鸡NRF1基因启动子区生物信息学分析

NRF1 (Nuclear Respiratory Factor 1)是调控线粒体功能的重要转录因子.笔者前期研究发现NRF1负调控鸡PPARγ基因,并抑制鸡前脂肪细胞的分化.但是,目前鸡脂肪生成中影响NRF1基因表达的机制尚不清楚.本研究重点开展了鸡NRF1基因启动子区的生物信息学分析.利用NCBI获得鸡NRF1基因...     

小尾寒羊ACAA1基因CDS克隆及组织表达谱分析

为探索乙酰辅酶A酰基转移酶1（acetyl-coenzyme A acyltransferase 1,ACAA1）基因的生物学功能,明确该基因在小尾寒羊不同组织中的表达差异,试验采集小尾寒羊心脏、肝脏、胃、十二指肠、小肠、背最长肌、皮下脂肪组织,提取总RNA,根据GenBank中公布的绵羊ACAA1基因序列（登录号：XM_004018227.3）设计引物,利用RT-PCR和分子克隆技术获得小尾寒羊ACAA1基因完整CDS,并对其进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR检测该基因在小尾寒羊不同组织中的表达差异。结果显示,小尾寒羊ACAA1基因CDS长为1 071 bp,编码356个氨基酸;小尾寒羊ACAA1基因氨基酸序列与绵羊、山羊同源性最高,约为100%,与食蟹猴、狒狒和野猪的同源性均为93.0%;系统进化树结果显示,小尾寒羊与绵羊、山羊位于同一分支,亲缘关系较近,与穿山甲、狒狒的亲缘关系较远;各物种间同源性较高,保守性较强。ACAA1蛋白分子质量约为36.92 ku,分子式为C₁₆₀₃H₂₆₃₈N₄₅₈O₅₀₁S₁₈,理论等电点为7.48,半衰期为30 h,消光系数为9 440,稳定系数为40.88,脂溶系数为92.67,亲水性氨基酸残基约占58%,为不稳定的碱性脂溶性亲水蛋白;不存在跨膜结构与信号肽,不是分泌蛋白;主要分布在过氧化物酶体,存在25个磷酸化位点、3个潜在的N-糖基化位点和4个O-糖基化位点。ACAA1蛋白二级结构含有α-螺旋（37.92%）、β-折叠（12.64%）和无规则卷曲（49.44%）,三级结构预测结果与其一致。实时荧光定量PCR结果显示,ACAA1基因在小尾寒羊不同组织中均有表达,其中在肝脏、皮下脂肪、小肠中表达量相对较高。本试验结果为进一步探索小尾寒羊ACAA1基因生物学功能及筛选与肉质性状相关的候选基因提供依据。     

拟南芥CBF1基因的克隆分析与表达载体构建

CBF1转录激活因子是一类受低温诱导的反式作用因子,能有效提高植物抗低温的能力。本文通过PCR方法,以拟南芥叶片为材料,成功地克隆了CBF1转录因子基因,并将其连接到植物表达载体pB1121上,为通过农杆菌介导法转化牧草获得转基因植株奠定了基础。     

马鹿SCAI基因的克隆、生物信息学及组织表达分析

为探究细胞侵袭抑制因子(suppressor of cancer cell invasion, SCAI)基因编码蛋白的生物学特性及基因mRNA在马鹿(Cervus canadensis)鹿茸组织中的表达水平,试验采用PCR方法克隆马鹿SCAI基因编码序列区(CDS区)全长序列,测序后进行核苷酸序列同源性比对并构建系统进化树;通过生物信息学方法分析SCAI蛋白的组成、结构和理化性质等;利用实时荧光定量PCR方法检测SCAI基因mRNA在鹿茸组织中的表达水平。结果表明：马鹿SCAI基因CDS全长1 821 bp,与白尾鹿亲缘关系较近;与鸡亲缘关系较远。SCAI基因编码606个氨基酸,相对分子质量为70 337.48。理论等电点为8.85,平均亲水性为-0.433,为亲水性蛋白。SCAI蛋白中存在57个潜在磷酸化位点,不存在信号肽,亚细胞主要定位于细胞核中,不属于分泌蛋白。SCAI蛋白的二级结构中α-螺旋和无规则卷曲占比最大,为不稳定蛋白。马鹿SCAI基因在茸皮层中的相对表达量最高,其次为软骨层,在间充质和前软骨层中相对表达量最低。说明SCAI基因参与了马鹿鹿茸的生长发育。     

紫花苜蓿BAN基因的克隆及其生物信息学分析

BANYULS(BAN)基因编码的花青素还原酶是缩合单宁合成有关的一个关键酶.利用同源克隆的原理,采用RACE的方法,从紫花苜蓿中克隆得到了BAN基因(MsBAN),并对其进行了初步的分析.该基因cDNA全长1313bp,包括开放阅读框1017bp,编码339个氨基酸,在N端存在一个NADP结合位点“VIGGTGFVASLLIKQLLEKGY”.实时荧光定量PCR结果表明,该基因在紫花苜蓿荚果中表达量最高,花中最弱.在NaCl和PEG诱导下,MsBAN基因表达量明显高于对照.在外源激素ABA和GA3处理下,该基因被诱导表达.表明单宁可能在紫花苜蓿的抗逆性调控中也起到一定的作用.     

猪TGFBR1基因的克隆与生物信息学分析

TGFBR1是TGF-β/Smad信号通路中的重要成员,在哺乳动物卵泡发育和排卵过程中发挥重要作用。本文通过克隆测序技术分离猪TGFBR1基因编码区序列,采用生物信息学方法对猪TGFBR1序列信息及其与哺乳动物其他物种间的进化和系统发育关系进行分析。结果发现:猪TGFBR1基因编码区序列全长1 512 bp,编码蛋白含有503个氨基酸残基,与哺乳动物其他物种的一致性分别在90%和95%以上;猪TGFBR1蛋白具有跨膜结构、GS区和激酶结构等保守结构域。进化分析显示哺乳动物TGFBR1基因的突变已达饱和状态,在进化过程中受到负选择的影响。基于TGFBR1基因编码区序列的系统发育分析发现,猪与同属偶蹄目的普通牛、绵羊的亲缘关系较近。     

山羊痘病毒晚转录因子VLTF-1的原核表达及生物信息分析

试验旨在研究山羊痘病毒晚转录因子VLTF-1的特性。研究以山羊痘病毒SS基因组株为模板,采用PCR方法扩增晚转录因子VLTF-1基因,采用基因克隆常规方法与pET-42b表达载体相连接构建原核表达载体,经菌液PCR、双酶切和测序鉴定,阳性克隆转化大肠杆菌BL21,以0.1 mmol/L IPTG诱导蛋白表达,SDS-PAGE电泳和Western Blot检测表达情况;同时对VLTF-1基因及其蛋白特性进行生物信息学分析。结果显示,PCR扩增的目的基因全长783 bp,与参考株Pellor同源性为100%,推测其编码261个氨基酸。遗传进化树分析表明,羊痘病毒属的3个种各分成一个分支,目的基因与山羊痘毒株位于同一分支。测序结果显示,目的基因表达载体构建正确,SDS-PAGE检测表达了27 kDa的蛋白,Western Blot鉴定表明目的蛋白得到表达。生物信息学分析结果显示,SS株的VLTF-1基因与山羊痘病毒聚于一支,该蛋白是一个跨膜亲水蛋白,具有26个磷酸化位点,二级结构是其结构连接5个α-螺旋。研究表明,试验成功克隆晚转录因子VLTF-1基因,并诱导表达蛋白,预测该蛋白的生物学信息...     

牛HSL基因的克隆和生物信息学分析

旨在克隆牛HSL基因的CDS序列,并对该基因进行生物信息学、组织表达谱分析。根据GenBank登录的牛HSL基因序列(NM_001080220)设计1对引物,对牛组织样品中的HSL基因CDS序列进行RT-PCR扩增及序列测定;利用半定量RT-PCR方法检测HSL基因在牛各组织中的表达情况;利用生物信息学软件对其所编码的牛HSL蛋白进行分析。结果显示,获得的牛HSL基因CDS全长为2271bp,编码756个氨基酸,与GenBank登录的牛HSL基因同源性最高,为99.9%。HSL蛋白含有一个HSL-Nsuperfamily保守结构域,无信号肽结构,具有疏水性。半定量RT-PCR显示,HSL基因在检测的心脏、脾脏、肺脏、肾脏、肝脏、大网膜、皮下脂肪、肌肉8种组织中均有表达,其中在大网膜和皮下脂肪中表达量较高,在肾脏、脾脏、肝脏、肺脏、肌肉和心脏中度表达。该试验可为研究牛HSL蛋白的结构和功能提供参考。     

槟榔江水牛OXCT1基因的分子特征及组织表达谱分析

本研究对槟榔江水牛3-酮酸辅酶A转移酶1（3-oxoacid CoA-transferase 1,OXCT1）基因的完整CDS区进行了PCR扩增,并对其功能生物信息学和多组织差异表达进行了分析。以普通牛OXCT1基因序列（GenBank登录号：XM_006076397）为参考序列,采用Primer Premier 5.0软件设计引物序列,以提取的槟榔江水牛基因组DNA为模板,PCR扩增获得槟榔江水牛OXCT1基因mRNA序列,扩增产物经测序后利用ORF Finder软件进行开放阅读框识别,获得水牛OXCT1基因CDS区全序列,并对其进行生物信息学分析。结果显示,槟榔江水牛OXCT1基因CDS序列全长1 563 bp,编码520个氨基酸,蛋白分子式为C₂₅₀₉H₄₀₄₁N₆₈₇O₇₄₆S₂₃,分子质量为56.50 ku,理论等电点（pI）为8.69,不稳定系数为27.49,平均疏水性（GRAVY）为-0.097,该蛋白属弱亲水性蛋白。OXCT1蛋白无信号肽和跨膜结构,属于线粒体膜蛋白;包含pcaJ_scoB_fam和AtoD 2个保守结构域,且具有5个功能活性位点。槟榔江水牛与普通牛、藏羚羊等5个物种的OXCT1氨基酸序列同源性≥ 97%。对槟榔江水牛13个组织进行表达谱分析表明,在泌乳期,OXCT1基因在乳腺中表达量最高,在肾脏、垂体、脂肪、大脑、皮肤和肌肉中不表达;在非泌乳期,OXCT1基因在除脂肪以外的其他12个组织中都有表达。OXCT1基因在槟榔江水牛泌乳期乳腺组织中表达量最高,推测其可能参与了水牛的乳脂合成调控事件。本研究结果可为深入了解乳脂合成代谢及其调控机制提供依据。     

梭梭HabHLH74转录因子基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

利用分子生物学技术从梭梭中克隆了HabHLH74转录因子基因, 在大肠杆菌中表达HabHLH74蛋白, 旨在为梭梭抗逆分子机理提供研究基础。研究结果表明：①利用RT-PCR技术成功扩增了HabHLH74的完整编码区cDNA序列, HabHLH74编码区cDNA序列长度为1 218 bp。根据HabHLH74编码区序列预测出其编码蛋白的理化性质。②成功构建了HabHLH74基因的原核表达载体pET28a（+）-HabHLH74, 并在大肠杆菌中成功表达了梭梭HabHLH74蛋白, 其分子量为43.6 kDa。③对诱导条件进行单因素试验后获得的最佳诱导表达条件：诱导剂IPTG浓度为0.5 mmol/L, 诱导温度为37 ℃, 诱导时间为6 h。④对在优化条件下诱导后的菌体进行超声破碎后发现梭梭HabHLH74蛋白主要以包涵体形式存在;降低诱导温度（16 ℃、25 ℃诱导）未能得到可溶性表达的梭梭HabHLH74蛋白。     

昆明犬IGF-1基因CDS区克隆、生物信息学分析及组织表达研究

试验旨在系统研究昆明犬胰岛素样生长因子1（insulin-like growth factor-1,IGF-1）基因的结构和功能,揭示该基因的组织表达规律,为探讨工作犬体型及生长发育性状提供基本数据。以昆明犬为试验材料,运用分子克隆技术扩增IGF-1基因CDS区,应用生物信息学方法进行序列同源性比对并构建系统进化树;获得对应的氨基酸序列并分析蛋白理化特性及蛋白亚细胞结构、亲疏水性和磷酸化位点,利用SOPMA和SWISS-MODEL软件预测蛋白二级结构并构建蛋白质三级结构模型;同时利用实时荧光定量方法检测该基因在昆明犬各组织的表达情况。结果显示,昆明犬IGF-1基因CDS区长462 bp,编码153个氨基酸,其核苷酸序列与家犬的同源性较高（100%）,与小鼠和鸡的同源性较低（82.6%和81.2%）。IGF-1蛋白分子质量和理论等电点分别为16.97 ku和9.36,属亲水性分泌型蛋白,无跨膜结构,存在信号肽区域（第1-48位氨基酸）;亚细胞定位分析表明,IGF-1蛋白主要分布于细胞核（56.5%）及线粒体（17.4%）中;磷酸化位点分析发现,IGF-1蛋白存在15个磷酸化位点;该蛋白的二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。组织表达显示,IGF-1基因在昆明犬不同组织中均有表达,尤其在脾脏、肝脏及肾脏中呈现高表达。本试验结果为今后深入研究IGF-1基因功能提供了理论参考,并为深入探讨IGF-1基因对昆明犬生长发育性状研究提供一定的基础资料。     

梅花鹿Myf5基因的cDNA克隆及表达分析

为获得梅花鹿生肌调节因子(Myf5)基因编码区序列(CDS),并探讨该基因在雌雄梅花鹿及其不同部位的肌组织间差异表达情况,以成年健康雌雄梅花鹿心肌、背最长肌、股四头肌、臀大肌、肋间肌组织为试验材料,以臀大肌组织cDNA为模板克隆获得Myf5基因CDS,运用生物信息学软件进行测序及分析,并利用实时荧光定量PCR技术检测Myf5基因在不同部位的肌组织间相对表达量。结果表明：克隆得到的梅花鹿Myf5基因CDS全长为768 bp;与GenBank上公布的家牛(Gene ID:281335)Myf5基因CDS的同源性为99.61%;梅花鹿与家牛的遗传距离最近,聚为同一支;梅花鹿Myf5蛋白氨基酸组成中丝氨酸含量最高,占氨基酸总量的13.3%;Myf5蛋白具有较强的亲水性,其蛋白二级结构包含α-螺旋、延伸链、无规则卷曲和β-折叠;荧光定量结果分析表明,梅花鹿Myf5基因在雌、雄梅花鹿及其不同部位的肌组织间均有差异性表达。     

绵羊TPT1基因CDS区遗传结构及组织表达研究

本研究旨在克隆绵羊TPT1基因序列,通过生物信息学分析探究其序列特征及编码蛋白的结构与功能,通过实时荧光定量PCR检测TPT1基因在绵羊不同组织中的空间表达规律.以小尾寒羊为研究对象,PCR扩增获得TPT1的完整编码区(CDS)区并进行测序,对所得序列进行生物信息学分析.结果 显示:绵羊TPT1基因CDS为660 bp...     

小鼠Nudt9基因原核载体的构建及其生物信息学分析

利用分子克隆的方法,将小鼠Nudt9基因克隆至原核表达载体,并进行PCR鉴定、酶切鉴定及测序鉴定;再运用DNAMAN和DNATAR对基因进行同源性分析及抗原肽分析,同时在线分析小鼠Nudt9蛋白的信号肽、跨膜区域、结构域、N-糖基化位点以及磷酸化位点。本研究成功获得重组pET28a-Nudt9质粒,并从基因及氨基酸组成上分析该蛋白的特性,从而挖掘出一些基因及蛋白生物信息。     

黑貉TYRP1基因的克隆及生物信息学分析

为探明黑貉酪氨酸酶相关蛋白1(tyrosinase-related protein 1,TYRP1)基因CDS序列并对其进行生物信息学分析,试验采集黑貉背部皮肤组织提取RNA后反转录为cDNA,根据GenBank中犬科TYRP1基因mRNA序列(登录号:NM_001194966.1)设计1对特异性引物,通过RT-PCR扩增TYRP1基因CDS区,将其插入到克隆载体中,对阳性菌落经PCR验证和序列测定后进行生物信息学分析。结果显示,黑貉TYRP1基因CDS序列全长为1 614 bp,编码537个氨基酸,所编码蛋白属于不稳定可溶性的亲水蛋白质。TYRP1基因与狐的遗传距离较近,说明该基因在不同物种及进化过程中具有高度保守性。TYRP1蛋白二级结构中,无规则卷曲所占比例最高,为54.0%;α-螺旋次之,为29.8%。TYRP1蛋白三级结构主要由大量无规则卷曲和α-螺旋构成,与二级结构相一致。TYRP1蛋白具有氧化还原酶活性,参与DNA修复和复制、蛋白质合成和降解,可与TYR、DCT、TP53、TRPC1等多种蛋白相互作用。本试验结果为进一步探索TYRP1基因在哺乳动物毛色遗传机制中的功能提供了理论依据。     

牛干扰素调节因子9基因的克隆、序列分析与抗原优势区表达

本研究旨在克隆牛干扰素调节因子9（bovine interferon regulatory factor 9,BoIRF9）基因,分析其生物学信息,并表达其抗原优势区。从感染水疱性口炎病毒（vesicular stomatitis virus,VSV）的EBK细胞中提取总RNA,以反转录得到的cDNA第一条链为模板,参考GenBank中牛IRF9基因序列设计特异性引物进行BoIRF9基因的扩增,对克隆得到的BoIRF9基因进行分子特征、高级结构与分子进化等生物学分析。根据BoIRF9的亲水性、抗原指数和表面可及性,设计1对特异性引物克隆BoIRF9的抗原优势区域片段,将其连接至pET30a（+）载体,构建重组表达质粒pET30a-IRF9-Part。将鉴定正确的质粒转化大肠杆菌Rosetta感受态细胞,经IPTG诱导表达抗原优势区域蛋白,运用SDS-PAGE和Western blotting方法进行蛋白质鉴定。结果显示,本研究克隆得到BoIRF9基因全长1 684 bp,CDS区长1 320 bp,编码439个氨基酸;BoIRF9氨基酸序列与人、马、猪、山羊相似性为80.0%~96.2%;进化树分析结果显示,荷斯坦奶牛与山羊亲缘关系最近,其次为猪、马、非洲象和人;BoIRF9蛋白的分子式为C₂₁₃₉H₃₃₄₂N₅₉₄O₆₅₈S₁₈,分子质量为48.5 ku,理论等电点（pI）为5.71;BoIRF9基因编码蛋白不存在跨膜结构,无信号肽,存在1个潜在的N-糖基化位点和多个磷酸化位点;BoIRF9蛋白二级结构含有115个α-螺旋、22个β-转角、68个延伸链和234个无规则卷曲;BoIRF9蛋白包含2个保守结构域,选择包含第一个保守结构域的第12－221位氨基酸作为抗原优势区域,克隆出648 bp的基因片段,并表达出分子质量为27 ku的重组蛋白。本研究结果可为干扰素调节因子的深入研究提供参考。     

羊源布氏杆菌LpxA基因的克隆表达及生物信息学分析

UDP-N-乙酰葡萄胺酰基转移酶(LpxA)是类脂A生物合成必需的早期酰基转移酶。为了克隆和原核表达羊源布氏杆菌的LpxA基因, PCR扩增LpxA基因并构建pET-28a(+)-LpxA重组质粒,将鉴定正确的重组质粒转化进大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物,对LpxA基因的核苷酸序列及预测的氨基酸序列进行生物信息学分析。结果显示:成功克隆了837 bp的LpxA基因,诱导表达的融合蛋白大小约为35 ku,蛋白的分子式为C_(1286)H_(2028)N_(388)O_(381)S_(16),分子质量为29 533.58 u,理论等电点为7.32,属弱碱性蛋白;不稳定系数为34.54,属于稳定类蛋白质;疏水指数为83.85,总平均亲水性为-0.067,属于疏水类蛋白;三级结构预测该蛋白为三聚体,属于非分泌蛋白。本研究为进一步阐明羊源布氏杆菌感染宿主过程中自身的免疫逃避的机制及其抑制剂研发提供新的理论依据。     

牛GDF5基因启动子的克隆与序列分析

旨在了解生长分化因子5(GDF5)可能的调控序列。本研究通过基因组比对,扩增了牛GDF5基因5′侧翼区,并通过产物纯化、连接、转化及测序比对,确定了2043bp的启动子序列。同时综合考虑已经证实的人GDF5基因启动子结构及应用启动子在线分析软件,对该序列进行分析。结果发现,牛GDF5基因5′侧翼区没有CpG岛,序列比对发现,牛和人GDF5基因启动子区域同源性为78%;牛GDF5基因启动子没有TATAbox或CAATbox结构,其转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游-359bp位置,其潜在的转录因子有AML-la,Ap-1,AmL-la,CdxA,SRY,CdxA,TATA,AmL-la,GTATA-1,MZF1,CdxA,Nkx-2,CdxA,S8和SRY,其中Ap-1,AmL-la,SRY,Nkx-2,S8和SRY高度保守,与人的序列完全一致;推测发现牛GDF5基因启动子-457至-423bp序列中的GT重复序列可以增强启动子的活性,且最小增强子处于-458和-377bp之间。研究结果推测判定了牛GDF5基因启动子的转录起始位置、转录结合位点、活性序列及最小增强子序列,为以后深入研究GDF5基因在牛软骨细胞中的表达机制提供了理论基础。     

羊种布鲁氏菌dhbC基因的克隆、原核表达及生物信息学分析

试验旨在对羊种布鲁氏菌dhbC基因进行克隆及原核表达,并对其表达蛋白进行生物信息学分析。参照GenBank中布鲁氏菌M5-90株dhbC基因序列信息设计1对引物,通过PCR反应扩增获得dhbC基因片段。将得到的dhbC基因连接到pMD20-T载体,构建pMD20-T-dhbC重组质粒并转化大肠杆菌（E.coli） DH5α感受态细胞,提取质粒进行酶切鉴定。鉴定正确后构建pET28a-dhbC重组质粒,转化E.coli BL21（DE3）感受态细胞。经IPTG诱导表达,表达产物用SDS-PAGE和Western blotting进行分析。运用生物信息学软件DNAMAN及相关在线网站ProtParam、SOPMA及Protscale对dhbC基因编码的氨基酸序列进行生物信息学分析。结果表明,试验成功克隆了大小约为1 093 bp的dhbC基因并进行了蛋白表达,表达的融合蛋白大小约为47 ku,且主要以包涵体形式存在。dhbC蛋白的分子式为C₁₈₆₆H₂₉₆₈N₅₄₄O₅₆₂S₁₅,分子质量为42 496.3 u,理论等电点（pI）为5.81,消光系数为33 835,不稳定系数为36.76,疏水指数为86.19,总平均疏水性（GRAVY）为-0.215。预测在哺乳动物网织红细胞的半衰期为30 h,其二级结构以α-螺旋（41.94%）和无规则卷曲（31.46%）为主。