大肠杆菌基因编码区碱基分布非均匀性的研究

基于大肠杆菌 １２９２ 个基因编码区．１）统计出了氨基酸丰度分布,与一般生物氨基酸丰度比较发现,构成大肠杆菌蛋白质的氨基酸中疏水氨基酸相对较多,小氨基酸相对较少,二硫键相对较少;２）发现编码区碱基分布的非均匀性与氨基酸丰度的分布和同义密码子的非均匀使用紧密相关;３）分析了编码开始区域、编码终止区域碱基分布和氨基酸丰度分布的差别,得到了一些有意义的结论．     

大肠杆菌基因编码区域基分布非均匀性的研究

基于大肠杆菌１２９２个基因编码区。１）统计出了氨基酸丰度分布，与一般生物氨基酸丰度比较发现，构成大肠杆菌蛋白质的氨基酸中疏水氨基酸相对较多，小氨基酸相对较少，二硫键相对较少；（２）发现编码区域基分布的徨与氨基酸丰度的分布和同义密码子的非均匀使用紧密相关；３）分析了编码开始区域、编码终止区域碱基分布和氨基酸丰度分布的差别，得到了一些有意义的结论。     

山羊FGF5基因cDNA分子克隆及序列分析

采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,首次从山羊脑组织总RNA中扩增出成纤维细胞生长因子5(FGF 5)基因的cDNA编码序列.通过对序列的分析表明,克隆的山羊FGF 5cDNA编码序列与其他动物的序列具有高度的同源性.与G enbank中人和小鼠序列比较,山羊与人和小鼠的FGF 5核苷酸序列的同源性分别为91%和87%.编码的氨基酸序列比较,山羊和人的相似性为87%,山羊与小鼠的相似性为83%.如FGF s家族的其他成员一样,山羊的FGF 5蛋白也有一信号肽序列.山羊FGF 5基因外显子在编码氨基酸时,对同义密码子的使用表现有强烈的偏好性.不同物种对同义密码子使用的偏倚程度与偏好类型各不相同,也具有种属特异性.山羊FGF 5基因所编码的蛋白质中,20种氨基酸的含量差异很大,极性氨基酸含量高于非极性氨基酸含量.     

癌基因中的密码子使用

对１９９３年Ｅｎｔｒｅｚ８．０基因库中的癌基因的密码子使用进行了统计分析，给出了家族的归１０００的密码子使用频率，同义密码子使用频率，氨基酸相对丰度，并与非癌普通基因ＰＲＩ（灵长类）进行了比较，结果表明，癌基因与非癌基因对密码子的使用不同，在氨基酸丰度上有差异；各个家族的癌基因对密码子的使用及氨基酸的相对丰度都人特殊性。     

耐热碱性磷酸酯酶基因的DNA序列分析

从栖热菌中克隆到产耐热碱性磷酸酯酶（FD－TAP）基因并进行了DNA序列分析,结果表明此2．0kb的片段含有一个1056bp的开放阅读框,编码501个氨基酸的蛋白质,其N端有一26个氨基酸的信号肽．在起始密码子的上游5bp处有一个5＇－GGAGGT－3＇的SD序列．基因编码区的（G＋C）％为68．7％,第3位密码子（G＋C）％为92．7％．FD－TAP的氨基酸序列与大肠杆菌等生物的碱性磷酸酯酶氨基酸序列比较,相同性为27％,相似性为38％．中央β－折叠区及与活性中心相关的氨基酸残基高度保守．表明FD－TAP具有与大肠杆菌碱性磷酸酯酶相似的结构和作用机制．在相当于大肠杆菌碱性磷酸酯酶的His370至His412两个金属离子结合部位之间,FD－TAP有一72个氨基酸的插入片段,提示该插入片段与FD－TAP的高耐热性相关．     

天蚕素A-蜂毒素杂合肽基因表达载体的构建及其分泌表达

根据天蚕素A(cecropin A,CA)N端第1-8个氨基酸残基和蜂毒素(melittin,ME)N端第1-18个氨基酸残基,用化学合成法合成了以酵母偏爱密码子编码的杂合肽CA(1-8)ME(1-18)基因.DNA序列分析表明,合成的基因与设计的一致.该基因插入毕赤氏酵母整合型质粒pPIC9K中,置于AOX I启动子的控制下,并通过电转化将重组质粒pPIC9K-came导入Pichiapastoris SMD1168宿主菌,在含有G418的YEPD平板上筛选整合型的多拷贝的转化子,转化子在BMMY培养基中经甲醇诱导表达,发现Tricine-SDS-PAGE有明显条带.比浊法初步测定表明,表达产物came对E.coli DH5α具有抗菌活性.     

高含量人体必需氨基酸基因的化学全合成

采用固相亚磷酰胺法合成了编码高含量人体必需氨基酸蛋白质的基因。该基因有300个碱基对,共编码94个氨基酸,其中92%以上为人体必需氨基酸。从该基因的两个方向均可被翻译成具有人体必需氨基酸的蛋白质。该基因选用了植物所偏爱的密码子,并间隔地插入了编码赖氨酸的密码子,使之所编码的蛋白质可被胰蛋白酶消化。     

梅花鹿过氧化氢酶基因的克隆与表达

克隆得到梅花鹿过氧化氢酶基因序列,已提交Genbank登录(HQ877674).基因编码区全长1 584 bp,编码527个氨基酸,理论计算分子量为60 027.4 Da,理论计算等电点为6.67,预测蛋白质结构中不含有二硫键,在蛋白质序列中,具有过氧化氢酶家族活性中心保守序列和过氧化氢酶家族亚铁血红素保守序列,其DNA序列和蛋白质序列均与Bos taurus来源过氧化氢酶的同源关系最为接近.使用pPICZαC质粒和毕赤酵母GS115菌株,成功异源表达该基因,对诱导表达的发酵上清液进行活性测定,酶活为463 U·mL-1.     

不同基因组中同义密码子重复序列的分析与比较

以闪烁古生球菌、枯草杆菌、大肠杆菌、酵母、线虫和拟南芥基因组中所有ORF序列为样本,对编码序列中同义密码子重复序列和对应氨基酸重复序列的有关性质进行了分析.结果显示同义密码子重复序列中密码子的使用与全部编码序列的密码子使用有明显的差别,部分密码子的使用随着重复长度的增加,偏置增大.相同密码子2联体在同义密码子4和5联体中的位置明显偏好两端.同时给出了各密码子的联体能力,讨论了联体能力的大小与密码子碱基构成的关系.对于氨基酸重复序列,氨基酸重复片段数的对数随重复长度分布呈对数下降.重复序列中氨基酸的含量与全序列氨基酸的含量有显著差别,有些氨基酸随着重复长度的增加其含量偏置增大.亲水、小体积和非极性氨基酸容易形成长的联体,疏水、极性和大体积氨基酸形成的最大联体长度较短.最后,对6种模式生物进行了比较,讨论了上述结果与生物进化的关系.     

黑曲霉外切葡聚糖酶基因密码子的优化及表达

通过NCBI(美国国立生物技术信息中心)对黑曲霉的来源外切葡聚糖酶基因(cbh1)的氨基酸序列进行分析,发现其16个活性部位中有6个位点附近的氨基酸为毕赤酵母(Pichia pasto-ris)表达的稀有密码子。利用反向长距离PCR技术将这些活性位点附近的稀有密码子定点突变为毕赤酵母表达偏爱密码子。将优化后的表达载体pPICZαA-cbh1m转入毕赤酵母KM71H菌株中进行诱导表达。经密码子优化后的cbh1m基因较未优化前cbh1基因的表达量提高了17%。     

黄杨绢野螟和四目扇野螟全线粒体基因组的测定与分析

通过PCR结合引物步移法测定了黄杨绢野螟Diaphaniaperspectalis(Walker,1859)和四目扇野螟Pleuroptya inferior(Hampson,1898)的全线粒体基因组序列,并对二者进行了初步分析。结果显示:黄杨绢野螟和四目扇野螟线粒体基因组全长分别是15 249bp和15 348bp,基因的组成和排列与其他已公布的螟蛾总科昆虫相同,均由13个蛋白质编码基因(PCGs)、22个转运RNA基因(tRNA)、2个核糖体RNA基因(rRNA)和1个长度可变的A+T富集区组成。13个蛋白质编码基因除COⅠ以CGA作为起始密码子外,其余均以ATN作为起始密码子。对于终止密码子的使用,除COⅠ、COⅡ、ND5存在不完全终止密码子T或TA外,其他均为完全终止密码子TAA。21个tRNA基因均可形成典型的三叶草二级结构,只有tRNASer(AGN)比较特殊,其二级结构缺失DHU臂,在该位置形成了一个环。黄杨绢野螟和四目扇野螟线粒体基因组的A+T富集区位于12S rRNA和tRNAMet之间,长度分别为344bp和366bp,A+T含量明显高于线粒体基因组中37个编码基因。此外,A+T富集区还存在一些保守序列、poly-T和poly-A结构以及串联重复序列。基于13个蛋白质编码基因采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)对螟蛾总科10个亚科进行初步的系统进化分析,两种结果均符合以往形态学和分子数据的研究结果。     

密码子使用频率及其与进化相关性

本文据1987年基因库的的10~5密码子资料计算了密码子的使用频率和氨基酸的丰度,讨论了使用频率与进化的关系,并与有关资料作了比较。     

球状轮藻叶绿体全基因组的组装与特征分析

为揭示球状轮藻叶绿体全基因组的特征以及探究其在轮藻科内的系统发育关系,本研究基于高通量测序技术对其叶绿体全基因组进行组装和序列分析.结果表明:球状轮藻叶绿体基因组全长180 652 bp, GC含量26.6%,具有典型的四分体环状结构,与普生轮藻十分类似;球状轮藻叶绿体基因组共注释出137个基因,其中包括94个蛋白质编码基因、37个tRNA基因和6个rRNA基因,比无色丽藻多2个蛋白质编码基因和3个tRNA基因,与高等植物相比具有rpl12、trnL(gag)、rpl19、ycf20四个特殊基因;球状轮藻叶绿体全基因组共检测出87个SSR位点且绝大部分由A和T构成;此外,球状轮藻共包含24 989个密码子且密码子使用更偏好A和T,亮氨酸(Leu)是编码氨基酸最多的密码子;通过邻近法(NJ)对包括球状轮藻在内的5个种的叶绿体全基因组构建系统发育树显示,球状轮藻的亲缘关系与普生轮藻更为接近.本研究对球状轮藻叶绿体全基因组进行了解析,利用现有数据确立其系统发育学地位.     

不同折叠类型蛋白编码基因的密码子使用

对195个编码不同折叠类型蛋白（50种全α结构蛋白，66种全β结构蛋白，37种α β结构蛋白，42种α/β结构蛋白）基因的密码子使用偏性的方差分析研究表明，不同折叠类型蛋白的密码子使用偏性有着显著的区别，特定折叠类型的蛋白有着特定的编码基因的密码子使用模式，这一结果表明，在蛋白质折叠类型和蛋白质二级结构的预测过程中，编码基因的密码子使用偏性可以作为蛋白质一级结构以外的一项重要的预测标准。     

短柄五加(Acanthopanax brachypus)rbcL基因的结构分析

克隆了含完整短柄五加rbcL基因的3.2kb EcoRI片段,测定了该基因的核苷酸序列.所测核苷酸序列总长度为1924bp,其中编码区1428bp,编码475个氨基酸的蛋白质.测定的基因5’上游区共278bp,包含原核性质-35区(TTGCGC),-10区(TACAAT)及类似真核的TATA box元件(TATATA).5’前导区长194bp,其中SD序列为GGAGG,紧邻起始密码子上游.测定的3’下游区共218bp,含2个相邻的转录后可形成茎环结构的反向重复序列.短柄五加rbcL基因编码区推导的氨基酸序列与烟草、菠菜、豌豆、苜蓿、玉米、水稻、松树、地钱、衣藻和Anacystis的同源性分别为93.5％、94.11％、94.53％、94.74％、89.68％、92.21％、92.21％、92.63％、87.58％和80.84％.本文还对不同植物rbcL基因的启动区及部分5’和3’非编码区进行了比较分析.     

不同折叠类型蛋白中基于密码子的二级结构偏向性分析

在传统的Chou-Fasman蛋白质二级结构预测方法的基础上引入同义密码子使用的信息,计算了200个蛋白(49种全α结构蛋白,69种全β结构蛋白,38种仅α β结构蛋白,44种α/β结构蛋白)中不同密码子对应的氨基酸形成不同二级结构(α：螺旋,β：折叠,C：卷曲)的偏向性参数．通过对这些密码子对应氨基酸二级结构偏向性的分析,得到了氨基酸二级结构偏向性分析中所忽略的同义密码子的蛋白结构信息．这些新的信息量对于指导蛋白质设计以及提高蛋白质二级结构预测的准确率有着一定的作用．     

大腹圆蛛拖丝蛋白基因3''''端克隆和序列分析

用PCR(Polymerase Chain Reaction)技术从大腹圆蛛主壶腹腺组织的基因组DNA和RNA中分别扩增获得编码拖丝蛋白基因的3'端基因序列,克隆PCR产物到pDrive载体,经PCR、限制性酶切筛选和序列分析后证明获得了蜘蛛拖丝蛋白基因两个克隆AvDS1和AvRS2.基因序列和氨基酸序列分析表明AvDS1和AvRS2具有拖丝蛋白基因序列和蛋白质氨基酸序列特有的结构特征,氨基酸序列中存在4个motifs-(A)n(GA)n(GFGX)n以及(GGX)n.AvDS1与基因库中已报道的蜘蛛拖丝蛋白基因序列同源性较低,而AvRS2与已经报道的Nephila clavipes拖丝蛋白基因组分-1的同源性可达91%,推测AvRS2是编码大腹圆蛛拖丝蛋白基因组分-1基因片段.比较这两个克隆的核苷酸序列和氨基酸序列,发现它们之间没有同源性.推测它们是同一基因的不同片段,或是编码大腹圆珠拖丝蛋白的两个基因组分. 明AvDS1和AvRS2具有拖丝蛋白基因序列和蛋白质氨基酸序列特有的结构特征,氨基酸序列中存在4个motifs-(A)n(GA)n(GFGX)n以及(GGX)n.AvDS1与基因库中已报道的蜘蛛拖丝蛋 基因序列同源性较低,而AvRS2与已经报道的Nephila clavipes拖丝蛋白基因组分-1的同源性可达91%,推测AvRS2是编码大腹圆蛛拖丝蛋白基因组分-1基因片段.比较这两个克隆的核苷酸序列和氨基酸序列,发现它们之间没有同源性.推测它们是同一基因的不同片段,或是编码大腹圆珠拖丝蛋白的两个基因组分. 明AvD     

野桑蚕Ras1基因的cDNA克隆及转录表达谱研究

采用RT-PCR的方法,克隆了野桑蚕Bombyx mandarina Ras1基因,获得了其cDNA序列.该序列长640bp,含有1个579bp的完整开放阅读框,有2个外显子,1个内含子,编码1个由192个氨基酸残基组成的蛋白质,其蛋白质的分子量和等电点分别为21 800和6.24.推导的氨基酸序列与其它物种Ras1基因相应氨基酸序列有较高的同源性,该序列具有它们的Ras1基因所共有的典型特征.组织特异性表达分析表明该基因在野桑蚕的丝腺、脂肪体、表皮、中肠和马氏管中均有表达.这些结果为进一步研究野桑蚕Ras1基因的功能奠定了分子基础.     

重组小鼠14-3-3蛋白theta亚型的构建

目的 克隆编码14-3-3蛋白质θ亚型的cDNA,制备该蛋白质的基因重组蛋白质.方法 参照小鼠14-3-3蛋白质θ亚型mRNA结构设计引物,以小鼠脑总RNA为模板,RT-PCR法克隆编码14-3-3蛋白质θ亚型的cDNA,插入原核表达质粒pGEX-4T-1,转化大肠杆菌BL21(DE3)使其表达谷胱甘肽S转移酶(GST)为标签的融合蛋白质,以凝血酶定点分解融合蛋白并采用Glutathione Sepharose 4B亲和层析纯化目的 蛋白.结果 RT-PCR扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳分离可见约800 bp条带,序列分析表明重组质粒pGEX-1433theta中的插入子为738 bp,编码245个氨基酸,其核苷酸及氨基酸序列与Pubmed NM-011739展示的结果一致.重组质粒pGEX-1433theta在BL21(DE3)中的表达量随IPTG诱导时间递增,融合蛋白质为可溶性组分.亲和层析纯化的14-3-3theta在SDS-PAGE上表现为单一条带,表观相对分子质量为30 ku.每L培养菌液可收获4mg基因重组型小鼠14-3-3theta.结论 克隆了编码小鼠14-3-3蛋白质θ亚型的cDNA,制备了高纯度基因重组型小鼠14-3-3theta,为进行单克隆抗体的制备奠定了坚实的基础.     

中华按蚊CYP4G17基因的鉴定及生物信息学分析

基于中华按蚊(Anopheles sinensis)转录组,通过同源性搜索鉴定出一条中华按蚊CYP4家族序列,生物信息学分析将该基因命名为AsCYP4G17(GenBank登录号:KP004246),该序列全长1 962bp,其中编码区1 671bp,编码556个氨基酸。同源性分析表明该基因与冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)CYP4G17氨基酸序列相似性最高:一致率为89%,相似率为94%。该基因编码的蛋白质相对分子质量为63.48kD,等电点为7.70。该蛋白第20~39位氨基酸为疏水区,蛋白质亚细胞定位显示该蛋白质位于细胞质中。基因结构分析显示,该基因含有两个相位2型内含子。研究结果为进一步揭示中华按蚊CYP4G17基因的功能奠定了基础,对阐明昆虫杀虫剂抗性机理具有一定的科学意义。