键酶.根据Borrelia burgdorferiBB0249ORF的DNA序列设计引物对,从B.afzelii总DNA中扩增出一段660 bp DNA.序列分析发现扩增的DNA片段编码的蛋白中仅两个氨基酸(L15和E207)不同于B.burgdorferiBB0249 ORF编码的蛋白(F15和K207).将克隆的基因插入pET表达载体,并在大肠杆菌中表达.在活体中进行的活性分析发现,克隆的DNA片段编码的蛋白质能利用外源的胆碱和大肠杆菌细胞内的CDP-二酰基甘油合成磷脂酰胆碱(PC),表明螺旋菌磷脂酰胆碱合成酶15位的苯丙氨酸和207位赖氨酸残基分别被亮氨酸和谷氨酸替代并不影响磷脂酰胆碱合成酶的活性.     

绿色杜氏藻GGR基因生物信息学分析及表达研究

采用Illumina HiSeqTM 2000高通量测序方法获得绿色杜氏藻GGR基因(GenBank序号: KX100480) cDNA全长序列, 研究了甲基茉莉酸(MeJA)对绿色杜氏藻GGR基因表达的影响. 测序结果表明, 绿色杜氏藻GGR基因cDNA全长2356bp, 开放阅读框1539bp, 编码512个氨基酸, 分子量为52.2961kDa, 理论等电点为6.54. 序列分析结果表明, 该蛋白具有保守的ChlP结构域, 为可溶性蛋白, 具有跨膜区域, 无信号肽. TargetP 1.1 Server预测结果表明, 该蛋白可能定位于线粒体. 系统进化树结果表明, 绿色杜氏藻GGR蛋白较其他植物的GGR蛋白亲缘关系较 远. RT-PCR结果表明, 100?mol·L-1 MeJA可显著地提升绿色杜氏藻GGR基因的表达(P<0.01). 同时, 绿色杜氏藻叶绿素和类胡萝卜素含量达到最高, 说明GGR基因与绿色杜氏藻叶绿素和类胡萝卜素的合成存在一定关系     

蛙虹彩病毒一个晚期基因的鉴定

从沼泽绿牛蛙虹彩病毒(Rana grylio virus,RGV)基因组中克隆了十四烷基化膜蛋白(myristylated membrane protein,MMP)基因的全部编码区,序列分析表明,RGV romp基因全长972 bp,编码一个长为323 aa,分子量为35×103的蛋白.氨基酸同源性比对分析,与同为蛙病毒属的其他病毒的相应蛋白同源性都在64%以上.构建重组表达载体,进行了原核表达,获得一条约53×103的融合蛋白,并制备出抗血清.通过RT-PCR和Western blot分析确定了RGV感染过程中mmp基因的表达时序,检测到感染4 h有转录,感染6 h有表达,且持续到感染48 h.用蛋白合成抑制剂放线菌酮(CHX)和DNA复制抑制剂阿糖胞苷(AraC)分别作为蛋白合成和病毒DNA复制的抑制剂进行药物抑制实验,鉴定出mmp是蛙虹彩病毒RGV的一个晚期基因.     

水稻高温、干旱响应基因OsHdr5的克隆与表达谱分析

低温、高温、干旱等非生物逆境通常会严重影响到水稻的生长及产量.为深入了解水稻逆境反应的分子机理和挖掘耐逆相关基因,本文采用Affymetrix水稻表达芯片对水稻多逆境下的全基因组表达谱进行分析,并筛选出众多表达特异基因.OsHdr5是其中一个在多个生长发育时期与组织器官中受高温、干旱诱导均显著上调的基因,用实时定量PCR方法(real-time PCR)对其表达水平进一步分析,两组结果基本吻合.用PCR方法扩增获得长为743bp的全长基因序列,其ORF区编码167个氨基酸残基,组成的肽链含有磷酸化激酶位点,形成的二级结构包含一个由6个α螺旋和2个β折叠组成的跨膜结构域,进一步分析推测其可能是叶绿体膜上与细胞跨膜信号传递相关的功能蛋白.     

青花菜抗坏血酸过氧化物酶基因BoAPX的克隆与表达分析

根据NCBI基因数据库提供的抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate Peroxidase,APX)基因序列设计简并引物,以青花菜(Brassica oleracea var.italica)叶片cDNA和DNA为材料进行PCR扩增,基因定名为BoAPX(Gen-Bank登录号:HQ871864).BoAPX的基因组全长为1 394bp,具7个内含子,编码区全长为753bp,编码250个氨基酸残基.序列分析结果表明,BoAPX的N端中没有信号肽序列,为胞质型APX,BoAPX与已知APX具有较高的同源性.RT-PCR结果表明,BoAPX的表达受霜霉菌(Hyaloperonospora parasitica)诱导,在96h时达最大值,说明BoAPX与霜霉菌抗性相关.以pBI121为植物表达载体,BoAPX为目的基因,成功构建了重组表达载体pBI121-BoAPX.     

凡纳滨对虾亲环素A基因的克隆及表达分析

通过电子克隆所得基因序列设计引物,采用RT-PCR方法首次克隆得到长度为885 bp的凡纳滨对虾亲环素A（Cyclophilins A）CYPA基因cDNA序列,其开放阅读框为35~529 bp,可编码164个氨基酸.推算其分子量约为17.6×103,理论等电点为8.55.与其他物种的CYPA基因比对发现,该基因的氨基酸序列具有较高的保守性.基于氨基酸序列的聚类分析表明,凡纳滨对虾与斑节对虾的亲缘关系最近.荧光定量PCR的结果显示该基因在组织中广谱表达,在抗病组中,胃中的表达量最高,心脏中的表达量最低,差异约为2倍.而在感病组中,该基因在心脏中的表达量最高,肌肉中的表达量最低.利用ProtFun在线预测蛋白质的功能分类,表明CYPA基因可能是一免疫应答抑制因子,参与凡纳滨对虾免疫防御反应.     

棉铃虫核型多角体病毒朝鲜分离株BamHI-Ⅰ片段的核苷酸序列分析

对在朝鲜首次分离得到的棉铃虫核型多角体病毒朝鲜株(HaSNPV-KO)基因组BamHI-Ⅰ片段的全序列进行了测序与分析．该片段全长1．895kb．包括p26基因．p10基因及p74基因的3′末端序列．p26基因位于户10基因的上游．排列方向与p10基因相同，该基因的编码区大小为803bp，编码267个氨基酸，p10基因的编码区大小为261bp，编码87个氨基酸．p74基因的排列方向与p10和p26基因相反．棉铃虫核型多角体病毒朝鲜株与棉铃虫核型多角体病毒中国株(HaSNPV-g4株)的p26基因序列的同源性为99．8％，两个分离株的p10基因序列完全相同，而p74基因3′末端序列的结果有99．4％的同源性．朝鲜株与美洲株(HzSNPV)的p26和p10基因序列的同源性分别为98．8％，98．7％，而p74基因3′末端序列有97．9％的同源性．     

伪狂犬病毒糖蛋白H基因片段的克隆、序列测定和分析

对伪狂犬病毒湖北地方株(PRVHB株)糖蛋白H基因片段进行了扩增、克隆、序列测定和分析,比较了该序列与PRVKa株及NIA-3株三者之间的同源性.结果显示,克隆片段长1396bp,G+c含量75.6%,包括糖蛋白H(gH)N端283个氨基酸编码区及上游调控序列和胸苷激酶(TK)C端136个氨基酸编码区.gH基因ORF上游调控区存在有TATA框和CAT框的真核启动子特征结构.PRVHB株gH基因片段序列与PRVKa株和N1A-3株相应序列的核苷酸同源性相同,为99.6%.推导的gH多肽N端第1～30位氨基酸组成的肽段富含疏水性氨基酸,具有真核信号肽的序列特征.     

北美海蓬子胆碱单加氧酶基因CMO的克隆及表达研究

胆碱单加氧酶(CMO)是合成植物小分子非毒性有机渗透调节物质甜菜碱过程中重要的限速酶.文中采用RACE技术以北美海蓬子为实验材料克隆CMO基因的全长c DNA序列(Genbank登录号:KM884944),并做相关的生物信息学分析.研究结果表明,该基因c DNA全长1 834 bp,其中开放阅读框(ORF)有1 317 bp,编码439个氨基酸,预测其蛋白分子量为49.537 k Da,理论等电点(p I)为6.15;序列分析显示北美海蓬子CMO蛋白中含有2个重要的保守域和功能域,不存在跨膜区域;除了与蒺藜苜蓿及水稻的同源性分别为46%和49%外,与其他植物CMO蛋白序列相似性均达到55%以上;系统进化树分析显示,它与欧洲海蓬子的亲缘关系最近;实时荧光定量PCR结果显示,随着Na Cl浓度的升高,北美海蓬子CMO基因的表达量增加,说明该基因可通过盐胁迫诱导表达.