葱蝇PDK1基因的克隆及生物信息学分析

3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1,PDK1)是磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol-3kinase,PI3K)/蛋白激酶B(PKB/Akt)信号通路中一个关键的激酶。该通路在人(Homo sapiens)、黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)、秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)中是一条保守的通路,通过激活下游的因子对代谢、细胞分化、寿命等产生重要调节作用。本研究基于葱蝇(Delia antiqua)转录组数据通过生物信息学分析从其中鉴定出PDK1基因4条Unigene序列,并通过PCR技术克隆了PDK1基因的全长cDNA,命名为DaPDK1,其全长为3 215bp,开放阅读框长2 730bp,编码909个氨基酸。采用生物信息学的方法,推测该基因编码的蛋白质相对分子质量为100.3kD,等电点为8.53。该蛋白第87~109氨基酸是跨膜区,第284~627和744~833氨基酸是两个保守结构域STKc和PH。同源性分析表明DaPDK1蛋白与地中海实蝇(Ceratitis capitata)PDK1蛋白氨基酸序列相似性最高(一致率为53.1%,相似率为63.2%)。本研究结果有望为进一步研究葱蝇PI3K/Akt信号通路中PDK1基因的特性及功能奠定基础。     

葱蝇防御素基因的鉴定及针刺对基因表达的影响

【目的】分析葱蝇(Deliaantiqua)防御素基因家族的序列特征、分子进化和基因表达模式,了解防御素基因在滞育期的免疫应答特征。【方法】利用生物信息学方法,从转录组数据库中搜索防御素基因家族的序列,并进行基因鉴定、系统发育、选择压力及针刺刺激对基因表达的影响分析。【结果】共鉴定出3个防御素前体序列及由此形成的40个氨基酸残基组成的成熟肽Da Df1e ,Da Df2e 和 Da Df3e ,理论分子量分别为4.09,4.124.09k Da;等电点分别为8.71,8.69和8.35;它们具有昆虫防御素的典型的保守结构域,有3对分子内二硫键,均为外分泌型、稳定多肽。系统发育分析显示葱蝇防御素成熟肽Dadef1与新陆原伏蝇(Protophormiaterraenovae)、丝光绿蝇(Luciliasericata)和家蝇(Muscadomestica)防御素亲缘关系最近并聚为一枝,再与 Dadef2和 Dadef3聚为一枝。基因表达分析表明针刺能明显影响葱蝇防御素基因的表达。【结论】葱蝇防御素基因家族序列保守性高,具有典型的家族特征;它们的表达模式在冬滞育和非滞育蛹的不同发育时期存在明显差异,说明葱蝇冬滞育蛹和非滞育蛹的免疫应答存在差异。研究结果为进一步研究昆虫防御素类抗菌肽的结构特征、进化以及滞育条件下免疫活动提供理论基础。
     

高效溶栓菌株的筛选鉴定及发酵条件优化

采用酪蛋白平板法,从纳豆激酶胶囊、纳豆及多种发酵食品中筛选出了146株产溶栓酶菌株;然后利用纤维蛋白平板法比较发酵后溶栓酶活力,并从初筛菌株中筛选出1株溶栓酶活达1 637.6IU/mL的高产菌株HT8;依据菌种形态和生理生化特征以及16SrRNA基因序列分析,鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。在此基础上,对此高效溶栓菌株的液体培养条件进行了单因素初步实验,方差分析后设计正交试验L18(37),通过软件SPSS分析确定该菌最佳发酵条件为初始pH值8.0、温度40℃、培养体积90mL(容量为500mL的三角瓶装90mL的培养液)、0.5%牛肉膏和2%大豆蛋白胨;优化后的相对酶活力达1 804.08IU/mL。研究结果为进一步开发纳豆等保健食品提供理论基础。     

葱蝇己糖激酶基因的鉴定、特征分析及在滞育期的表达分析

基于转录组数据,首次鉴定了葱蝇(Delia antiqua)2条己糖激酶(Hexokinase,HXK)基因分别命名为Da HXK-1和Da HXK-2。Da HXK-1基因含有1 544 bp的开放阅读框,编码513个氨基酸,相对分子量和理论等电点分别为58.3k D和5.97;Da HXK-2基因的开放阅读框为2 512 bp,编码819个氨基酸,相对分子量和理论等电点分别为91.1 k D和9.19,二者编码的蛋白同为胞质型蛋白,具有该酶蛋白质典型的保守结构域,且与家蝇(Musca domestica)Md HXK-1和Md HXK-2蛋白的同源性分别为74%和78%;系统发育分析显示它们与其他双翅目(Diptera)昆虫的己糖激酶的进化关系最近,表明己糖激酶在进化过程中比较保守。基因表达分析显示Da HXK-1和Da HXK-2基因在夏滞育蛹中都下调表达;Da HXK-1基因在冬滞育蛹中的表达呈先上升后下降趋势,Da HXK-2基因的表达模式则相反。研究认为Da HXK-1和Da HXK-2基因的不同表达模式可能与组织特异性有关。
     

中国传统发酵食品中溶栓酶活性检测方法比较

通过正交实验设计建立最佳琼脂糖-纤维蛋白平板法,并比较改进的纤维蛋白平板法和四肽底物法测定中国传统发酵食品中溶栓酶的活力的线性和精密度,以找出一个灵敏易操作、经济实惠、快速准确地标示溶栓酶效价的活性检测方法。实验结果显示纤维蛋白平板法和四肽底物法分别在50～800IU.mL-1、0.03～2.60U.mL-1范围内具有良好的线性关系,且日间和日内变异系数均小于6%。因此,纤维蛋白平板法与四肽底物法均能用于溶栓酶的活性检测,前者测定结果比较直观,但四肽底物法操作比较简单,经济成本相对较低,灵敏度高,更适合溶栓菌株的高通量筛选。     

葱蝇防御素基因的鉴定及针刺对基因表达的影响

【目的】分析葱蝇(Delia antiqua)防御素基因家族的序列特征、分子进化和基因表达模式,了解防御素基因在滞育期的免疫应答特征。【方法】利用生物信息学方法,从转录组数据库中搜索防御素基因家族的序列,并进行基因鉴定、系统发育、选择压力及针刺刺激对基因表达的影响分析。【结果】共鉴定出3个防御素前体序列及由此形成的40个氨基酸残基组成的成熟肽DaDef1,DaDef2和DaDef3,理论分子量分别为4.09,4.12 4.09kDa;等电点分别为8.71,8.69和8.35;它们具有昆虫防御素的典型的保守结构域,有3对分子内二硫键,均为外分泌型、稳定多肽。系统发育分析显示葱蝇防御素成熟肽Dadef1与新陆原伏蝇(Protophormia terraenovae)、丝光绿蝇(Lucilia sericata)和家蝇(Musca domestica)防御素亲缘关系最近并聚为一枝,再与Dadef2和Dadef3聚为一枝。基因表达分析表明针刺能明显影响葱蝇防御素基因的表达。【结论】葱蝇防御素基因家族序列保守性高,具有典型的家族特征;它们的表达模式在冬滞育和非滞育蛹的不同发育时期存在明显差异,说明葱蝇冬滞育蛹和非滞育蛹的免疫应答存在差异。研究结果为进一步研究昆虫防御素类抗菌肽的结构特征、进化以及滞育条件下免疫活动提供理论基础。     

昆虫致病性斯氏线虫亲环素基因的克隆、特征及表达分析(英文)

亲环蛋白(Cyclophilin)广泛存在于原核和真核生物中,在进化过程中结构保守,多数具有肽基脯氨酰基顺反异构酶活性。本文在斯氏线虫(Steinernema carpocapsae)差减杂交分析的基础上,克隆一个亲环蛋白基因(Sca-CYN)。该胞质蛋白有171个氨基酸组成,分子量约为16.2kD,等电点约为6.89。BLAST分析表明,Sca-CYN蛋白与线虫、昆虫及其它生物亲环蛋白的序列一致性达75%~89%。基因表达分析显示该基因在寄生初期就上调表达。序列比较及进化标记分析发现Sca-CYN为秀丽隐杆线虫亲环蛋白3的直系同源蛋白。同源建模分析显示该蛋白具有亲环蛋白的经典三维结构。系统发育分析结果表明该蛋白在进化早期与其同源基因分离。研究结果为进一步研究该基因功能及探讨线虫亲环蛋白基因家族的分子进化提供基础。     

高效溶栓菌株的筛选鉴定及发酵条件优化

采用酪蛋白平板法,从纳豆激酶胶囊、纳豆及多种发酵食品中筛选出了146株产溶栓酶菌株;然后利用纤维蛋白平板法比较发酵后溶栓酶活力,并从初筛菌株中筛选出1株溶栓酶活达1 637.6 IU/mL的高产菌株HT8;依据菌种形态和生理生化特征以及16S rRNA基因序列分析,鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).在此基础上,对此高效溶栓菌株的液体培养条件进行了单因素初步实验,方差分析后设计正交试验L18(37),通过软件SPSS分析确定该菌最佳发酵条件为初始pH值8.0、温度40 ℃、培养体积90 mL(容量为500 mL的三角瓶装90 mL的培养液)、0.5％牛肉膏和2％大豆蛋白胨;优化后的相对酶活力达1 804.08 IU/mL.研究结果为进一步开发纳豆等保健食品提供理论基础.     

葱蝇PDK1基因的克隆及生物信息学分析

3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase1,PDK1)是磷脂酰肌醇3-激酶(Phos-phatidylinositol-3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(PKB/Akt)信号通路中一个关键的激酶。该通路在人(Homo sapiens)、黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)、秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)中是一条保守的通路,通过激活下游的因子对代谢、细胞分化、寿命等产生重要调节作用。本研究基于葱蝇(Delia antiqua)转录组数据通过生物信息学分析从其中鉴定出PDK1基因4条Unigene序列,并通过PCR技术克隆了PDK1基因的全长cDNA,命名为DaPDK1,其全长为3215bp,开放阅读框长2730bp,编码909个氨基酸。采用生物信息学的方法,推测该基因编码的蛋白质相对分子质量为100.3kD,等电点为8.53。该蛋白第87~109氨基酸是跨膜区,第284~627和744~833氨基酸是两个保守结构域STKc和PH。同源性分析表明DaPDK1蛋白与地中海实蝇(Ceratitis capitata)PDK1蛋白氨基酸序列相似性最高(一致率为53.1%,相似率为63.2%)。本研究结果有望为进一步研究葱蝇PI3K/Akt信号通路中PDK1基因的特性及功能奠定基础。
     

昆虫滞育相关激素调节的研究进展 (动物科学)

昆虫的生长发育离不开激素的调节。滞育作为昆虫特殊的发育状态,其特征是代谢活动显著降低,发育停滞。在滞育发育过程中,各类激素通常相互协调形成网络,发挥着重要的调节作用。在神经内分泌系统中,由神经细胞分泌的神经肽类激素通常作为上游调控激素,通过调节下游激素的合成和分泌从而影响昆虫的滞育发育;蜕皮激素和保幼激素作为下游激素参与到神经肽类激素的调控网络中。目前已克隆得到滞育激素-性信息素合成激活肽和促前胸腺激素的基因,并对二者在不同滞育型昆虫中的调节作用进行了深入研究。此外,激素受体的研究将为解释激素之间的相互作用提供重要依据;而通过滞育昆虫体内激素水平的调节将为有害昆虫生物防治提供新的方法。