红尾沙蜥鸟氨酸脱羧酶1高原适应的分子机理

运用基因组学、转录组学、分子进化和计算生物学等分析方法对红尾沙蜥鸟氨酸脱羧酶1(ODC1)基因结构、表达量、正选择位点以及蛋白质理化性质和结构展开研究,旨在阐明ODC1基因在沙蜥属不同海拔物种中的表达模式和在高海拔红尾沙蜥中低氧适应的分子机理.结果显示,ODC1基因在红尾沙蜥4个组织中的表达量约为荒漠沙蜥的2.25、 1.14、 2.51和4.82倍,其中在肝脏、脑和心脏组织中的表达量显著高于荒漠沙蜥.红尾沙蜥ODC1蛋白质的总平均亲水性系数和不稳定性系数分别为-0.122和46.51,较荒漠沙蜥亲水性更高、结构更稳定.红尾沙蜥ODC1蛋白质位于β/α桶状结构域的222Gly→Ala(潜在的正选择位点)和228Ser→Asn两个突变使得该区域结构更紧凑,并使得蛋白质活性中心体积由荒漠沙蜥的0.734 3 nm³增大到红尾沙蜥的0.744 8 nm³,且活性中心亲水性增大.位于β层片结构域的446Ile→Met氨基酸突变使得该区域的无规则卷曲被α螺旋取代,蛋白质稳定性增强.红尾沙蜥ODC1基因表达量的显著上调和氨基酸突变导致的蛋白质结构稳定性增...     

广西5种常见星虫动物的线粒体基因组特征和系统进化分析

为探明广西北部湾星虫动物的线粒体基因组遗传变异和基因序列特征,采用高通量测序测定广西北部湾5种常见星虫动物的线粒体基因组,并对其基因序列特征、遗传变异、系统进化进行分析。结果显示,星虫动物线粒体基因组具有典型的无脊椎动物线粒体基因组的特征,基因排列高度保守,特别是其13个蛋白质编码基因（PCGs）。此外,星虫动物线粒体基因组的基因均编码在H链上,并存在3个高度保守的基因排列区块,与环节动物和螠虫动物线粒体基因组特征较为相似。cox1、cox2和cob等3个基因进化速率最慢、遗传变异水平最低,适合作为星虫动物种属系统进化研究以及不同种间生物条形码构建的分子标记。nad6、nad4、nad5和nad2等4个基因的遗传变异水平较高（大于60%）,变异位点数量较多,适合作为星虫动物种群遗传多样性研究的分子标记。星虫动物线粒体13个蛋白质编码基因的Ka/Ks比值均低于1（0.058 2-0.726 6）,其中cox1、cox3和cob等3个基因的Ka/Ks比值最低（小于0.1）,表明在星虫动物线粒体遗传进化过程中,这3个蛋白质编码基因承受强烈的自然选择压力和功能束缚。基于线粒体基因组蛋白质编码基因系统进化树的研究结果表明,星虫动物可分为方格星虫纲和革囊星虫纲两个进化分支,星虫动物与环节动物的进化地位、亲缘关系较近,而与软体动物的亲缘关系较远。本研究结果不仅为广西北部湾特色星虫动物渔业资源多样性调查和保护提供分子遗传数据,也为星虫动物系统进化研究提供了科学参考。     

温度对荒漠沙蜥肝脏组织中SOD活性的影响

利用NBT光化学还原法测定在4℃,25℃及35℃条件下驯化15天的荒漠沙蜥肝脏组织中SOD的活性.结果表明:4℃驯化的蜥蜴的SOD活性最低,为3 661.69±369.828 u／(h·gFW);25℃驯化的蜥蜴的SOD活性有所增高,为4263.17±269.124 u／(h·gFW);35℃驯化时,SOD活性最高,为4683.72±172.186 u／(h·gFW).各组间SOD活性差异显著(P<0.05).荒漠沙蜥肝脏组织中SOD活性与温度具有关联性,而这与机体在不同温度下的生理机能是密切相关的.     

基因表达式编程中性突变机理分析

针对基因表达式编程(GEP)的进化模型,其基因组存在不被表达的中性区,研究了GEP中性区在进化中的作用,指出GEP基因存在中性区域,进化进程中必存在中性突变,分析了GEP的基因表示的中性区域存在的特点;通过控制基因长度和基因数量技术,调控中性区的大小和数量,讨论了GEP的中性区域对进化的作用.实验表明,GEP中性区域保持50%～80%,能保证较高的挖掘成功率.     

巨尾桉铜分子伴侣EuCCS基因的克隆及表达分析

以巨尾桉为研究对象,克隆得到巨尾桉铜分子伴侣(CCS)基因(GenBank注册号为KJ755351.1),生物信息学分析表明:EuCCS蛋白定位于叶绿体,与龙眼同源基因的一致性达到99%.巨尾桉CCS的原核表达载体pET-EuCCS在大肠杆菌细胞内可以稳定表达,超氧化物歧化酶(SOD)活检测结果表明:转化菌株的SOD酶活性比对照菌株高,说明外源基因EuCCS具有生物学活性.利用荧光定量聚合酶链式反应(PCR)技术分析CCS在巨尾桉中的表达特性,结果表明:在植株生长旺盛的部位,CCS表达量较大,如植株幼叶,随植株叶片慢慢衰老,CCS的表达量也随之下降;在组培苗中,叶片的CCS表达量最大,其次是茎.     

实验红鲫对137Cs 辐射的氧化应激响应

摘要: 目的探讨实验红鲫对137 Cs 辐射的氧化应激响应和氧化应激生物标记物。方法实验红鲫分别以0 Gy、1. 94 Gy、3. 88 Gy、7. 76 Gy、15. 53 Gy137Cs 辐照,分别于24 h,48 h,72 h,96 h 取出肝脏、性腺,按试剂盒方法检测SOD、GSH-PX 活性,于7 d 和14 d 取出肝脏、肾脏、心脏、脑,按Western blot 方法检测HSP70 含量。结果1. 94 Gy至15. 53 Gy137Cs 辐照能引起实验红鲫氧化应激,SOD、GSH-PX 活性和HSP70 含量发生改变。1. 94 Gy137Cs 辐照诱导实验红鲫肝脏SOD 活性升高, 3. 88 Gy、7. 76 Gy、15. 53 Gy137Cs 辐照诱导实验红鲫肝脏SOD 活性下降,且随辐射剂量升高,其SOD 活性逐渐降低。1. 94 Gy 以上137Cs 辐照诱导实验红鲫性腺SOD 活性下降,并随辐射剂量升高和时间的延长而下降,且下降幅度较大。各辐照处理组实验红鲫肝脏和性腺的GSH-PX 活性变化不大,表现出随辐射剂量升高则活性降低的变化趋势。137Cs 辐照处理后7 d 和14 d,各辐照处理组实验红鲫肝脏、肾脏、心脏和脑的HSP70 表达量均比对照组的高,且随着137Cs 辐照剂量的增加和时间的延长而升高,均存在着一定的“剂量－ 时间－效应”关系。结论实验红鲫性腺对137Cs 辐射的氧化应激响应较敏感,性腺SOD 和肝脏或肾脏的HSP70 可作为氧化应激标志物。     

3种淡水鱼GSTR的cDNA克隆与肝脏组成型表达比较

比较不同生态习性淡水鱼类微囊藻毒素去毒能力与其肝脏Ⅱ相去毒酶Alpha-及Rho-谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-tmnsferase,GST)基因组成型表达之间的关系.采用RT-PCR及RACE方法成功克隆鲢鱼(Hy-pophthalmichthys molitrix)、尼罗罗非鱼(Oreochromis nilotica)、草鱼(Ctenophatyngodon idellu)肝脏Rho-GST(CSTR)基因cDNA全序列.应用半定量PCR方法以β-肌动蛋白为外参照,研究鲢鱼、尼罗罗非鱼、草鱼肝脏Alpha-GST(CSTA)及GSTR基因的组成型表达水平.结果表明,3种淡水鱼类微囊藻毒素去毒基因GSTR序列全长分别为1078 bp、904 bp、1104 bp.鲈形目鱼类的罗非鱼GSTR基因组成型表达相对较高,而鲤形目鱼类的鲢鱼、草鱼GSTA基因组成型表达相对较高.可见不同生态习性淡水鱼类GST基因组成型表达的高低可能与3种淡水鱼类生态习性及去毒能力有关,但对于不同生态习性淡水鱼类去毒能力的分子机制尚待进一步研究.     

转基因烟草的pap基因表达及其抗病毒生理的初步研究

农杆菌介导将美洲商陆抗病毒蛋白基因(pap)导入烟草云烟87品种的叶肉细胞,经过抗性筛选和鉴定,获得转基因植株.利用RT-半定量法分析了Y1、Y2和Y3转基因株系的pap表达,以及攻毒前后叶片多酚氧化酶(PPO)、超氧物歧化酶(SOD)活性和可溶性蛋白质含量.结果表明:pap在Y1和Y2植株中表达,Y3植株中未检测到pap表达;攻毒后,Y1和Y2叶片中可溶性蛋白质含量、PPO和SOD活性较高,而Y3叶片中可溶性蛋白质含量、PPO和SOD活性在三者中最低,与对照相似.讨论了转基因植株中pap表达与其生理变化和病毒抗性的关系.     

水稻全基因组磷脂酶家族蛋白筛选及其生物信息学分析

利用已鉴定磷脂酶基因同源筛选的方法对水稻全基因组范围的磷脂酶基因进行鉴定与筛选,有助于研究其家族基因的各种功能.通过对水稻全基因组进行分析,筛选鉴定磷脂酶家族成员,并对编码蛋白的跨膜区、等电点、分子量等理化性质以及进化、基因组定位、表达特征进行生物信息分析.结果表明：水稻磷脂酶家族基因分为3个亚组,亚组内基因表现出明显相似的结构及进化特征,且磷脂酶家族基因编码蛋白具有相同的3个保守基序,染色体上的磷脂酶家族基因表现出了明显的不均衡性,磷脂酶家族大部分基因表达量偏低,部分表现出了组织表达偏好性,少部分基因在水稻各个组织或生育阶段表达量比较高,可能同水稻发育相关.     

结构域对小麦蛋白质二硫键异构酶性质的影响

小麦蛋白质二硫键异构酶(wPDI)由4个硫氧还蛋白结构域a-b-b'-a'和C-末端c尾组成.为考察wPDI各结构域对活性的影响,通过亚克隆表达了8个不同结构域组成的wPDI截短蛋白,表达产物经分离纯化后进行了酶学性质研究和蛋白质电泳分析.结果表明,所设计的8个wPDI截短蛋白在大肠杆菌BL21中得到了表达,金属螯合亲和层析和分子排阻层析后获得了纯度较高的wPDI截短蛋白;活性测定结果表明,wPDI的所有结构域对其二硫键氧化还原活性和分子伴侣活性都有贡献,c尾缺失不影响其异构活性,但提供了分子伴侣活性的关键氨基酸结合位点;对截短蛋白A和A'的电泳分析发现,wPDI的a结构域活性位点主要以氧化态为主,而a'结构域主要以还原态为主.研究结果为深入理解wPDI的功能性质奠定了基础.     

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.     

绿豆胰蛋白酶抑制剂精氨酸活性片段衍生物的克隆表达及生物学活性研究

绿豆胰蛋白酶抑制剂(MBTI)具有赖氨酸和精氨酸两个活性中心.通过化学合成MBTI-Argc编码基因,克隆到原核表达载体pGEX-4T-1并转化到大肠杆菌DH5α.表达的可溶性融合蛋白GST-Argc经GST层析柱纯化后体外测定活性表明,该片段3.3分子对1分子胰蛋白酶活力的抑制率不足5％.DTNB法定量测定二硫键表明,与天然产物相比,Argc的二硫键个数有所减少.GST-Argc对细胞增殖和迁移生物学效应的检测实验发现,GST-Argc能显著促进细胞的增殖和迁移效应.上述结果表明,MBTI-Argc与天然产物相比在结构和功能上都发生了显著变化,表现出类生长因子活性,可能在组织细胞损伤修复及创伤愈合中具有广泛应用前景.     

红尾副鳅线粒体基因组序列测定与分析

采用长PCR和嵌套PCR相结合的方法测定并注释了红尾副鳅Paracobitis variegatus(Dabry de Thiersant,1874)线粒体基因组全序列.结果表明:红尾副鳅线粒体基因组全长16 571bp,A+T含量55.6%,基因构成及排列与其他硬骨鱼基本相同,包含37个基因和1个控制区(D-loop区).基因组结构紧密,除控制区外基因间仅存在63bp的间隔,33bp的重叠.13个蛋白质编码基因中,除了COI基因以GTG作为起始密码子,COII、COIII和Cyt b以不完整的T,ND4基因以不完整的TA作为终止密码子外,大都以典型的ATG作为起始密码子,以TAA或TAG作为终止密码子.22个tRNA基因的二级结构中,除了tRNASer(AGN)外,其余21个都可以折叠成典型的三叶草结构,tRNASer(AGN)缺失了DHU臂,在相应位置上只形成一个环.预测了rRNA的二级结构,其中12SrRNA包含43个茎环结构,16SrRNA包含6个结构域,53个茎环结构.控制区包含1个终止相关序列TAS1、3个中央保守序列(CSB-F、CSB-D、CSB-E)、2个保守序列区(CSB-2、CSB-3).     

大麦类病斑突变体bspl1的遗传及生理生化分析

对甲基磺酸乙酯（EMS）诱变大麦品种ZJU3获得的一个类病斑突变体（bspl1）进行了遗传和生理分析. 遗传分析结果显示,该表型由隐性单基因控制;苗期叶片生理生化分析表明,bspl1中SOD、POD以及CAT的活性较野生型ZJU3均明显升高. 通过比较bspl1和野生型ZJU3在生理生化水平上的差异,推测类病斑的产生与叶片中活性氧的堆积相关.     

疣尾蜥虎线粒体基因组全序列及其基因组成

测定了疣尾蜥虎(Hemidactylus frenatus) 的线粒体基因组全序列.序列全长为16 891 bp, 包括13 个蛋白质编码基因、2 个rRNA 基因和22 个tRNA 基因.除大部分基因由重链编码外,仅1个蛋白编码基因和8个tRNA基因由轻链编码.碱基组成的偏好与其他脊椎动物线粒体DNA接近.没有发现长的基因间隔区,说明该基因组的结构十分紧凑.基因组的组成与典型脊椎动物的相近,即没有发现重排、基因或控制区的重复等在其它有鳞类动物中出现过的异常特征.除单性生殖的壁虎外,现有的壁虎类线粒体基因组在基因含量和顺序上是一致的.作为蜥虎属线粒体基因组全序列的惟一代表,该序列有望在有鳞类系统发生的推断上发挥一定的作用.     

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.     

波纹鳜线粒体基因克隆及系统发育信息分析

为了探讨鳜类线粒体基因组结构特征及系统发育信息,以期为鳜类遗传学研究和分子标记提供参考依据,本文将波纹鳜Siniperca undulata线粒体随机切割成长度为1～3 kb的15个片段,采用PCR产物直接测序法获得波纹鳜线粒体全基因组,并提交至NCBI数据库,获得登录号KJ644783。结果分析发现:波纹鳜线粒体包含13个编码蛋白基因、22个tRNA、2个rRNA以及一个超变区(D-loop),基因排列顺序与其他硬骨鱼类似,不存在基因重排现象。整个基因组存在明显的AC偏好性,其中G碱基含量非常低,仅仅为16.23%。系统发育信息分析结果显示,CO1、ND5、CYTB、ND4基因具有较好的进化适应性,能够较好地反映鳜类的系统发育关系。进一步的进化分析显示,鳜类分成了鳜属和少鳞鳜属。     

一个在梅山猪×大白猪杂交组合的背最长肌中差异表达的新基因的分离、cDNA 序列分析及组织表达谱

为了揭示猪杂种优势的分子机理,用mRNA差异显示技术从梅山猪×大白猪杂交组合的背最长肌中分离到一个差异表达的基因,并用半定量RT-PCR进行鉴定,随后通过cDNA末端快速扩增法(RACE)得到该基因的cDNA全长.经与GenBank进行Blast比较,这个基因与猪的已知的基因没有明显的同源性.基因预测显示这个基因编码一个由188个氨基酸组成的蛋白质,且该蛋白质具有保守的PRA1 family protein的结构域,同时该蛋白质和人、大鼠、小鼠的PRA1 family protein 3分别具有88%,88%,87%的同源性,因此将这个基因命名为猪的PRA1 family protein 3基因.进化树分析表明猪的PRA1family protein 3和人的PRA1family protein 3具有比大鼠、小鼠的PRA1family protein 3更近的亲缘关系.组织表达谱分析显示这个基因在肌肉与脂肪组织中表达丰富,在脾中中等表达,在心、肾、卵巢、肺中少量表达,在肝与小肠中几乎不表达.同时对这个基因的功能及与猪的杂种优势的关系进行了讨论.     

鸡溶菌酶和重组大肠杆菌融合蛋白(NADP-GDH)体外分子交联的初步研究

用PCR方法克隆的大肠杆菌NADP特异性谷氨酸脱氢酶 (NADP specificglutamatedehydrogenase ,NADP GDH)基因和其突变基因 ,插入表达载体pTrcHisC构建重组蛋白质表达体系 .经过IPTG诱导表达 ,用Talon固定化金属亲和层析树脂纯化出重组的天然和突变NADP GDH ,将它们和溶菌酶 (Lysozyme)通过热诱导去折叠方法进行体外蛋白质分子交联实验 ,在去折叠反应液中加入还原剂二硫苏糖醇 (DTT)后 ,不但没有分子间二硫键交联形成 ,同时也没有其他分子间共价键 (异肽键 )交联的形成 .另外 ,半胱氨酸残基定点突变后的NADP GDH重组蛋白质 ,无法参与形成分子间二硫键 ,实验证实经过热诱导去折叠后也没有分子间共价键 (异肽键 )交联 .这些结果进一步证明蛋白质分子间二硫键的形成能够促进蛋白质其他分子间共价键 (异肽键 )的形成 .     

利用物种的蛋白质系统发生图谱研究物种进化

随着后基因组时代的到来,越来越多的物种基因组序列被测定出来.基因组信息的大量增加,使得从基因组的水平研究物种进化成为可能.文中定义了物种的蛋白质系统发生图谱的概念,将之用于进化分析,并从蛋白质组的水平研究了物种间的进化关系.此方法与目前较流行的分子进化方法相比,具有适用范围广,结果稳定等特点.随着基因组测序工作的迅速发展,用蛋白质系统发生图谱构建进化树的方法将有很大的发展空间.