梅花鹿抗病毒蛋白的生物信息学分析

通过在线生物软件分析梅花鹿四种抗病毒蛋白A3Z2、BST-2A、BST-2B和SAMHD1蛋白的生物信息学特性。从转录组中获得四种蛋白的基因序列,应用Prot Param、Protscale、SOPMA、TMHMM、Target P、Signal P、Motif Scan、Interproscan以及BLAST等在线软件分析蛋白的理化性质、二级结构、穿膜域、结构域等等。首次获得了四种抗病毒因子的基因和蛋白序列,梅花鹿A3Z2基因编码393个氨基酸,相对分子质量为47.59 k Da,碱性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,胞内定位,具有糖基化和磷酸化位点,两个胞嘧啶脱氨酶结构域。梅花鹿BST-2A和2B基因编码159个氨基酸,相对分子质量为17.69 k Da和18.12 k Da,酸性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽,BST-2A有两个跨膜结构域,BST-2B有一个跨膜结构域,膜定位,具有糖基化和磷酸化位点。梅花鹿SAMHD1基因编码613个氨基酸,相对分子质量为70.51 k Da,碱性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,胞内定位,具有磷酸化位点,d NTP磷酸水解酶活性结构域。梅花鹿A3Z2、BST-2A、BST-2B和SAMHD1蛋白具有潜在的抗病毒能力。     

人源fidgetin like-1蛋白AAA结构域的重组表达及酶学性质分析

Fidgetin是2000年发现的一个AAA蛋白家族新成员,同源序列分析表明它与ka-tanin、spastin属于AAA家族的同一亚家族,因此可能也具有ATP依赖的微管切割活性,ATP的结合和水解应该发生于fidgetin蛋白中保守的AAA结构域.在大肠杆菌中重组表达的人源fidgetin like-1(FIGL-1)蛋白的AAA结构域片段(HsFIGL-1-AAA),纯化后的最终产率为每升5 mg蛋白.与AAA蛋白通常形成六聚体不同,HsFIGL-1-AAA在溶液中为单体,且其ATPase活性很低,仅为0.0063 s-1.与其他AAA蛋白的序列比对发现,Sensor 2 motif中保守的Arg残基在HsFIGL-1-AAA结构域中为Thr,但该位点的突变T609R并未明显改变该蛋白的ATPase活性.这些结果提示HsFIGL-1可能以一种特殊的方式发挥功能,这为进一步研究fidgetin及其同源蛋白的结构和功能奠定了基础.     

人源fidgetin like-1蛋白AAA结构域的重组表达及酶学性质分

Fidgetin是2000年发现的一个AAA蛋白家族新成员,同源序列分 析表明它与ka-tanin、spastin属于AAA家族的同一亚家族,因此可能 也具有ATP依赖的微管切割活性,ATP的结合和水解应该发生于 fidgetin蛋白中保守的AAA结构域.在大肠杆菌中重组表达的人源 fidgetin like-1(FIGL-1)蛋白的AAA结构域片段(HsFIGL-1-AAA),纯 化后的最终产率为每升5 mg蛋白.与AAA蛋白通常形成六聚体不 同,HsFIGL-1-AAA在溶液中为单体,且其     

猪hnRNPK基因启动子的克隆及序列分析

首次克隆了猪hnRNPK基因启动子序列,并进一步对该序列进行了分析.结果显示:该基因启动子约1 kb,与已报道的人的相应序列相似度为78.9%,具有相同的"TCTCGCGAGA"核心启动子序列和转录起始位点.利用在线软件分析发现,猪hnRNPK基因启动子不含TATA盒,而含有CAAT盒的GC富集区,存在两处CpG岛,具有SP1、UCE.2、GCF、EARLY-SEQ1、TTR_inverted_repeat、NGFI-C、EARLY-SEQ1等多种转录因子潜在结合位点,并且具有8种基序结构.     

猪hnRNPK基因启动子的克隆及序列分析

首次克隆了猪hnRNPK基因启动子序列,并进一步对该序列进行了分析.结果显示:该基因启动子约1 kb,与已报道的人的相应序列相似度为78.9%,具有相同的"TCTCGCGAGA"核心启动子序列和转录起始位点.利用在线软件分析发现,猪hnRNPK基因启动子不含TATA盒,而含有CAAT盒的GC富集区,存在两处CpG岛,具有SP1、UCE.2、GCF、EARLY-SEQ1、TTR_inverted_repeat、NGFI-C、EARLY-SEQ1等多种转录因子潜在结合位点,并且具有8种基序结构.     

大熊猫核糖体蛋白S15A亚基基因（rps15A）的克隆及序列分析

根据已报道的部分物种的核糖体蛋白S15A亚基基因(rps15A)的相关信息设计引物, 运用RTPCR和TouchdownPCR技术, 分别克隆了大熊猫核糖体蛋白S15A亚基的cDNA和结构基因序列, 并进行测序及分析. 结果表明: 大熊猫核糖体蛋白S15A亚基基因的表达序列全长为460 bp,开放阅读框(ORF)为393 bp, 编码130个氨基酸, 结构基因序列全长为6091 bp, 含有4个外显子和3个内含子. RPS15A蛋白的相对分子质量为14.84 kD, pI为10.62. 拓扑预测显示含有5个类型的功能位点, 即: 1个依赖cAMP和cGMP的蛋白激酶磷酸化位点, 2个蛋白激酶C磷酸化位点, 1个乙酰化位点, 1个N 糖基化位点及1个核糖体蛋白S8 signature位点. 进一步对RPS15A蛋白的结构分析及其与部分脊椎动物和果蝇RPS15A蛋白的同源性分析, 发现该基因的表达序列及其编码的氨基酸序列具有很高的相似性, 这表明真核生物核糖体蛋白亚基S15A在进化中具有较高的保守性.     

猪Akt3基因克隆、序列分析及组织表达图谱研究

本研究以长白猪(Landrace)肌肉cDNA为模板,克隆得到长白猪Akt3基因.序列分析结果显示:长白猪Akt3基因cDNA全长1493bp,编码一个含479个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、小鼠和大鼠的氨基酸序列一致性分别为100%、100%、99.58%、99.79%,具有高度保守性.氨基酸结构分析显示,长白猪Akt3基因都具有典型的Pleckstrin homologous domain(PH)结构域和丝氨酸/苏氨酸磷酸化激活位点.组织表达图谱分析结果显示:Akt3基因在所有检测的家猪组织中均有表达.此外,本研究还将Akt3基因编码区序列克隆转入真核表达载体pcDNA3.1(+)中,为下一步功能验证做准备.     

水稻抗逆性基因OsGATA23可变 剪切的生物信息学分析

水稻OsGATA家族第Ⅶ亚家族基因OsGATA23有两个成员,其中一个成员OsGATA23a是多应激反应转录因子,在盐碱度ABA处理和干旱条件下高度表达.利用生物信息学技术,从核酸和蛋白层面分析OsGATA23a亚基在非生物胁迫下显著表达,OsGATA23b亚基在该胁迫下不表达或低表达的影响因素.结果表明,OsGATA23基因的两个亚基蛋白结构的稳定性不同引起表达不同.首先,运用生物信息学技术对GATA23的蛋白性质、功能、结构进行分析;其次,对启动子顺式作用元件进行统计分析.比对水稻OsGATA23基因亚基及亚基差异氨基酸序列的理化性质发现OsGATA23a-1蛋白结构比较稳定.OsGATA23a平均亲水系数为0.327,该段氨基酸序列疏水.OsGATA23a-1氨基酸序列段存在信号肽位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化活性位点,而OsGATA23b-1不存在.在OsGATA23a-1中α螺旋显著减少,延伸链显著增加.OsGATA23b-1中α螺旋减少,无规则卷曲显著增加.对OsGATA23a和OsGATA23b蛋白三级结构模拟发现其亚基结构组成大致相似,对OsGATA23a-1、OsGATA23b-1蛋白三级结构模拟时,发现OsGATA23b-1在计算机算法上不存在稳定的三级结构构象,而无法模拟.OsGATA23基因启动子序列正反链上存在较多与逆境、根等相关的顺式作用元件.在非生物应激状态下,上游相关顺式作用元件选择性识别下游基因OsGATA23成员中具有比较稳定的疏水蛋白结构OsGATA23a亚基,同时在OsGATA23a-1存在信号肽位点,说明OsGATA23a-1不仅有利于OsGATA23a亚基蛋白结构的优化,而且还能被特异性识别.OsGATA23b亚基在逆境状态下不表达或低表达,说明OsGATA23b-1不利于OsGATA23b亚基蛋白结构稳定,且不能被特异性识别.     

模式生物的外显子、内含子和基因间序列的识别

基于核酸序列在剪切位点上保守性、组分的不同和编码序列阅读框架的3周期性,模式生物全基因组序列分为外显子、内含子和基因间序列三类.三个标准离散源分别由64个三联体在整条序列上的概率和4个碱基序列首尾(剪切位点附近)共30个位点上的概率共同构成.某条序列的类型就由该序列的离散量同相应区间上三个标准离散量的离散增量确定.结果表明:具有184个信号参数的离散量预测比只有64个三联体参数的结果要高出5%,总体预测成功率:线虫为87.37%,拟南芥为91.08%,果蝇为92.28%,原核生物大肠杆菌的二种序列预测率为92.88%,酵母菌为94.88%.     

模式生物基因序列的识别

真核生物的全基因组序列可分为三种:外显子、内含子和基因间序列.基于剪切位点附近序列的保守性,序列的组分特征和编码序列阅读框存在三周期性,三种序列的标准离散源由序列上64个三联体的概率和5′端与3′尾剪切位点附近(共30位点)上4个碱基的概率,共184个参数构成.某条序列的类型就可以由该序列的离散量与上面三个标准离散源的离散量之间的离散增量最小值决定.当标准离散源具有184个信息参数时预测率比64参数预测的成功率至少提高4.61%,前者的预测成功率依次如下:线虫88.37%,酵母菌90.72%,拟南芥91.08%,果蝇92.28%,大肠杆菌92.88%.对预测成功的和错误的两类序列进行比较,发现这些预测错误序列的184个参数值与其预测结果所属的那类序列本身的参数值十分类似.     

新型Argonaute蛋白的挖掘及体外活性表征

本研究旨在挖掘新的具有可编码核酸切割活性的Argonaute（Ago）核酸酶。利用已报 道的Ago核酸酶的氨基酸序列在NCBI中进行序列比对获得同源性较高的新型Ago蛋白作为候选 蛋白;以大肠杆菌为异源表达系统,对候选蛋白的基因进行密码子优化;表达后的目的蛋白利用亲 和层析进行分离和纯化;设计核酸定向切割体系以测试纯化蛋白的可编码核酸酶活性。结果显 示,序列比对共获得4个候选Ago蛋白,均可在大肠杆菌中可溶表达,再通过亲和层析得到了高纯 度的目的蛋白;纯化后的4个候选Ago蛋白经测试均具有可编码核酸内切酶活性。本研究建立的 Ago核酸酶的挖掘和体外活性表征的方法,可高效获取新型Ago,对于后继Ago核酸酶的研究工作 具有借鉴和参考价值。     

烟草质体分裂相关基因NtFtsZ cDNAs的克隆及功能分析

通过RT-PCR和cDNA末端快速扩增(RACE)方法从烟草中克隆了两个质体分裂相关基因NtFtsZ1-1和NtFtsZ1-2的cDNA.推导的氨基酸序列分析表明,两者均具有FtsZ蛋白的典型特征和GTP结合位点;N端氨基酸序列分析也表明,NtFtsZ1-1和NtFtsZ1-2都具有质体导肽特征,发现了在高等植物中至少存在两个具有质体导肽的FtsZ;基于氨基酸序列的分子谱系分析也支持这一结果.核酸杂交表明两者在植物的不同发育时期具有相似的表达谱.将这两个基因转入E.coli中表达,它们能影响宿主菌的正常分裂,初步验证了其功能.这些研究提示在高等植物中FtsZ可能具有更多样化的功能.     

青岛文昌鱼肾上腺髓质素基因的克隆、组织特异性表达和生物信息学分析

用PCR技术在青岛文昌鱼中克隆到肾上腺髓质素(AM)基因的全长,命名为BjAM基因.序列分析发现BjAM基因全长1805bp,开放阅读框366bp,5'-UTR为82bp,3'-UTR为595bp;进行生物信息学分析发现,BjAM蛋白序列具有AM家族成员典型的保守关键位点,预测BjAM与AM1是直系同源,与脊椎动物AM1具有类似的生物学功能.组织特异性表达分析发现BjAM在各个组织中均有表达,鳃、脊索、肝盲囊和后肠中的表达量较高.头索动物文昌鱼中AM基因克隆和生物信息学分析为进一步构建原核表达载体、探究AM蛋白的功能奠定了基础.     

哺乳动物Gpx 基因家族进化选择和功能分歧研究 (动物科学)

研究哺乳动物谷胱甘肽过氧化物酶基因家族(Gpx)的亲缘关系和进化选择压力性质。从NCBI等网站获取哺乳动物Gpx基因编码区核酸序列和GPX蛋白氨基酸序列,并用MEGA、Clustal构建亲缘关系树,用SignalP和TargetP分析信号肽和亚细胞定位信息;用K estimator和PAML分析其Gpx基因家族进化先后顺序和选择压力;用Diverge分析GPX蛋白家族功能分歧。结果表明,GPX蛋白家族进化中形成两个亚类,其一包括GPX1和GPX2,其二包括GPX3、GPX5和GPX6;各GPX蛋白成员均有高度保守的GPX蛋白家族基序和高度保守的硒代半胱氨酸或半胱氨酸残基,氨基端信号肽分析显示,GPX1蛋白为胞浆线粒体型,其余家族成员均为胞外分泌型;哺乳动物Gpx1基因进化上受到严格的负选择作用,Gpx基因家族成员保守区也受到负选择作用,但用枝位点模型却检出了正选择作用,GPX蛋白家族内存在轻微的功能分歧。哺乳动物GPX蛋白家族的进化上的负选择作用表明其在哺乳动物清除自由基抗氧化方面的关键作用。     

黑斑蛙Dmrt4基因的克隆测序

Dmrt基因家族是新近发现的一个与性别决定相关的基因家族.该家族成员都含有一个新的具有DNA结合能力的保守基序--DM结构域,它们在性别决定和分化发育的调控中担负重要的功能.本文采用简并PCR技术,扩增并克隆了黑斑蛙基因组中的DM结构域,经序列分析,获得了Dmrt家族的一个成员rnDmrt4.通过对不同进化地位的物种进行Dmrt4基因的氨基酸序列聚类,发现了Dmrt4基因在系统进化中具有高度保守性,提示该基因在性别分化和功能维持上可能具有重要作用.     

He-Ne激光对增强UV-B辐射后小麦叶片蛋白及核酸影响的研究

采用He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗的损伤修复作用进行了研究.小麦种子在盛有湿滤纸的培养皿内25℃下进行萌发.萌发后小麦幼苗在经10.08kJ·m-2.d-1的增强UV-B辐射,然后再用10mW·mm-2的He-Ne激光进行辐照.通过测定小麦幼苗叶片中可溶性蛋白、核酸含量以及相关酶活性的变化,研究了He-Ne激光对小麦UV-B损伤的修复作用.结果显示,可溶性蛋白、核酸含量、硝酸还原酶含量及活性的变化同小麦幼苗损伤修复的能力相关联.增强UV-B辐射抑制小麦生长,降低小麦生物量和小麦叶片可溶性蛋白及核酸含量.小麦叶片蛋白水解酶活性上升、硝酸还原酶活性下降、叶片总游离氨基酸含量增加.通过He-Ne激光辐照,可溶性蛋白及核酸含量提高,蛋白水解酶活性增高程度有所缓解,而硝酸还原酶活性降低的程度有所上升.     

人抗增殖蛋白Tob与其配体蛋白的相互作用及功能研究

抗增殖蛋白Tob作为BTG/TOB家族成员之一,对细胞增殖与mRNA降解具有重要作用.在磷酸激酶Erk1和Erk2的作用下,Tob中的3个丝氨酸位点可以进行磷酸化.已有大量研究表明Tob通过与去腺苷酸化酶中的核糖核酸酶D家族成员之一的Caf1相互作用于mRNA 3′端,共同组成去腺苷酸化酶复合体.同时,Tob对胞质多聚腺苷酸化因子结合蛋白3(CPEB3)对蛋白表达的负调控具有抑制作用.并且,Tob可以与多聚腺苷酸结合蛋白(PABP)相互作用,促进细胞内mRNA脱腺苷化.通过对Tob的3个参与磷酸化的丝氨酸位点进行突变,分别研究了人源野生型与丝氨酸突变型Tob对其与人源Caf1,PABP及CPEB3相互作用及多聚腺苷酸降解过程的影响.     

SD序列矩阵表示与保守性

提出用矩阵形式表示一组核酸序列的方法．以大肠杆菌ＳＤ序列（在起始密码子ＡＴＧ前－１～－２５位点的２５个碱基范围内）为例给出了表示各位点单碱基、相邻双碱基、相邻三碱基出现的矩阵形式,并计算了体现序列的保守性、关联性的Ｍ（ｌ）值,发现大肠杆菌ＳＤ序列保守性,相邻双碱基、三碱基关联性与基因表达水平成正相关关系     

十字花科部分蔬菜HRD基因的克隆与生物信息学分析

根据NCBI上得到的拟南芥HRD基因序列,利用同源序列克隆的方法,设计引物,从12种十字花科蔬菜中克隆出其核酸序列,并进行生物信息学分析,旨在验证克隆出的序列与拟南芥HRD基因是否具有同源性.对这些得到的核酸序列从DNA序列、氨基酸序列的相似性、亲/疏水性、2级结构、功能域、3级结构、同源进化树等进行了预测和较为全面的分析.结果显示经PCR扩增,都得到了大小与拟南芥HRD基因基本一致的序列,长度在555bp左右.其基因序列、氨基酸序列比对同源性分别达到93.14%和89.74%;亲/疏水性分析表明该基因编码的蛋白为亲水性蛋白;推导的氨基酸序列中均存在AP2功能结构域,属于十字花科AP2/ERF类家族转录因子基因;同源进化树分析表明它们具有很高的同源性,说明所克隆的序列与拟南芥HRD基因由同一个基因进化而来,是十字花科植物中的保守基因.     

小麦TaCAT新基因克隆及分子生物学和生化特性分析

小麦组织培养再生潜力与抗氧化胁迫能力具有相关性。为解析小麦TaCATs基因家族的分子生物学及生化特性并为后续试验验证奠定理论基础,利用e-PCR方法进行小麦过氧化氢酶(CAT)新基因克隆,结合in silico技术对小麦TaCATs基因家族的生化特性进行分析和预测。氨基酸序列同源性比对结果表明,克隆的小麦TaCATs基因家族新成员与水稻的CatA和玉米的Cat3具有较高的相似性,分别达89%及81.1%,命名为TaCAT3,基因组DNA和cDNA长度分别为1986和1482bp,编码494个氨基酸的蛋白。亚细胞定位结果表明,TaCAT3可能定位在线粒体中,且所有的功能活性位点在小麦TaCATs家族中具有一致的保守性。系统发生树构建结果表明,小麦TaCATs能形成3个独立的分支。在蛋白质编码序列同源比对的基础上,利用SwissModel的Swiss-PdbViewer 3.7软件包对TaCATs高级结构进行同源模拟,发现所构建的模型能很好地反映TaCATs的高级结构。