稻瘟病菌中己糖载体蛋白的生物信息学分析

己糖载体蛋白是一种重要的糖载体蛋白,主要用于己糖的摄取和运输。本文通过生物信息学的方法,研究发现稻瘟病菌有67个可能的己糖载体蛋白。其中,MGG 06203、MGG 03620、MGG 15700、MGG 00040、MGG 13651、MGG 05946的氨基酸序列分别与Neurosporacrassa、Aspergillusnidulans和Colletrotrichumgramini-cola中已鉴定出的己糖载体蛋白高度同源。此外,稻瘟病菌不同的己糖载体蛋白基因在附着胞形成的各个阶段表达量存在很大的差异,尤其是其中有25个基因在稻瘟病菌侵染水稻48 h后有明显上调表达,表明它们可能参与了稻瘟病菌的致病过程。     

两个稻瘟病菌假想蛋白的纯化和特性分析

稻瘟病菌(Magnaporthe Grisea)引起的水稻稻瘟病是世界水稻生产最具毁灭性的病害之一,也是研究植物与病原物相互作用分子机理的模式系统之一.真菌分泌蛋白由于其本身所具有的分泌特性极有可能成为被宿主植物识别的作用病菌分泌蛋白,该研究到目前为止还比较有限. 文章证明了稻瘟病菌分泌蛋白的存在并且检验了其中几个蛋白在其宿主植物水稻中的诱导因子作用. 通过同源基因的时空表达技术,表明分泌蛋白在稻瘟病菌中大量表达.其中两个在稻瘟病菌中的未知蛋白被测试出具有诱导因子作用.     

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。
     

水稻幼苗叶片应答稻瘟病侵染的差异蛋白谱分析

为了探讨水稻感病基因型种质响应稻瘟病侵染的蛋白质表达谱的变化规律和作用途径,以水稻感稻瘟病种质日本晴为材料,采用接种稻瘟病菌分生抱子悬浮液,24,48和72 h后提取叶片蛋白质,采用i TRAQ蛋白质组学技术研究稻瘟病胁迫下水稻叶片蛋白质组的变化.结果表明,稻瘟病侵染诱导了水稻幼苗叶片内涉及氧化还原平衡、防御、信号传导、糖和能量代谢、氨基酸代谢、光合作用,以及蛋白质代谢等代谢途径相关的53个蛋白质的表达量发生了改变.GO分析表明稻瘟病主要调控了植株体内细胞内平衡、代谢过程和蛋白质代谢等生物学过程.稻瘟病侵染激活了活性氧代谢、防御,以及热休克蛋白等相关的途径,而抑制了蛋白质生物合成过程.结合这些差异表达蛋白的丰度变化结合它们可能的功能,描绘了水稻应答稻瘟病侵染的蛋白质代谢网络,有助于在蛋白质水平上了解其应答过程.     

甘薯HXK基因的克隆、组织表达及生物信息分析

通过RT-PCR技术从甘薯的总RNA中克隆得到了全长的己糖激酶基因,测序结果表明HXK(hexokinase)基因编码区长1491bp,编码496个氨基酸,其翻译的蛋白质分子量为53.4kD,其氨基酸序列与其它已知高等植物HXK基因具有很高的同源性.构建了原核表达载体pET-HXK,经IPTG诱导后可表达获得相对分子量约为71kD的外源融合蛋白,与预测结果一致.并对HXK基因在不同组织中的转录水平进行了数字表达谱和荧光定量分析.     

鳗鲡病原菌二联外膜蛋白基因工程表达载体的构建

根据鳗鲡病原性嗜水气单胞菌Ⅱ型孔蛋白(porinⅡ)和迟钝爱德华氏菌外膜蛋白S(ompS2)的基因全长序列,分别选取这两个全长序列中表达其蛋白质膜外部分且理论免疫原性较好的两个基因片段,通过融合PCR技术连接这两个外膜蛋白基因片段.根据表达载体(pGEX-2T-His)的限制性酶切位点在连接序列片段的两端引入限制性酶切位点BamHⅠ和EcoRⅠ,成功构建了双外膜蛋白基因片段重组表达载体(pGEX-2T-His-porinⅡ-ompS2).表达载体理论表达产物的蛋白质结构预测表明表达产物无信号肽和跨膜区,不存在三级结构;亲水性和免疫原性预测分析表明该表达蛋白理论上为可溶性蛋白并具有丰富的抗原决定簇,本研究为该表达载体的蛋白表达、纯化以及表达产物的免疫原性研究奠定了基础.     

羊布鲁菌外膜蛋白OMP2b的克隆，原核表达及纯化

研究羊布鲁菌外膜蛋白 OMP2b 基因的克隆,原核表达,以及纯化。根据羊布鲁菌 M5株外膜蛋白 OMP2b 蛋白基因序列设计引物,扩增出大小约为1130bp 的目的基因片断,克隆入融合表达载体 pGEX-4T-1,构建重组质粒 pGEX-4T-1-omp2b。在大肠埃希菌中将该蛋白表达并用亲和层析法纯化。用 Western-blot 分析方法鉴定纯化蛋白。结果成功构建了 pGEX-4T-1-omp2b 原核表达载体并在大肠埃希菌中表达了 omp2b 基因,纯化后所获得的蛋白与目的蛋白大小一致且与兔抗布鲁菌血清发生特异性反应,说明其为布鲁菌 OMP2b 蛋白。本研究成功构建了 pGEX-4T-1-omp2b 原核表达载体,并且在大肠埃希菌中进行表达,纯化的 OMP2b 蛋白具有良好的免疫原性。     

杨树接种溃疡病菌Botryosphaeria dothidea 后蛋白质表达差异分析

应用双向凝胶电泳技术,分析了抗病毛白杨和感病北京杨接种溃疡病菌Botryosphaeria dothidea前后的蛋白质表达差异。通过比较两个树种接菌前后的双向凝胶电泳图谱,结果得到在两树种之间共有35个3倍蛋白质差异点,其中接种前毛白杨与北京杨相比上调蛋白4个,下调15个;接种后相比则上调蛋白7个,下调9个。同一树种内,毛白杨接种后与对照相比检测到8个上调蛋白,6个下调蛋白;北京杨接种后与对照相比有8个上调蛋白、10个下调蛋白。对这些差异蛋白产生条件及含量进行分析,笔者认为接菌前抗病毛白杨与感病北京杨相比上调蛋白可能与杨树抗溃疡病的组成型抗病机制有关,接菌后抗病毛白杨与感病北京杨相比上调蛋白可能与杨树对溃疡病的诱导型抗病机制密切相关。最后利用质谱技术鉴定出其中的4个差异蛋白分别是核酮糖二磷酸羧化酶小链、预测蛋白、过氧化物歧化酶、异戊烯二磷酸-异构酶,这些差异蛋白可能与杨树对溃疡病的抗性有一定关系。     

小拟南芥转运蛋白基因及NHX2基因的克隆与表达

转运蛋白(transport protein)是膜蛋白的一大类,介导生物膜内外的化学物质及信号的交换。植物体内存在多个与Na~+转运相关的蛋白,其中液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白(Vacuolar Na~+/H~+antiporter,NHX)在离子稳态和提高植物耐盐性方面发挥着重要作用。为了深入了解转运蛋白基因在短命植物小拟南芥(Arabidopsis pumila)耐盐方面的作用,本研究首先基于小拟南芥响应高盐胁迫叶片转录组数据筛选出1157个转运蛋白基因,按功能分为Na~+转运蛋白,K~+转运蛋白,Ca~(2+)转运蛋白,ABC转运蛋白以及糖转运蛋白等,其中功能注释为Na~+转运蛋白的基因有24个。K均值(K-means)聚类分析结果显示,1157个转运蛋白基因分布于20个K subcluster,其中在K6、K9、K15子聚类中的基因数量分布较多,分别为172、193、190个。在分布于K6子聚类的Na~+转运蛋白基因中,有一个编码NHX2蛋白的基因经盐胁迫处理后明显上调表达。采用RT-PCR克隆了Ap NHX2基因,Ap NHX2开放阅读框1626 bp,编码541个氨基酸。Ap NHX2蛋白是一个典型的跨膜转运蛋白,具有12个跨膜结构区。系统进化分析表明Ap NHX2与拟南芥At NHX2亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,Ap NHX2基因在小拟南芥各组织中均有表达,但在花中表达量最高。为进一步研究该基因的功能,构建了过量表达载体35S∶Ap NHX2并转化农杆菌GV3101。本研究为进一步阐述转运蛋白基因在小拟南芥响应盐胁迫中的功能机制奠定了基础。     

羊布鲁菌外膜蛋白Omp25d的原核表达、鉴定及纯化

研究羊布鲁菌外膜蛋白Omp25d基因的克隆,原核表达,以及纯化,根据羊布鲁菌M5株外膜蛋白Omp25d蛋白基因序列设计引物,扩增出大小约为650bp的目的基因片断,克隆入融合表达载体pGEX-4T-1,构建重组质粒pGEX-4T-1-Omp25d。在大肠杆菌中将该蛋白表达并用亲和层析法纯化。用Western-blot分析方法鉴定GST-Omp25d蛋白。结果成功地构建了pGEX-4T-1-Omp25d原核表达载体并在大肠杆菌中表达了Omp25d基因,纯化后所获得的融合蛋白与兔抗布鲁菌血清发生特异性反应。表明研究成功构建了pGEX-4T-1-Omp25d元和表达载体,并且在大肠杆菌中进行表达,纯化的融合蛋白具有良好的免疫原性。     

用抑制差减杂交技术分离烯丙异噻唑诱导水稻特异表达的基因

烯丙异噻唑(PBZ)处理水稻根能使其产生对稻瘟病的系统获得性抗性,因此在东南亚稻区被广泛用于防治稻瘟病,然而关于其作用的分子机理还知之甚少．运用抑制差减杂交技术,试图通过分离鉴定受PBZ诱导调控的关键基因,探索其作用的分子机理．以PBZ处理后的水稻叶片cDNA为目标群体(tester),以未处理水稻叶片cDNA为对照群体(driver),用经过对照cDNA差减的、烯丙异噻唑处理的cDNA群体构建了一个含260个重组子的差减文库．通过差示筛选鉴定出了26个。PBZ诱导水稻特异表达和增强表达的候选克隆．对26个cDNA克隆进行了双向测序和同源性比较,发现其中3个克隆：rJAB1,rTAB2和蛋白磷酸酯酶2Aδ调节亚基同型物基因,位于抗病相关信号转导途径上,它们与哺乳动物和人类免疫途径上的信号因子有明显相似之处,因此推断可能与诱导抗性有关．另外8个克隆与已知基因同源性为70％～99％．经Northern杂交分析,其中rJAB1(编码c-jun激活区结合蛋白1)受烯丙异噻唑和稻瘟菌诱导表达;膜糖蛋白同源基因及肌动蛋白(actin)α1受烯丙异噻唑诱导表达,部分克隆为低丰度转录本．     

庆大霉素生物合成关键酶基因在E.coli中的克隆与表达

从庆大霉素产生菌?棘孢小单孢菌基因组中扩增出参与庆大霉素生物合成的关键酶基因——2-脱氧青蟹肌糖合成酶基因GntB,将其分别克隆到克隆载体pBS-T和表达载体pET-22b(+)上,并将pET-gntB转化大肠杆菌E.coliBL21(DE3),用IPTG诱导使GntB基因实现表达.GntB基因大小为1 193 bp,其编码的氨基酸含397个残基,约为42 kD的多肽链.     

抑制铜绿假单胞菌生长的噬菌体K4基因的筛选

噬菌体基因组携带多种影响宿主菌生长的基因,是筛选新型抗菌素的可能靶位.本研究分别克隆铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)噬菌体K4携带的全部75个基因,在阿拉伯糖启动子控制下进行表达.实验结果表明,6个噬菌体基因的表达产物能够显著抑制宿主菌的生长.生物信息学分析显示,基因gp72编码的末端酶大亚基与噬菌体基因组包装过程相关,基因gp49编码假定的5′-3′核酸外切酶,其余4个基因编码产物未发现特定的蛋白结构域.利用脉冲场凝胶电泳分析宿主菌染色体DNA的完整性,在阿拉伯糖诱导5,h时,蛋白Gp17、Gp41、Gp72、Gp29和Gp49能够导致宿主菌染色体DNA的显著降解,这是抑制宿主菌生长的可能原因.蛋白Gp67对宿主菌染色体DNA没有影响,其抑制细胞生长的机制不同于其他蛋白.实验还发现,筛选基因的产物还能影响噬菌体的感染效率.本研究发现的抑制细菌生长的基因,能够为筛选新型抗菌素提供新的靶位.     

铜绿假单胞菌PA0057基因的克隆、表达及其重组蛋白活性的初步研究

铜绿假单胞菌PA0057基因为Ⅳ类未知基因,通过NCBI比对,发现PA0057基因编码的蛋白与金属β-内酰胺酶同源性为96%,因此推测PA0057蛋白可能具有金属β内酰胺酶活性.提取铜绿假单胞菌PAOI基因组DNA,利用设计的引物通过PCR方法扩增得到PA0057基因,将其克隆至克隆载体pGEM-T,并转化人大肠杆菌DH5α;而后将其克隆至表达载体pET28a中,转化人大肠杆菌BL21(DE3)中,IPTG诱导表达,并通过Ni-NTA亲和柱进行纯化,纯化后蛋白超滤浓缩得高浓度蛋白;通过药敏纸片检测PA0057蛋白活性.     

杨树LEA基因家族全基因组鉴定及表达分析

从杨树基因组中鉴定LEA蛋白家族成员,并分析基因在杨树各组织以及在种子形成、吸涨及萌发过程中的表达情况.从NCBI下载拟南芥、水稻以及大豆等植物的LEA蛋白家族成员,通过blastP程序从杨树基因组中鉴定出候选基因,并采用pfam程序进行进一步筛选获得杨树LEA蛋白基因,最后通过芯片以及EST数据分析基因的表达量.通过对杨树LEA蛋白基因家族在全基因组水平上的搜索,确定了杨树LEA蛋白家族8个亚家族,共87个成员,发现在花中有16个基因高量表达,且其中8个基因具有很高的组织特异性.在吸涨种子中,PtLEA1.1和PtLEA3.1有高量的表达,LEAⅣ,LEAⅤ,LEAⅥ及SMP亚家族成员都具有特异的表达.12个基因在萌发种子中有高量的表达,其中4个基因特异表达,5个基因在种子萌发过程中可能受到光照的影响.此外,3个基因在成熟叶片中出现了下调表达,8个基因在根中具有高量表达,3个基因的高量表达在木质部中被发现.杨树LEA蛋白不同亚家族成员可能参与了植物种子的生长发育、种子的萌发及对胁迫的响应等多种生理功能.     

人白血病抑制因子基因在酵母中的融合表达

用PCR突变的方法使人白血病抑制因子基因的终止密码子缺失,并与质粒pPICZαA上的myc表位及6个组氨酸处于同一读码框,构建融合表达载体pPICZαA-hLIF^M。通过氯化锂化学转化法使表达载体整合到毕赤巴斯德酵母X－33的基因组DNA中,转化子经甘油增菌和甲醇诱导,实现了hLIF基因在毕赤酵母表达载体系统中的表达。SDS－PAGE检测和Western blot分析结果表明在相对分子质量为61000处有一条人白血病抑制因子特异蛋白带。凝胶薄层扫描分析结果显示表达的目的蛋白占培养液上清总蛋白的33．3％。且该表达产物具有抑制小鼠畸胎瘤细胞F9克隆形成的活性。     

铜绿假单胞菌PA0057基因的克隆、表达及其重组蛋白活性的初步研究

铜绿假单胞菌PA0057基因为Ⅳ类未知基因,通过NCBI比对,发现PA0057基因编码的蛋白与金属β-内酰胺酶同源性为96%,因此推测PA0057蛋白可能具有金属β内酰胺酶活性.提取铜绿假单胞菌PAOI基因组DNA,利用设计的引物通过PCR方法扩增得到PA0057基因,将其克隆至克隆载体pGEM-T,并转化人大肠杆菌DH5α;而后将其克隆至表达载体pET28a中,转化人大肠杆菌BL21(DE3)中,IPTG诱导表达,并通过Ni-NTA亲和柱进行纯化,纯化后蛋白超滤浓缩得高浓度蛋白;通过药敏纸片检测PA0057蛋白活性.     

根癌土壤农杆菌Ti质粒毒蛋白基因VirD1的克隆及原核表达

根癌土壤农杆菌Ti质粒毒性区VirD1蛋白表现拓扑异构酶活性,能解除T-DNA边界处25bp重复序列的超螺旋状态,使外源基因的插入成为可能.本实验以C58菌株为模板,设计了一对含有BamHI和XhoI酶切位点的引物,成功克隆了VirD1基因,并构建了原核表达载体pET30a-VirD1,将其在宿主菌BL21中获得了表达,为将来构建含有VirD1基因的植物表达载体并协助目的基因转化奠定基础.     

Red/ET同源重组系统介导的质粒载体快速构建

Red/ET重组技术是近年来建立的一种基于高效率体内同源重组的新型遗传工程技术,该技术简便、快速.首先,通过一步融合的方法将链霉素抗性基因和氯霉素抗性基因同时克隆至pUC19上,从而构建出含有正反选择标记的载体pRC;其次,用安普霉素抗性基因或者氯霉素抗性基因替换了常用表达载体pET-28b上的卡那霉素抗性基因,改变了其抗性选择标记,得到的表达载体pMT和pCT可以更广泛地应用于不同宿主中;最后,还将启动和终止表达的区域定点插入pACYC184载体中,使其成为可以独立表达蛋白的表达载体p184.本研究所得到的载体为大肠杆菌宿主菌中的基因克隆和蛋白表达提供了基础.     

平颏海蛇毒腺cDNA表达文库的构建

以直接表达载体质粒pc DNA3为载体,成功构建了一个高质量的平颏海蛇毒腺cDNA表达文库,这是国内首个海蛇cDNA文库,通过对亚文库克隆的大规模序列测定和分析,发现了38个海蛇新基因序列,其中包括神经毒素基因,磷酸脂酶A2基因和半胱氨酸丰富毒蛋白基因共10个编码海蛇毒素蛋白的新基因。