海豚基因组中硒蛋白基因的生物信息学预测

硒蛋白中的硒以硒代半胱氨酸(Sec)的形式存在.Sec由传统的终止密码子TGA编码.由于在可读框中难以区分TGA密码子在硒蛋白中的功能,硒蛋白基因的预测非常困难.利用本实验室建立的真核生物硒蛋白基因预测系统,从海豚基因组中识别了包括含2个Sec的2型碘甲腺氨酸脱碘酶(DI2)、具有可变剪切编码区的1型碘甲腺氨酸脱碘酶(DI1)及谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、硒蛋白P(SelP)等16个硒蛋白,从基因信息的角度探索了海豚中硒蛋白与其特殊生存环境及进化阶段的关系等问题.     

采用RNA Draw程序识别真核生物硒蛋白基因的SECIS 结构

采用RNADraw程序对已测序的7类46个真核生物硒蛋白的3′-UTR进行二级结构研究,均找到1个或2个可能的SECIS结构,它们均由一－茎－环结构组成,并都具有3段保守碱基AUGA－（A）AA－GA－采用该程序对随机挑选的一些非硒蛋白基因的3′－UTR进行同样的处理,则均未发现类似的SECIS茎－环结构,这些结果表明SECIS是真核硒蛋白基因的独有特征,RNADraw程序可通过在已测序的基因组中检索SECIS结构来寻找新的硒蛋白。     

硒蛋白对人体健康重要作用的研究进展

硒(selenium,Se)是动物和人类健康所必需的微量元素,硒的缺乏会导致多种疾病的发生.硒在体内主要以硒蛋白的形式发挥生物学作用,目前硒蛋白与人体健康关系的研究日益受到重视.迄今人类已发现25种硒蛋白,本文重点对谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)、硫氧还蛋白还原酶(thior...     

一种新的硒多肽 Ⅰ.大鼠心肌中非GSH-Px硒蛋白的研究

硒是生物机体必需的微量元素,其生物学作用历来被认为是通过谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)发挥的.随着硒生物学研究的深入,许多学者发现硒的某些生物学作用并不能用GSH-Px完满地解释,同时相继发现了20余种非GSH-Px硒蛋白.缺硒在克山病心肌损害过程中起重要作用.心肌损害过程中抗氧化体系改变的机制普遍认为是由于缺硒而导致GSH-Px活性降低的结果.~(75)Se-Na_2SeO_3整体放射自显影发现~(75)Se在心肌中有较长时     

硒代甲硫氨酸抗烟毒素蛋白衍生物的制备

为利用硒原子的反常散射获取抗烟毒素蛋白晶体X射线衍射的相位信息,以质粒pQE-30为表达载体,E.coli M15为宿主菌,在含有硒代甲硫氨酸的M9培养基中用IPTG诱导表达硒代甲硫氨酸抗烟毒素蛋白衍生物,通过Ni-NTA金属亲合层析和Mono Q阴离子交换层析纯化目标蛋白,产物经SDS－PAGE检验纯度达95％以上,经MALDI－TOF和SEI－Quadrupole质谱检测证实抗烟毒素蛋白硒代甲硫氨酸标记成功,采用与抗烟毒素蛋白晶体生长类似的条件,获得了衍生物可供衍射的晶体。     

玉米CACTA型转座子携带宿主基因片段转移新功能的发现与特性分析

携带宿主基因片段转座子的转座对基因组扩增、新基因产生具有重要作用. 本研究以参与玉米维生素E合成的基因HGGT为例, 采用生物信息学方法, 寻找携带宿主基因片段转座子, 并分析其特性. 通过BLAST搜索和基因注释, 发现了3个携带HGGT基因不同部位片段的ENSPM2_ZM转座子. 利用公共数据库, 在玉米自交系B73基因组中发现了另外66个能携带宿主基因片段的转座子. 这69个转座子分布在10条染色体上, 平均长度为3689 bp. 其中, 有9个转座子携带了2个来源的宿主基因片段. 通过比对玉米EST数据库, 发现至少13个转座子可以转录, 且2个携带不同来源宿主基因片段的转座子具有融合转录的特征.     

利用鳞翅目来源的转座子piggyBac建立高效稳定的转基因家蚕技术

piggyBac转座子元件被成功应用于家蚕转基因. EGFP荧光蛋白基因作为筛选标志, 受含有Pax-6结合位点的启动子控制, 并能在家蚕的眼部组织中特异性表达. 荧光筛选质粒和piggyBac转座子表达质粒被以混合物的形式显微注射到家蚕受精卵, 获得出生的G₀代蛾子700个, 互相交配后, 利用EGFP荧光筛选获得111个独立的转基因系. 大部分转基因系在基因组上携有2个或多个插入拷贝, 并且在整个项目过程中转基因的表型稳定遗传6代以上. 对插入位点的序列鉴定发现, 其插入位点两侧具有特异性TTAA序列, 证实转基因的插入受到piggyBac转座子的调控. 高效稳定的家蚕转基因技术的建立为家蚕后基因组的研究和蚕业工业的发展提供了基础.     

跨膜蛋白结构预测新方法

基因组数据中大约有20%～30%的基因产物被预测为膜蛋白, 膜蛋白是一类具有重要生物功能的蛋白质. 预测膜蛋白跨膜区的数量和位置是生物信息学中重要的研究课题. 提出了一种预测膜蛋白跨膜区的新方法—— 连续小波变换极大值谱(MSCWT). 该法对8种SARS-CoV膜蛋白的预测准确度与常用膜蛋白预测软件TMpred相当, 对MPtopo数据库中131种新的已知结构的螺旋束蛋白(共包含548个跨膜区)的预测显示, 其跨膜螺旋区预测准确率为91.6%, 膜蛋白序列的预测准确率为89.3%.     

生物信息学应用于植物科学的三个实例

本文以3个实例初步展示了生物信息学在植物科学中的应用.第一例先在EMBL数据库中搜索到了15条棉属不同种的ITS序列,然后对它们作了亲缘树分析.第二例对PIR数据库中一条棉花脂转移蛋白的一级、二级结构作了分析之后,使用RasMol软件对典型的脂转移蛋白进行了三维结构观察.第三例对一条拟南芥EST序列作了Blast比对、ORF查找分析之后,将其翻译为氨基酸序列,然后进行了功能预测和同源蛋白的三维结构显示,最后对该EST序列进行了基因组定位.     

哺乳动物驱动蛋白的计算基因组学分析与鉴定

提供了一种新颖的、基于比较基因组学方法的全长驱动蛋白预测方法(full-length kinesin prediction program, FKPP), 用于哺乳动物中驱动蛋白质组的鉴定与研究. 之前的预测认为, 哺乳动物共含94个驱动蛋白, 而用FKPP从哺乳动物的基因组中总共鉴定出134个可能的驱动蛋白基因. 基于数据库中存在的片段序列, 用FKPP鉴定出25个可能的全长驱动蛋白. 此外, 用FKPP方法发现人的动点马达蛋白CENP-E应包含2701个氨基酸, 而不是当初根据克隆预测的2663个氨基酸. 通过对CENP-E的cDNA进行重测序, 并同时采用特异性识别FKPP预测的CENP-E多肽抗体予以实验评估, 结果表明, FKPP预测的CENP-E氨基酸序列是正确的. 为此, 本研究利用FKPP对哺乳动物的驱动蛋白进行了重新分类. 鉴于目前公共数据库含有较多非全长序列的蛋白片段, FKPP可提供一个具有显著效率且准确新颖的全长序列预测手段, 用于驱动蛋白以及其他蛋白家族的分子鉴定.     

两种待定新硒矿物

两种待定新硒矿物发现于贵州504矿床中.该矿床是一个铀汞钼多金属矿床,且硒、铼、铊、镍等也具有综合利用价值.含矿层为下寒武统清虚洞组和中寒武统石冷水组白云岩.含矿层在矿床中受到强烈硅化、黄铁矿化、胶黄铁矿化、重晶石化、粘土化、方解石化、褐铁矿化等围岩蚀变.各种矿化赋存在蚀变形成的黑色硅化岩及其旁侧遭轻微蚀变的白云岩中.硒在矿床中主要以独立矿物形式产出,种类较多,但颗粒细微,研究难度较大.目前已确定的有新矿物硒锑矿(antimonselite)Sb_2Se_3(1992年4月国际新矿物及矿物命名委员会通过),有首次发现的新亚种硫硒锑矿Sb_2(Se_(2.75-2.41)S_(0.25-0.59))_3,有硒汞矿、硒铅矿、白硒铁矿.此外,尚有未确定的Ni,Fe-Ni,Fe-Hg,Cu-Hg-Sb,Cu-Sb的硒矿物.     

江西宜春市明月山地区土壤和多种作物中硒的含量及形态分布特征

硒在土壤-作物系统中的分布特征是天然硒生物营养强化国际合作计划的重要基础.为了调查天然富硒区土壤与农作物中硒的积累特征和分布规律,本研究采集并测定宜春明月山地区土壤和农作物硒含量,利用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)测定农作物中5种硒形态含量.结果 表明,土壤总硒含量为167～905 μg/...     

我国再次发现硒锑矿

硒锑矿是我国在1993年首先发现的一种新矿物.几乎在此同时,笔者在华南某大型古岩溶热液造铀矿床中也发现了硒锑矿,并首次测得该新矿物的单晶结构,已将该测定资料呈报国际矿物协会.华南某铀矿床赋存于下石炭统石磴子段白云质灰岩、生物屑灰岩中,属典型层控矿床.硒锑矿在该矿床中呈显微浸染状、微脉状产出,单晶(0.3—0.5mm)呈条板状、针状、叶片状,集合体(0.5—1mm)呈禾束状、放射状(图1);银     

真细菌型的细胞分裂位点决定因子CrMinD基因在衣藻中从叶绿体到核的成功转移

MinD蛋白是一种普遍存在的ATP酶, 在真细菌、古细菌以及植物叶绿体的分裂过程中发挥着关键的作用. 在已研究过的4种绿藻(Mesostigma viride, Nephroselmis olivacea, Chlorella vulgaris, Prototheca wicker-hamii)中, MinD基因均由叶绿体基因组编码. 但在拟南芥中, MinD基因由核基因组编码, 其蛋白定位于叶绿体并参与叶绿体分裂的调控, 说明在高等陆生植物中, MinD基因已经转移到核基因组. 然而, 对于在质体进化过程中MinD基因从叶绿体转移至核的机制还不清楚. 我们从单细胞绿藻(Chlamydomonas reinhardtii, 衣藻)中鉴定了一个核编码的MinD同源物CrMinD, 其在野生型大肠杆菌(E. coli)中的过表达会抑制细胞的分裂并导致丝状细胞的形成, 表明植物MinD蛋白在进化上的保守性. CrMinD-egfp在烟草和拟南芥中的瞬时表达确认了CrMinD蛋白在调节叶绿体分裂中的作用. 在已公布的所有陆生植物质体基因组序列中, 没有发现MinD的同源物, 说明MinD基因从质体转移至核这一事件在进化出陆生植物以前就已经发生了.     

湖北渔塘坝硒矿床中最大硒同位素分馏的发现及其指示意义

对渔塘坝硒矿床中高硒的碳质硅质岩和碳质页岩样品进行了硒同位素测定. 测定结果显示, 其δ^82/76Se_NIST范围从-12.77‰ ~ 4.93‰, 总变化为17.7‰. 这是迄今所发现的自然界中最大的同位素分馏, 同时样品Ytb-5(高硒碳质页岩)的d 82/76SeNIST为-12.77‰, 也是目前所发现的自然界中最富硒轻同位素的样品. 根据硒同位素的分布特征, 结合其他地质证据和地球化学指标, 认为“氧化-还原模式”是对矿床中自然硒大量出现的合理解释. 同时, 硒同位素在自然界中较大的分馏效应也证明其作为一种新的地球化学示踪剂有其独特的应用潜力.     

两种植物病毒编码蛋白的基因沉默抑制子功能鉴定

采用农杆菌浸润方法以及重组的马铃薯X病毒(PVX)表达载体, 研究了甜菜坏死黄脉病毒(BNYVV)编码的P14蛋白和水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)编码的S6蛋白对植物基因沉默的抑制作用. 绿色荧光蛋白(GFP)表型观察及核酸杂交结果表明, 这2种病毒基因均能够强烈抑制转基因本生烟(16C)中由同源序列引起的gfp基因沉默, gfp基因mRNA的含量明显高于未发生沉默抑制的对照植株, 并导致PVX感染后的寄主症状加重, 说明它们可能是由病毒编码的RNA沉默抑制因子. 其中, RBSDV S6基因对植株体内基因组DNA甲基化过程的抑制作用更为强烈.     

PHF2全长cDNA及剪接异构体的克隆鉴定

ＰＨＤ锌指结构蛋白作为ＨＯＸ基因的上游调控因子,在生物体的发育过程中起着重要作用涉及该蛋白的异常还与人类的某些恶性疾病如白血病相关,利用基因数据库同源性比较,ＰＣＲ扩增ｃＤＮＡ文库筛选ｃＤＮＡ及部分基因组ＤＮＡ序列分析,多组织Ｎｏｒｔｈｅｒｎ印迹杂交等方法,克隆鉴定了一种新的人类编码ＰＨＤ蛋白的全长ｃＤＮＡ及该基因的不同剪接异构体。     

基于三角褐指藻全基因组假基因的识别及相关生物信息学分析

假基因是与功能基因序列相似,但不能表达为功能蛋白质的DNA序列.识别和注释假基因是认识基因组的结构功能的关键.三角褐指藻属于海洋硅藻,富含不饱和脂肪酸,目前其全基因组信息已经解析.为了识别三角褐指藻基因组中的假基因,本研究采用生物信息学的方法构建了从三角褐指藻的基因组中寻找假基因的流程,得到1654条加工假基因、714条非加工假基因和4729条假基因片段.结果表明,尽管三角褐指藻属于低等光合生物,其基因组中存在较多假基因及假基因片段.     

YAC介导的天蚕丝素基因向家蚕的转移及其在F_2代中的表达

天蚕(Antherae yamamai)是天蚕蛾科柞蚕属的一种大型野生绢丝昆虫,其丝质优良,素有“丝中皇后”的美称.但天蚕和家蚕(Bombyx mori)的亲缘关系较远,为了获取具有天蚕丝质性状的家蚕转化体,利用传统的遗传育种方法是行不通的,必须借助于基因转移.YAC(Yeast artificial chromosome)作为一种大容量的基因工程载体,在真核基因转移方面有其独特的优越性.天蚕和家蚕丝质基因的主要歧异存在于核心区,这种歧异反映在蛋白质水平上就表现为     

环境中硒的迁移、微生物转化及纳米硒应用研究进展

硒,人类及动物不可或缺的微量元素之一,在地球化学循环中扮演着重要角色.自然界中的硒通过风化作用从磷化岩、煤矿等富硒源中释放,经沉降、挥发、大气循环、生物作用等方式在生态系统中迁移转化.在众多迁移转化途径中,微生物对硒的转化尤为重要,主要包括异化还原、同化还原、氧化、甲基化和去甲基化5种方式.其中,异化还原是去除环境介质中SeO₄^2-及SeO₃^2-的主要方式,产物纳米硒(SeNPs)凭借独特的物理化学性质广泛应用于电子、医学、环境修复等领域.然而,关于生物源SeNPs合成的过程调控、机制解析,乃至生物信息学相关研究尚处于初步探索阶段.因此,本文综述了硒在环境中的迁移转化过程,着重阐述了微生物对硒的转化机理,以及生物合成SeNPs在化学传感器、抗癌领域及催化领域的应用,旨在为揭示硒元素的地球化学循环、微生物转化机制,及拓宽生物SeNPs的应用领域提供必要的信息及理论参考.