利用生物软件检索大鼠硒蛋白基因

UGA密码子通常作为蛋白质合成的终止密码子,当mRNA链的3'-非翻译区(3'-UTR)出现硒代半胱氨酸插入元件(SECIS)时,UGA密码子就成为硒代半胱氨酸(Sec)的插入码.利用生物软件在基因组数据库中通过识别SECIS元件检索硒蛋白基因是一种重要的方法.分别采用Genetool、SECISearch、RNADraw和DNAssist等软件,对大鼠基因组进行检索、折叠和同源性比对,得到了符合SECIS茎-环结构特征的硒蛋白基因.     

人脑中脱碘酶相互作用蛋白的筛选与验证

阐述人脑内硒蛋白在维护细胞正常功能、抵御氧化损伤和预防脑疾病方面的重要作用,指出脱碘酶3是人脑中一种重要的硒蛋白.克隆了人脱碘酶3的开放读码框,将其编码区中编码硒代半胱氨酸的TGA码突变为编码半胱氨酸的密码,以脱碘酶3突变体为诱饵,利用酵母双杂交系统从人胎脑cD-NA文库中筛选一个能与脱碘酶3相互作用的蛋白,即人丝氨酸蛋白酶抑制剂A族蛋白3.采用荧光共振能量转移技术中的敏化发射法和荧光寿命法,验证了人脑中脱碘酶的相互作用.     

非编码DNA的研究

根据生物体长期进化所产生的“fail-safe”效应,着重讨论了占基因组98％以上的非编码DNA序列的生物学功能;分析了密码子-氨基酸矩阵、密码子-反密码子矩阵在DNA复制、转录过程中防止基因突变的摇摆(Wobble)现象;阐明了基因结构中非编码“内含子”提高转录过程的可靠性;揭示了基因组中全部非编码DNA,特别是重复序列中的“转座子”在基因组中散在插入特性,构成了基因组的骨架——基因载体,对DNA分子的结构稳定性起了关键作用,从而可以减轻,乃至“屏蔽”恶劣的细胞环境对基因的干扰和损伤．     

富硒酵母中硒蛋白的抗氧化性质

以酿酒酵母为载体,通过酵母生长代谢过程,使无机硒转化到细胞内的蛋白质及多糖上,成为有机的形式。对富硒酵母进行超声波破碎、盐析、透析、冷冻干燥得到酵母硒蛋白。通过测定酵母硒蛋白的还原力,对羟自由基、二苯-2-苦基肼自由基以及超氧阴离子自由基的清除能力,研究酵母硒蛋白抗氧化性。结果表明,酵母硒蛋白表现出较好的羟基自由基的清除能力,当质量浓度达到2.0mg/mL时,硒蛋白对羟基自由基的清除率为84.23%,为同浓度维生素C羟基自由基的清除能力的3.5倍,为同浓度酵母蛋白羟基自由基的清除能力的2.4倍。酵母硒蛋白与未富硒的酵母蛋白相比,有较强的抗氧化性,且具有一定的量效关系,酵母硒蛋白在作为优质的补硒剂的同时也有很好的抗氧化活性。     

人类蛋白编码基因外显子谱和同义密码子偏好的研究

从UCSC数据库提取基因序列,通过codon W软件进行密码子偏好性分析.比较分析不同外显子谱的人类蛋白编码基因密码子使用偏好,发现在多外显子基因中,随着基因外显子数增加,NNu和NNA型密码子RSCU值上升,NNC型密码子RSCU值下降,UUG密码子RSCU值增加,而其它NNG型密码子RSCU值下降.作为具有最少外显子数的基因,单外显子基因密码子RSCU值具有异常的表现,表明其具有和多外显子基因不同的起源和进化过程.     

准格尔矿区主采煤层中铅和硒的异常高值与成因研究

为了研究内蒙古准格尔主采煤层中铅和硒的异常,运用电离耦合等离子体质谱(ICP-MS)、仪器中子活化分析(INAA)、带能谱仪的扫描电镜(SEM-EDX)和光学显微镜对主采煤层中铅和硒的含量、赋存状态和地质成因进行了研究.实验结果表明,准格尔矿区主采6号煤层中铅和硒的质量分数均值分别为35.7×10-6和8.2×10-6,明显高于华北煤、贵州煤、中国煤和美国煤的算术均值,其富集系数分别高达2.4和68.1,铅和硒在该煤层中显著富集;铅和硒主要赋存在方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿中,这3种矿物以植物胞腔充填形式出现,属于化学沉积成因.     

硒(Ⅳ)—邻苯二胺配合物体系的单扫描示波极谱法研究

本文研究了硒(Ⅳ)—邻苯二胺配合物的单扫描极谱行为,发现在Britton—Robinson(pH28),介质中,在溶液中生成的苤硒脑在滴汞电极上于—0.17v处产生一敏锐的配合物吸附波,同时确定了配合物的形成及其测定条件,并就其电极过程机理进行了初步探讨。在最适条件下,硒(Ⅳ)浓度在3.0×10~()-s～4.0×10~(-6)mol·dm~(-3)范围内与峰电流成良好的线性关系,本法的检测限为1.5×10~(-s)mol·dm~(-3)。     

无抗性选择标记的植酸酶基因转化DNA的构建

构建了无抗性选择标记植酸酶基因的转化片段DNAphyAⅡ 。两侧设置了高等植物基因组DNA保守序列CAATbox,TATAbox和polyA的DNA片段 (DNAphyAⅡ ,5’ CAATbox TATAbox CaMV3 5S phyAⅡ GUS Nos Tem polyA 3’) ,为提高转化率奠定了分子基础 ,此外DNAphyAⅡ 中植酸酶蛋白编码基因phyAⅡ前后的启动子和终止子序列 ,确保了phyAⅡ会得以正确表达     

利用新催化显色反应测定痕量硒的研究

本文研究了新的催化显色反应测定痕量硒.方法是在pH2.4的磷酸—磷酸二氢钾介质中,硒(Ⅳ)催化氯酸钾氧化对溴苯肼生成偶氮离子,继而与H-酸偶合成红色的偶氮染料.在一定的硒(Ⅳ)浓度范围内,红色偶氮化合物在520nm处的吸光度与硒(Ⅳ)的量成正比.其线性范围为1.2～12ng/ml,表观摩尔吸光系数达3.65×10~6L·mol~(-1)·cm~(-1),已满意地用于人发样品中痕量硒的测定,并证实癌症病人发样中的硒含量明显低于正常人.     

非生物胁迫因子对大豆Sali3-2基因的调控作用

通过生物信息学方法对Sali3-2基因上游非编码区序列(-1 945/+1)中的顺式作用元件进行预测.发现该序列中存在铜响应元件、干旱胁迫响应元件及与低温等非生物胁迫相关元件等.在不同非生物胁迫条件下,分别对转基因烟草悬浮细胞和转基因拟南芥幼苗中Sali3-2启动子片段驱动报告基因β-葡萄糖苷酸酶( β-glucuronidase,Gus)的表达进行分析.结果表明,在转基因烟草细胞和拟南芥幼苗中,Gus基因的表达明显受Al3+胁迫的诱导和Cu2+过多的抑制;在转基因烟草细胞中,该基因的表达一定程度上受脱落酸、渗透胁迫和盐胁迫的诱导,研究结果为了解Sali3-2基因的功能及调控作用奠定了基础.     

基于碱基间隔距离模型的 多瘤病毒系统发育关系分析

DNA序列的碱基间隔距离分析方法可以对完全基因组序列进行较好地分析,但是对短基因序列分析的效果不佳。因此,在碱基间隔距离的基础上,提出了一种改进的DNA序列碱基间隔距离模型,并结合欧式距离,构建了70种多瘤病毒基因组的系统发育树。通过将所得系统发育树的拓扑结构与已有文献中的结果进行对比与分析,发现所获得的结果同传统方法计算的结果基本一致,验证了所提方法的有效性。     

聚类分析方法在DNA序列分类中的应用

从DNA序列片段个案中密码子分布密度角度出发,提取出DNA序列片段的特征,基于五大类氨基酸出现的频率,应用聚类分析方法对DNA序列片段进行分类.结果表明,该算法具有分类简单且分类结果精度较高的优点。     

Analysis on n-gram statistics and linguistic features of whole genome protein sequences

To obtain the statistical sequence analysis on a large number of genomic and proteomic sequences available for different organisms, the n-grams of whole genome protein sequences from 20 organisms were extracted. Their linguistic features were analyzed by two tests ： Zipf power law and Shannon entropy, developed for analysis of natural languages and symbolic sequences. The natural genome proteins and the artificial genome proteins were compared with each other and some statistical features of n-grams were discovered. The results show that： the n-grams of whole genome protein sequences approximately follow the Zipf law when n is larger than 4 ; the Shannon n-gram entropy of natural genome proteins is lower than that of artificial proteins; a simple unigram model can distinguish different organisms ; there exist organism-specific usages of “phrases” in protein sequences. It is suggested that further detailed analysis on n-gram of whole genome protein sequences will result in a powerful model for mapping the relationship of protein sequence, structure and function.     

酸性β-半乳糖苷酶基因密码子优化及高效表达

选用酵母偏好密码子,设计合成一种酸性β-半乳糖苷酶基因,并研究其在毕赤酵母中的高效表达。优化后,密码子适应指数(CAI)由原来的0.61提升到0.85。在基因的5'端融合编码α信号肽序列,在3'端融合编码6个组氨酸标签序列,并在N端编码α信号肽和编码成熟酸性β半乳糖苷酶基因间分别引入编码kex2和Ste13裂解信号序列。基因克隆到pPICZα-A表达载体,构建成分泌型重组酵母表达载体pPICZα-β-Gal。在醇氧化酶(AOX1)启动子调控下,酸性β-半乳糖苷酶得到高效分泌表达,达到508 mg/L,比优化前提高3倍。重组酸性β-半乳糖苷酶具有天然的酸性β半乳糖苷酶相同的酶活性。     

马铃薯生物信息研究平台序列分析模块的开发与应用

研究开发了马铃薯生物信息研究平台的子系统——马铃薯生物信息序列分析模块。该模块采用MATLAB7．0与C#混合编程的方案实现，即将编写的．m文件用combuilder做成COM组件，然后在C#中调用COM组件实现该功能模块。主要介绍了马铃薯生物信息研究平台序列分析模块的实现与应用，包括统计密码子、画出碱基分布密度图、查找序列ORF、相似序列搜索等。实验表明，该功能模块同目前已有的相关软件相比，使用更方便，能获得更好的分析结果。     

花斑无须鲶(Ageneiosus marmoratus)全基因组微卫星分布特征研究

根据NCBI已公布的花斑无须鲶全基因组序列,利用MISA软件对花斑无须鲶全基因组的6种完整型微卫星进行筛选并分析其分布特征. 结果如下:在花斑无须鲶全基因组(约1.03Gb)中符合条件的微卫星序列共336 037个,丰度为326个/Mb. 微卫星总长度为7 720 686 bp,占花斑无须鲶全基因组的0.75%. 其中二碱基类型的微卫星数目最多,为145 318个,占微卫星总数的43.24%,其次分别为单碱基(37.12%)、三碱基(11.00%)、四碱基(7.39%)、五碱基(1.04%)和六碱基(0.21%). 花斑无须鲶全基因组微卫星中的优势碱基类别按照数量从高到低排列依次为A、AC、AG、AT、AAT、AAAT、TATC、AAG、AAC和TGA,共有305 243个,占微卫星总数的 90.84%,A、T碱基在微卫星中占绝对优势.     

巨魾(Bagarius yarrelli)全基因组微卫星分布特征分析

对已公布在NCBI数据库中的巨魾(Bagarius yarrelli)全基因组测序结果,使用MISA软件对巨魾全基因组中的微卫星进行筛选并分析其数量与分布特征. 在巨魾基因组570 806 968 bp序列中,共筛选出360 235个完整型微卫星,其长度为6 998 449 bp,占基因序列总长度的1.23%. 在6种完整型微卫星中,微卫星数量最多的是单碱基类型,约占总数的44.65%,其余碱基类型数量排序为二碱基(43.29%)、三碱基(6.12%)、四碱基(4.80%)、五碱基(1.02%)和六碱基(0.11%). 基因组中数量最多的前10种微卫星类别分别为:A、AC、AG、AT、AAT、C、ATAG、AAAT、ACT和ATC.     

黄花苜蓿铁蛋白cDNA的克隆与序列分析

为克隆黄花苜蓿铁蛋白基因,根据已报道的植物铁蛋白基因序列设计引物,利用RT-PCR法扩增得到大小约为750 bp的特异性片段,并将其克隆到pBlueskript II SK+上.序列分析结果表明,黄花苜蓿铁蛋白基因cDNA全长为756 bp,编码252个氨基酸,与紫花苜蓿铁蛋白基因的核苷酸、氨基酸的同源性均为97%.该基因编码的蛋白质是一个定位在叶绿体上的球形蛋白,理论相对分子质量为28 ku,等电点为5.47,二级结构为α/β混合型蛋白,某些氨基酸在密码子的选择上存在一定的偏向性.该蛋白具有1个FER-RITIN-LIKE功能区、2个铁蛋白基因家族铁结合区域的信号序列、3个潜在的N-糖基化位点、1个蛋白激酶C磷酸化位点、1个依赖于cAMP和cGMP的蛋白激酶磷酸化位点以及3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点等重要的功能基序.黄花苜蓿铁蛋白基因的克隆,为今后利用该基因进行改良植物铁营养成分及提高植物抗氧化胁迫能力的基因工程奠定了基础.     

酵母多基因表达载体在纤维素生物转化中应用

构建含酿酒酵母组成型强启动子PGK、G418抗性基因及rDNA片段的整合型载体pScIKP,利用rDNA多个同源重组位点,将外源基因以多拷贝整合到酵母染色体上,无需诱导即可持续表达;利用载体位于表达盒两端同尾酶,可插入多个基因表达盒,实现多基因稳定共表达.为检验共表达情况,反转录从绿色木霉中获得纤维素酶基因eg3和cbh2, 克隆并转化获得重组酵母菌株S.cerevisiae-ec. 该重组酵母能降解羧甲基纤维素形成水解圈;用羧甲基纤维素还原糖法和滤纸酶活力法测定酶活力,其最适温度和最适pH值与所表达单酶相似,表明共表达未影响两种酶的生物学特性;且双酶具有协同作用,能更有效降解非结晶纤维素.pScIKP载体能成功用于多个外源基因共表达和产物协同作用的研究,为构建能直接降解纤维素的酿酒酵母菌株,实现纤维素可再生能源的生物利用奠定了基础.