生物信息学分析亚洲牛带绦虫WD40基因及其蛋白质的结构与功能

目的 分析和预测亚洲牛带绦虫WD40基因及其编码蛋白的结构和特性，用于指导其生物学功能的实验研究。方法 利用美国国家生物技术信息中心（NCBI，http：／／www．ncbi．nlm．nih．gov／）、瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统（ExPASY，http：／／ca．expasy．org／）和IEDBAnalysisRecource提供的各种生物信息学在线分析程序，结合其它生物信息学分析软件包如Pcgene和VectorNTIsuite，从亚洲牛带绦虫全长cDNA质粒文库中识别WIMO基因及其编码区，分析、预测该基因编码的蛋白质的理化特性、翻译后的修饰位点、功能域、亚细胞定位、拓扑结构、二级结构、三维空间构象等。结果 该基因全长1208bp，编码区为81～1056bp，编码402个氨基酸，为全长基因；无跨膜区，具有多个磷酸化位点，蛋白的理化性质稳定，理论分子量为35942．4；没有质体、线粒体定位序列；预测该蛋白表面有三个亲水性强的线性表位和三个B细胞抗原表位。结论 应用生物信息方法从亚洲牛带绦虫成虫cDNA文库中识别出了亚洲牛带绦虫WD40基因，并对其所编码的蛋白质的结构与功能进行了预测。     

亚洲带绦虫成虫延伸因子-1基因的克隆和分析

目的分析和预测亚洲带绦虫成虫延伸因子-1（elongation factor 1,EF-1）基因及其编码的蛋白的结构和功能。方法利用生物信息网站如美国国家生物技术信息中心（NCBI,http：∥www.ncbi.nlm.nih.gov/）和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统（ExPASY,http：∥ca.expasy.org/）中有关基因和蛋白的序列和结构信息分析的各种工具,结合其它生物信息学分析软件包,从亚洲带绦虫成虫全长cDNA质粒文库中识别延伸因子-1的全长编码基因并预测其蛋白的结构和功能。结果该基因是全长基因,长度988bp,编码区为67～868,编码269个氨基酸,无跨膜区;与GenBank中细粒棘球绦虫同源基因的一致性达87%,相似性达91%;预测三个主要的抗原表位位于135～140,126～131,157～162。结论应用生物信息方法从亚洲带绦虫成虫cDNA文库中筛选出EF-1基因。     

生物信息学分析牛带绦虫烯醇酶基因及其蛋白的结构和特性

目的 分析和预测牛带绦虫成虫烯醇酶基因及其编码蛋白的结构和功能,用于指导其生物学功能的实验研究。方法 利用生物信息学网站的各种在线分析工具,并结合其它大型生物信息学分析软件包,如Vector NTI suite,分析从牛带绦虫全长cDNA质粒文库中识别的烯醇酶基因的结构和编码区序列,并分析、预测编码的蛋白质的理化特性、抗原表位、翻译后的修饰、功能域、亚细胞定位、拓扑结构、二级结构、三维空间构象等。结果 该基因全长1 641 bp,编码区为133～1 096 bp,编码320个氨基酸,相对分子量理论预测值为34866.8 Mr。具有一从内到外的跨膜区,无各种亚细胞定位序列,具有多个潜在的磷酸化位点,蛋白的理化性质稳定。有13个主要的B细胞抗原表位。结论 通过生物信息学分析从牛带绦虫成虫cDNA质粒文库中发现烯醇酶基因,并预测得到其结构与功能方面的信息。     

精子特异性乳酸脱氢酶研究进展

 精子特异性乳酸脱氢酶（sperm-specific lactate dehydrogenase,LDH-C4）特异地存在于鸟类和哺乳类动物的睾丸和精子中,与体细胞乳酸脱氢酶 A4（LDH-A4）和 B4（LDH-B4）同属于乳酸脱氢酶家族,它们都以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）为辅酶催化丙酮酸和乳酸的转化,在能量代谢中发挥重要作用,但 LDH-C4 与体细胞 LDH 相比又具有一些独特性质。近来,在研制新型避孕药的过程中,免疫避孕疫苗逐渐引起人们的重视^[1],免疫法控制生育具有无药物的毒副作用、管理使用方便、低价、作用相对持久且可逆等优势,但找到理想的精子特异性抗原是制备免疫避孕疫苗的关键^[2]。用不育患者血清中提取的抗精子抗体（AsAb）来寻找睾丸 cDNA 文库表达的抗原候选对象,结 果发现特征性强且免疫效果可靠的免疫原为 LDH-C4[3]。本文主要针对近年来 LDH-C4 的研究进展及其应用做一综述。 ......     

新基因hKCNE4的克隆、表达及功能

KCNE4是KCNE家族中的一员，编码电压依赖性钾通道的B亚基。KCNE1、KCNE2、KCNE3均在人类基因组发现，并且有重要的生理功能，而KCNE4只是在鼠文库中得到，在人类cDNA文库中没有相关报道。本研究应用生物信息学分析，通过RT-PCR和RACE方法，从人类心脏cDNA文库中获取人类hKCNE4全长cDNA序列。其全长1188bp，编码170个氨基酸，和鼠KCNE4蛋白具有90％同源性。Northern Blot结果表明该基因在心脏、骨骼肌和肾脏高度表达。通过电子PCR方法将hKCNE4基因定位在2q35—36。亚细胞定位表明该基因的编码产物定位在细胞膜上，但体外电生理实验证明HERG基因同hKCNE4没有相互作用。     

弓形虫缓殖子期特异抗原SAG2C基因的克隆、鉴定与生物信息学分析

目的克隆并鉴定弓形虫PRU株表面抗原SAG2C基因序列和cDNA序列，对比不同毒力弓形虫株（PRU、RH、ME49）中SAG2C基因序列。进行生物信息学分析。方法根据SAG2C基因已知序列设计合成一对引物，应用PCR技术从Prugniaud（PRU）株弓形虫基因组DNA和总RNA中扩增SAG2C基因，克隆入pMD19-T载体并进行序列测定。应用DNAMAN软件、NCBI网站（http：／／www。ncbi．nlm．nih.gov／）分析3种虫株之间SAG2C基因的同源性；利用生物信息学网站ExPASy（http：／／us.expasy．org／）对获得的基因及推导出的氨基酸序列进行生物信息学分析。结果PCR扩增得到弓形虫PRU株SAG2C基因及其全长cDNA序列．酶切及PCR鉴定获得了正确的重组质粒。测序结果表明，获得SAG2C基因序列1225bp，全长cDNA序列1095bp，编码364个氨基酸。同源性分析显示。弓形虫Prugniaud株和RH株SAG2C基因同源性为97．14％；Prugniaud株与ME49株cDNA序列同源性为96．89％；编码氨基酸序列同源性为92％。N端为信号肽，C端疏水序列预测它为糖基磷脂酰肌醇固着蛋白．存在13个潜在抗原表位及多个保守功能区域。结论成功克隆了弓形虫缓殖子期特异抗原SAG2C基因序列及其全长cDNA序列。序列分析显示其为糖基磷脂酰肌醇固着蛋白。     

应用生物信息学方法分析人HCA56基因

目的利用生物信息学对新克隆的人ligatin样基因HCA56的基因和蛋白序列进行分析,探讨生物信息学在新基因研究中的作用。方法以人类基因组数据库为基础,利用电子PCR和SAGE数据库对HCA56进行染色体定位和组织表达分布分析;BLAST程序进行HCA56的基因结构分析和相似序列搜索;ORF finder和Gene Runner3．05程序对HCA56编码蛋白进行序列预测和功能分析。结果得出HCA56的全长cDNA为2021bp,定位于染色体1q31-q32,其最长的开放读码框架为1755bp,编码584个氨基酸,编码氨基酸含有一个亮氨酸拉链和一假定的RNA结合保守序列。相似性搜索发现HCA56基因片段与人ligatin基因片段具有很高的相似性(99％)。SAGE结果显示HCA56在多种组织中都有表达。结论生物信息学是进行新基因研究的有效方法;HCA56很可能是ligatin的全长编码基因。     

构建睾丸特异性乳酸脱氢酶真核表达载体稳定转染HeLa细胞并成功表达

<正>睾丸(精子)特异性乳酸脱氢酶(testis-specific lactate dehydrogenase),是上世纪60年代发现的乳酸脱氢酶同工酶之一,早期称乳酸脱氢酶-X,现称乳酸脱氢酶C4(lactatedehydrogenase C4,LDHC4)。LDHC4的合成受LDHC基因的控制,该基因开放读码框为999 bp,可编码一个相对分子质量(Mr)为35 000的C亚基,4个C亚基可同源聚合形成催化活     

铁皮石斛谷氨酸脱羧酶基因的分离与生物信息学分析

目的分离珍稀濒危兰科药用铁皮石斛谷氨酸脱羧酶（GAD）基因并进行生物信息学和表达分析。方法采用 RT-PCR和 RACE技术获基因 cDNA全长;利用生物信息学软件分析蛋白理化性质、结构域和三维建模等分子特性;用 DNASTAR 6.0和 MEGA 4.0分别进行氨基酸多序列比对和进化树分析;借助实时定量 PCR检测基因表达。结果分离到DoGAD基因,cDNA全长1795 bp,编码一条由498个氨基酸组成的多肽,分子量55.90 kD,等电点5.32;DoGAD蛋白不含跨膜域或信号肽,具有谷氨酸脱羧酶和磷酸吡哆醛依赖的脱羧酶结构域（17-443、37-381）;DoGAD与植物 GADs蛋白一致性为69.5%~78.8%,隶属于 GADs分子进化树的植物类群;DoGAD转录本在石斛叶和茎中相对表达量较高,分别为根中的5.16和3.92倍。结论成功克隆得到铁皮石斛谷氨酸脱羧酶基因全长, DoGAD 的表达特征暗示其可能在铁皮石斛叶和茎中发挥重要的调控作用。     

细粒棘球绦虫烯醇酶（EgEnolase）基因的克隆和序列分析

目的细粒棘球绦虫烯醇酶基因（EgEnolase）的克隆和所编码的蛋白质的结构、功能以及应用前景分析。方法利用美国国家生物技术信息中心（NCBI,http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）的在线分析工具BLASTx和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统（ExPaSy,http：//ca.expasy.org/）,以及CBS Prediction Servers提供的蛋白序列在线分析工具,结合Vector NTI suite生物信息学分析软件,从GenBank中细粒棘球绦虫的表达序列标签（EST）数据库中发现烯醇酶的5’端和3’端的EST序列,根据预测的编码区两端序列设计引物,从细粒棘球绦虫青海绵羊分离株中用多聚酶链式反应（PCR）方法扩增其基因组序列,PCR产物克隆到T载体,测序并分析序列中的内含子,以内含子两侧序列的合并序列为引物,采用不对称PCR方法去除其中的内含子序列,预测编码蛋白的结构和功能特征,并分析其应用前景。结果细粒棘球绦虫青海绵羊株烯醇酶基因的基因组序列长为1449bp,含有两个长度分别为78bp和69bp的小内含子。该基因编码433个氨基酸;预测其氨基酸序列中含有一段跨膜区（aa104-124）,N端在膜外,C端在膜内,恰好分为两个不同的功能域,膜内区是执行酶催化功能的主体,Swiss-Model模建的3D结构显示,膜内区由α螺旋和β折叠相间排列形成桶样结构,底物结合位点、催化中心、Mg2＋结合位点等关键位点在空间上紧密靠近,位于桶形结构的中心。该蛋白还有一个潜在的核定位序列aa190-199。该蛋白含有多个T、B细胞表位,且膜外的aa49-57和膜内的aa228-236兼性的T、B细胞表位,线性B细胞表位aa206-213中包含了催化位点Glu210。结论细粒棘球绦虫烯醇酶可能是一个位于虫体皮层表膜具有较好的免疫诊断和疫苗应用前景的膜蛋白,同时还可能进入细胞核调节基因表达。     

日本血吸虫小蛋白型多药物/代谢物排出蛋白样基因（SMR-like）的发掘和生物信息学分析

目的日本血吸虫可能的多药物抗性基因的发掘和所编码的蛋白的结构、功能以及应用前景分析。方法利用美国国家生物技术信息中心（NCBI,http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）的在线分析工具BLASTx和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统（ExPaSy,http：//ca.expasy.org/）和CBS Prediction Servers提供的蛋白序列在线分析工具,结合Vector NTI suite生物信息学分析软件,以华支睾吸虫小蛋白多药物抗性基因（smr）为“饵”,从GenBank日本血吸虫基因数据库中发掘出其同源基因,预测蛋白的结构和功能特征,并分析其应用前景。结果从GenBank中找到了一个功能未知的日本血吸虫同源基因AY813157,氨基酸序列与华支睾吸虫smr蛋白的一致性达67%,相似性达80%;该基因含有一个完整的编码区,编码189个氨基酸;预测氨基酸序列具有主要协助因子超家族的结构特征,含有5段跨膜区,其中3段跨膜区中含有保守的精氨酸和组氨酸残基,有多个磷酸化位点和T、B细胞表位。拓扑学分析表明N端在胞内,C端在胞外,线性B细胞表位均位于胞外区。结论日本血吸虫AY813157基因可能编码一个小蛋白型多药物/代谢物排出蛋白,与阴离子型药物（如吡喹酮）的抗药性或有毒性的阴离子代谢物的排出有关;该蛋白可能定位于皮层的表膜,是一个日本血吸虫免疫诊断和疫苗的候选靶分子,在研究日本血吸虫的耐药机制及免疫诊断和疫苗方面较好的应用前景。     

Molecular cloning, characterization, and immunolocalization of two lactate dehydrogenase homologous genes from Taenia solium

Two novel genes encoding lactate dehydrogenase A (LDHA) and B (LDHB) homologues, respectively, were identified from the cDNA libraries of adult Taenia solium (T. solium). The two deduced amino acid sequences both show more than 50% identity to the homologues for Danio rerio, Xenopus laevis, Schistosoma japonicum, Sus scrofa, Homo sapiens, et al. The identity of the amino acid sequence between TsLDHA and TsLDHB is 57.4%, and that of the nucleotide sequence is 61.5%. Recombinant TsLDHA homologue (rTsLDHA) and TsLDHB homologue (rTsLDHB) were expressed in Escherichia coli BL21/DE3 and purified. Though there were some differences in the sequence, the two LDH isozyme homologues show similarity in the conserved LDH domain, topological structure, primary immunological traits, localization on the tegument of T. solium adult, and partial physicochemical properties. The linear B-cell epitope analysis of TsLDHA and TsLDHB discovered a TsLDHA specific epitope. The purified rTsLDHA and rTsLDHB could be recognized by rat immuno-sera, serum from swine, or a patient infected with T. solium, respectively, but Western blot analysis showed cross-reactions, not only between these two LDH members but also with other common human tapeworms or helminths. The results suggested that the two LDH homologues are similar in the characteristics of LDH family, and they are not specific antigens for immunodiagnosis.     

十二指肠钩虫脂肪酸与视黄醇结合蛋白（Ad-FAR-1）基因的克隆及原核表达

目的克隆十二指肠钩虫脂肪酸与视黄醇结合蛋白（Ad-FAR-1）基因并在大肠杆菌中表达。方法运用3′RACE及RT-PCR技术分别扩增Ad-FAR-1 cDNA部分片段,获得序列经拼接后利用在线BLAST程序检索GenBank中相似的核酸序列及推导的氨基酸序列;设计引物,将Ad-FAR-1成熟肽编码序列克隆、连接到原核表达载体pET32a,构建重组表达质粒并转化到大肠杆菌BL21（DE3）中用IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析表达情况。结果成功克隆到Ad-FAR-1全长cDNA序列并构建了pET32a/Ad-FAR-1原核表达重组质粒,Ad-FAR-1融合蛋白在大肠中得到了高效表达。结论成功获得并表达了十二指肠钩虫脂肪酸与视黄醇结合蛋白（Ad-FAR-1）基因,为进一步研究该蛋白的特性与功能奠定了基础。     

淡色库蚊性别差异表达cDNA文库的构建和分析

目的为探讨媒介与病原、媒介与宿主的相互作用，建立传播疾病的淡色库蚊性别差异表达cDNA文库。从而筛选阻断疾病传播的疫苗候选分子。方法以淡色库蚊雌蚊成蚊为检测方（Tester）、雄蚊成蚊为驱动方（Driver），进行正向抑制性消减杂交；以雄蚊成蚊为Tester、雌蚊成蚊为Driver，进行反向抑制性消减杂交。将获得的正向抑制性消减杂交产物克隆入pGEM-T easy vector，并以菌液PCR扩增鉴定插入片段。随机抽取100个阳性克隆进行DNA序列分析，并将所得ESTs序列进行在线BLAST分析。结果从100个阳性克隆中测得98个ESTs序列，在测定的序列中与已知基因具有同源性的有57个，其余41个ESTs与已知基因不具有同源性。结论抑制性消减杂交技术建立雌蚊特异性基因文库，发现了淡色库蚊雌蚊新的ESTs序列，为性别相关基因的功能及性别调控。探讨媒介与病原、媒介与宿主的相互作用及其筛选传播阻断疫苗候选分子的研究奠定了基础。     

牙本质唾液酸焦磷酸蛋白和牙本质

在牙本质,两个编码I型胶原蛋白基因的突变会导致成骨发育不全。除了胶原蛋白,在牙本质还有一定数量的非胶原蛋白。在牙本质非胶原蛋白编码的基因中,只有牙本质唾液酸焦磷酸蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)的突变引起遗传性牙齿畸形。DSPP的突变会引起牙本质发育不全(dentinogenesis imperfecta,DGI)Ⅰ型、Ⅱ型和牙本质发育异常(dentin dysplasia,DD)Ⅱ型。DSPP由成牙质细胞表达并分泌。分泌之后,DSPP由多个细胞外蛋白酶酶切成小片。DSPP被蛋白酶酶切为三个主要部分:牙本质涎蛋白(dentin sialoprotein,DSP),牙本质糖蛋白(dentin glycoprotein,DGP)和牙本质磷蛋白(dentin phosphoprotein,DPP)。本文就这三种蛋白的最新进展进行回顾。     

十二指肠钩虫金属蛋白酶组织抑制剂同源物Ad-TIMPL-1基因克隆及其原核表达

目的克隆十二指肠钩虫金属蛋白酶组织抑制剂同源物（TIMPL）Ad-TIMPL-1基因并进行原核表达。方法分别用3’RACE及RT-PCR技术从十二指肠钩虫成虫cDNA中扩增编码Ad-TIMPL-1的cDNA3’末端及5’末端序列;序列经拼接后进行初步生物信息学分析;将Ad-TIMPL-1成熟肽编码序列克隆至原核表达载体pET-32a,构建重组表达质粒;重组质粒转化至大肠杆菌BL21（DE3）后,用IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析表达情况。结果成功克隆获得了编码Ad-TIMPL-1的全长cDNA序列并登记到GenBank（accession no.EF495071）;Ad-TIMPL-1完整阅读框为396bp,编码132个氨基酸残基组成的蛋白,含16个氨基酸残基组成的信号肽;成功构建了原核表达重组质粒pET-32a/Ad-TIMPL-1,并在大肠杆菌中得到了表达。结论本研究首先从十二指肠钩虫中克隆到了Ad-TIMPL-1基因并进行了原核表达,为进一步研究其生物学功能奠定了基础。