玉米PDE191基因全长cDNA的克隆及其生物信息学分析

为研究玉米白化相关基因PDE191序列信息和基因功能,以玉米叶片总RNA逆转录后的c DNA为模板,采用RT-PCR和RACE技术克隆出玉米PDE191基因全长c DNA。DNA测序及生物信息学分析表明,玉米PDE191基因c DNA全长1229 bp,编码333个氨基酸的蛋白质,亚细胞定位于线粒体和叶绿体。软件预测PDE191蛋白分子量为37.79 k D,理论等电点为9.12,该蛋白二级结构主要构成元件为?螺旋和无规则卷曲,包含7个MTERF结构域。三级结构预测显示该蛋白为球状结构,预测结果与二级结构预测的结果相符。对该蛋白进行多重序列比对和聚类分析显示,PDE191属于植物MTERF家族,在不同植物中存在其同源蛋白质,其中与拟南芥PDE191氨基酸序列的相似性高达99%。本研究为进一步研究玉米PDE191基因的功能奠定了基础。     

口虾蛄卵黄蛋白原(Vg)基因的初步研究

为研究口虾蛄Oratosquilla oratoria卵黄蛋白原(vitellogenin,Vg)基因,利用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆口虾蛄Vg基因c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR422400),并应用相对实时荧光定量PCR技术检测雌雄口虾蛄不同组织、不同发育时期卵巢Vg mRNA的表达量。结果表明:口虾蛄Vg基因全长7727 bp,其中5'端非编码区为36 bp,开放阅读框(ORF)为7521 bp,3'端非编码区为170 bp,共编码2506个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为20个氨基酸的信号肽,1个类似于枯草蛋白酶的内切蛋白酶识别位点(RSKR),3个潜在的N-连接糖基化位点,1个在无脊椎和脊椎动物卵黄蛋白原中都比较保守的KALGNVG基序;对其结构域分析表明,口虾蛄Vg蛋白含有4种保守结构域,分别为卵黄蛋白原N端结构域(Vitellogenin_N)、血管性血友病因子(v WFD)和两种未知功能结构域(domain of unknown function)DUF1943与DUF1081;经NCBI BLASTP同源性比较,口虾蛄Vg氨基酸序列与其他甲壳类的相似性为46%~52%;系统发育分析结果显示,口虾蛄Vg单独聚为一支;实时定量PCR结果显示,口虾蛄Vg基因在性腺和肝胰腺中均有表达,在肌肉中均不表达,卵巢中Vg mRNA的表达量显著高于其他组织(P<0.05),且口虾蛄Vg mRNA的相对表达量随着卵巢的发育不断增加(P<0.05),在成熟期时达到最高值,随后显著下降,Vg mRNA表达量在卵巢中的变化规律可以作为了解口虾蛄性腺发育的有效指标。本研究结果为口虾蛄Vg蛋白的功能研究奠定了基础。     

口虾蛄卵黄蛋白原(Vg)基因的初步研究

为研究口虾蛄Oratosquilla oratoria卵黄蛋白原(vitellogenin,Vg)基因,利用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆口虾蛄Vg基因c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR422400),并应用相对实时荧光定量PCR技术检测雌雄口虾蛄不同组织、不同发育时期卵巢Vg mRNA的表达量。结果表明:口虾蛄Vg基因全长7727 bp,其中5'端非编码区为36 bp,开放阅读框(ORF)为7521 bp,3'端非编码区为170 bp,共编码2506个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为20个氨基酸的信号肽,1个类似于枯草蛋白酶的内切蛋白酶识别位点(RSKR),3个潜在的N-连接糖基化位点,1个在无脊椎和脊椎动物卵黄蛋白原中都比较保守的KALGNVG基序;对其结构域分析表明,口虾蛄Vg蛋白含有4种保守结构域,分别为卵黄蛋白原N端结构域(Vitellogenin_N)、血管性血友病因子(v WFD)和两种未知功能结构域(domain of unknown function)DUF1943与DUF1081;经NCBI BLASTP同源性比较,口虾蛄Vg氨基酸序列与其他甲壳类的相似性为46%⁵2%;系统发育分析结果显示,口虾蛄Vg单独聚为一支;实时定量PCR结果显示,口虾蛄Vg基因在性腺和肝胰腺中均有表达,在肌肉中均不表达,卵巢中Vg mRNA的表达量显著高于其他组织(P<0.05),且口虾蛄Vg mRNA的相对表达量随着卵巢的发育不断增加(P<0.05),在成熟期时达到最高值,随后显著下降,Vg mRNA表达量在卵巢中的变化规律可以作为了解口虾蛄性腺发育的有效指标。本研究结果为口虾蛄Vg蛋白的功能研究奠定了基础。     

花背蟾蜍Paired box 6 variant基因与Paired box 6基因的功能异同与具体功能位点的探究

Paired box 6(Pax6)是1段高度保守基因,在调控脊椎动物眼睛发育的过程中起到重要的作用。Paired box 6variant(Pax6variant,VP)是花背蟾蜍体内的Pax6基因家族的同源基因。本实验主要关注非洲爪蟾Pax6基因与花背蟾蜍vp基因之间的异同,两者对细胞增殖、周期调控及细胞命运决定的影响,以及相关位点改变对增殖及其下游的影响,以此来预测具体起主要功能的位点。分别对PAX6和VP 2种蛋白进行磷酸化位点预测及序列比对后发现,在蛋白VP中,不论是可能的磷酸化位点还是可以对其进行磷酸化的激酶识别位点都发生了显著减少,这些都是位于C末端的PST结构域发生的重大改变。针对其不同的磷酸化位点设计的点突变结构,推测该基因的变化是以373位磷酸化位点为主导,其他磷酸化位点对其有相应的影响。     

1,3-丁二烯作业工人代谢酶基因多态性与DNA损伤的关系

本研究采用碱性彗星试验评价个体外周血淋巴细胞DNA损伤,聚合酶链反应-限制性片段长度多态性方法分析细胞色素P450 2E1(CYP2E1)、微粒体环氧化物水解酶(m EH)、谷胱甘肽S-转移酶P1(GSTP1)基因的多态性,探讨外源性化学物代谢酶基因多态性与1,3-丁二烯(BD)工人外周血淋巴细胞DNA损伤的关系。结果发现,BD暴露组和对照组彗星尾距分别为4.65(3.49~5.98)和2.38(0.82~3.98),差异具有统计学意义(P<0.01)。暴露组中具有CYP2E1基因Pst1位点c1/c2或c2/c2基因型个体的彗星尾距显著高于c1/c1基因型个体(P<0.01)。     

南宁市孕期女性耳聋基因筛查结果分析

目的:对南宁市1 001例听力正常的孕期女性进行耳聋基因检测,了解本市常见耳聋基因突变类型和携带情况,为遗传咨询和优生优育提供数据。方法:在知情同意情况下,抽取孕妇外周血提取DNA,用微阵列芯片法检测GJB2基因c.35delG、c.235delC、c.176dell6和c.299-300delAT位点,GJB3基因c.538C>T位点、SLC26A4基因c.2168A>G和c.IVS7-2A>G位点、线粒体12S rRNA m.1555A>G和m.1494C>T位点。并对GJB2进行全基因组测序,以便发现更多与耳聋相关的突变位点。结果:1 001例孕期女性中微阵列芯片法共检测出18例(1.80%)致病性耳聋基因突变位点,其中GJB2突变c.235delC位点6例(0.60%),c.299-300delAT位点2例(0.20%),c.176dell6和c.35delG位点未检出突变;GJB3基因突变c.538C>T位点3例(0.30%);SLC26A4基因突变c.2168A>G位点1例(0.10%),c.IVS7-2A>G位点5例(0.50%);线粒体12S rRNA检出m.1555A>G突变1例(0.10%)。GJB2全基因测序发现318例(31.77%)孕妇携带致病性基因突变,常见的致病突变位点:c.109G>A 295例(29.47%)、c.11G>A突变15例(1.50%)、c.-23+1G>A突变7例(0.70%)。结论:南宁市孕妇GJB2基因突变携带最高,其次GJB3、SLC26A4、线粒体12S rRNA,致病性突变位点有GJB2基因:c.109G>A、c.11G>A、c.-23+1G>A、c.235delC和c.299-300delAT;GJB3基因:c.538C>T;SLC26A4:c.2168A>G和c.IVS7-2A>G;线粒体12S rRNA m.1555A>G。因此,孕期女性进行耳聋基因筛查,在预防遗传性耳聋患儿出生中有重要价值。     

胃癌组织中TGFBR1的基因突变研究

目的揭示胃癌组织的转化生长因子-β受体1(TGFBR1)的突变位点,探索其在胃癌发生发展过程中的作用。方法将20例胃癌组织标本进行DNA提取,PCR扩增,应用Sanger双脱氧测序法进行TGFBR1全部外显子的基因测序,再对序列进行分析,找到TGFBR1的基因突变位点。结果在6例标本中得到了TGFBR1外显子9的7个基因突变位点(c.1470 G>A;c.1491 G>A;c.1493 G>A;c.1543 G>A;c.1624 G>A;c.1675 G>A;c.1684 G>A),均是第一次发现和报道。TGFBR1的基因突变与胃癌患者的年龄、性别、分化程度、淋巴结转移及分期均无关(P>0.05)。结论本实验发现7个未报道的TGFBR1基因突变位点,其中3个错义突变(c.1470G>A;c.1491 G>A;c.1493 G>A)可能是胃癌患者的致病原因之一,对揭示TGFBR1与胃癌的确切关系有重要意义。     

红鳍东方鲀gsdf基因的克隆及表达模式分析

为研究红鳍东方鲀Takifugu rubripes的性别决定因子(gonadal soma derived factor,GSDF),利用c DNA末端快速扩增技术(RACE)首次克隆了红鳍东方鲀gsdf基因(Trgsdf)的c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR914667)。结果表明:Trgsdf c DNA序列全长为1734 bp,其中5'端非编码区144 bp,开放阅读框648 bp,3'端非编码区942 bp,共编码215个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为19个氨基酸的信号肽和相同长度的跨膜区,1个N-糖基化位点NST,1个TGF-β家族成员特有的保守结构域;BLAST同源性分析结果显示,红鳍东方鲀GSDF氨基酸序列与其他鱼类的相似性为26%~58%;系统发育分析结果显示,鱼类GSDF单独聚为一支,与TGF-β超家族内的其他成员分开,红鳍东方鲀与青鳉Oryzias latipes GSDF的亲缘关系最近,先聚为一支,后与三斑海猪鱼Halichoeres trimaculatus聚在一起,与矛尾鱼Latimeria menadoensis的GSDF亲缘关系最远;应用RT-PCR技术检测Trgsdf mRNA在雌性和雄性红鳍东方鲀成鱼不同组织中的表达,结果显示,Trgsdf mRNA在卵巢和精巢中高表达,在皮肤和肌肉组织中微量表达,在其他组织中无表达;采用相对实时荧光定量PCR方法比较了成鱼卵巢和精巢中Trgsdf mRNA的表达量,结果显示,Trgsdf mRNA在精巢中的表达量显著高于卵巢(P<0.05),约为卵巢表达量的6倍。研究表明,gsdf基因可能在红鳍东方鲀的性腺尤其是精巢的分化和发育过程中起着重要的作用。     

刺参多功能表皮生长因子6(megf6)cDNA克隆及在肠再生过程中的表达分析

为了探究刺参Apostichopus japonicus多功能表皮生长因子6(multiple epidermal growth factor 6)的生物学信息和功能,利用RACE技术克隆了体质量为(92.0±4.0)g的成体刺参megf6基因(Aj-megf6)cDNA全长序列,并分析了该基因的信息学特征及其在肠再生过程中表达水平的变化。结果表明:刺参megf6基因的cDNA序列全长为5665 bp,共编码了1604个氨基酸,具有37个EGF样结构域;该基因编码蛋白的相对分子质量为172 500,理论等电点为4.74,该蛋白具有信号肽,为分泌蛋白,属于亲水性、非跨膜蛋白,共有53个磷酸化位点,分别为23个Ser位点、12个Thr位点、18个Tyr位点;MEGF6氨基酸多序列比对发现,刺参MEGF6与其他物种的氨基酸序列一致性为38.59%～49.07%,其中与紫球海胆Strongylocentrotus purpuratus的一致性最高,为49.07%,其次为长棘海星Acanthaster planci(48.71%);基于MEGF6氨基酸序列的系统进化树分析显示,刺参与紫球海胆、长棘海星聚为一支,该结果符合刺参的分类和进化地位,MEGF家族成员间比对分析显示,MEGF家族成员间具有一定的分化;实时定量PCR (qPCR)结果显示,在刺参肠再生过程中megf6 mRNA表达量呈先升高后降低的趋势,其中再生6 d时的表达量达到峰值,为对照组的126.47倍,再生18 d时降至正常水平。研究表明,刺参megf6基因的表达与刺参肠管形态的变化趋势相一致,推断megf6可能在刺参肠再生过程中发挥重要作用。     

甜菜BvBHLH92基因组织表达及亚细胞定位研究

BHLH蛋白家族是一类含有BHLH结构域,并广泛存在于植物中的一类重要转录因子。前期从甜菜中克隆得到了甜菜BvBHLH92基因,本研究对BvBHLH92基因的蛋白序列、组织表达及亚细胞定位进行分析。研究发现甜菜BvBHLH92蛋白包含225个氨基酸,并具有BHLH转录因子基因家族的典型功能结构域。同时,系统发育分析发现BvBHLH92蛋白与甜菜BvBHLH93及拟南芥At BHLH92亲缘关系较近。组织特异性表达检测表明BvBHLH92基因在甜菜花中表达量最高,而在根部位表达量最低,进一步研究发现BvBHLH92基因在甜菜根和叶部位响应盐胁迫诱导表达。此外,亚细胞定位分析证明BvBHLH92蛋白定位在细胞核,推测BvBHLH92蛋白在细胞核中调控相关基因的表达,进而调节甜菜对盐胁迫的响应变化。     

PLCE1及其单核苷酸多态性功能研究新进展

磷脂酶Cε1(PLCE1)是新近发现的磷脂酶C同工酶,其分子结构中特有的CDC25和RA结构域使其功能上与Ras家族小G蛋白关系密切。PLCE1激活后介导信号传导,从而调控某些基因的表达,调节细胞的生长、分化等过程。PLCE1基因单核苷酸多态性rs2274223(A>G)位点是目前研究最多的多态位点之一,最近发现,PLCE1及其基因多态性和肿瘤、肾病综合征、心脏疾病等多种疾病的发生相关。     

菲律宾蛤仔RP2基因的克隆及组织表达分析

采用反转录PCR(RT-PCR)与c DNA末端快速克隆(RACE)法首次从壳长为28 mm的菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum外套膜中克隆出RP2基因(Gen Bank登录号:KF826881)。结果表明:RP2基因c DNA序列长度为1158 bp,包括62 bp的5'端非编码区,41 bp的3'端非编码区,开放阅读框1053 bp,编码350个氨基酸;推导的氨基酸序列具有TBCC(57aa¹75aa)和CARP(65aa175aa)和CARP(65aa¹02aa)保守结构域,并为非跨膜糖蛋白;经Blast同源性比较表明,菲律宾蛤仔RP2氨基酸序列与太平洋牡蛎Crassostrea gigas的相似性较高(56%),与高等哺乳动物、鸟类、鱼类、两栖类和节肢动物各模式动物之间的相似性为43%102aa)保守结构域,并为非跨膜糖蛋白;经Blast同源性比较表明,菲律宾蛤仔RP2氨基酸序列与太平洋牡蛎Crassostrea gigas的相似性较高(56%),与高等哺乳动物、鸟类、鱼类、两栖类和节肢动物各模式动物之间的相似性为43%⁵3%,与非洲眼线虫Loa loa的相似性较低(33%);利用实时定量PCR技术检测RP2基因在菲律宾蛤仔不同组织中的表达,结果显示,RP2基因在菲律宾蛤仔雄性性腺中表达量最高,在鳃、水管和外套膜组织中次之,在斧足和闭壳肌中表达量极少,在雌性性腺中无表达。研究表明,RP2基因在菲律宾蛤仔各组织中的表达较为广泛,但不同组织的表达量存在明显差异,本研究结果可为无脊椎动物RP2基因的结构及其功能研究提供基础数据。     

丙型肝炎病毒JFH1适应性突变株全长cDNA的构建

目的构建丙型肝炎病毒JFH1全长c DNA克隆,获取突变位点信息。方法应用长片段RT长片段RT-PCR技术对不同时期传代的JFH1病毒株进行分段扩增。通过共同酶切位点连接成9.7Kb从DNA片段,与p Blue Script2ks(+)形成克隆载体,进一步测序分析。结果获取丙型肝炎病毒JFH1系列适应性突变株全长c DNA模板,共发现23个单核苷酸突变。结论丙型肝炎病毒JFH1系列存在单核苷酸突变位点,为进一步了解HCV JFH1适应性突变位点功能奠定基础。     

小鼠PGC-1α基因启动子的转录调控功能分析

目的克隆小鼠PGC-1α基因的启动子并分析其转录调控模式。方法设计引物,以小鼠肝脏组织DNA为模板,PCR扩增PGC-1α基因启动子区并克隆入荧光素酶报告基因表达载体pGL3-Basic中,构建具有PGC-1α启动子转录活性的报告质粒pGL3-PGC-1α-Luc。通过特异性引物,引入替换碱基突变相关转录因子调控模序,构建点突变融合载体,并将其转染1c1c7及c2c12细胞系,检测荧光素酶的表达情况。结果构建的pGL3-PGC-1α-Luc系列报告质粒经过酶切鉴定及DNA测序分析都显示正确;PGC-1α基因启动子区域(-2533⁺78)具有较强的转录活性;突变失活PGC-1α基因启动子区域中的CRE及IRE反应原件导致转录活性明显降低。结论成功构建小鼠PGC-1α基因启动子报告质粒,PGC-1α基因上游区域(-2533+78)具有较强的转录活性;突变失活PGC-1α基因启动子区域中的CRE及IRE反应原件导致转录活性明显降低。结论成功构建小鼠PGC-1α基因启动子报告质粒,PGC-1α基因上游区域(-2533⁺78)具有较强的启动子活性;启动子区域中的CRE和IRE反应原件为主要转录调控位点。     

红鳍东方鲀gsdf基因的克隆及表达模式分析

为研究红鳍东方鲀Takifugu rubripes的性别决定因子(gonadal soma derived factor,GSDF),利用c DNA末端快速扩增技术(RACE)首次克隆了红鳍东方鲀gsdf基因(Trgsdf)的c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR914667)。结果表明:Trgsdf c DNA序列全长为1734 bp,其中5'端非编码区144 bp,开放阅读框648 bp,3'端非编码区942 bp,共编码215个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为19个氨基酸的信号肽和相同长度的跨膜区,1个N-糖基化位点NST,1个TGF-β家族成员特有的保守结构域;BLAST同源性分析结果显示,红鳍东方鲀GSDF氨基酸序列与其他鱼类的相似性为26%⁵8%;系统发育分析结果显示,鱼类GSDF单独聚为一支,与TGF-β超家族内的其他成员分开,红鳍东方鲀与青鳉Oryzias latipes GSDF的亲缘关系最近,先聚为一支,后与三斑海猪鱼Halichoeres trimaculatus聚在一起,与矛尾鱼Latimeria menadoensis的GSDF亲缘关系最远;应用RT-PCR技术检测Trgsdf mRNA在雌性和雄性红鳍东方鲀成鱼不同组织中的表达,结果显示,Trgsdf mRNA在卵巢和精巢中高表达,在皮肤和肌肉组织中微量表达,在其他组织中无表达;采用相对实时荧光定量PCR方法比较了成鱼卵巢和精巢中Trgsdf mRNA的表达量,结果显示,Trgsdf mRNA在精巢中的表达量显著高于卵巢(P<0.05),约为卵巢表达量的6倍。研究表明,gsdf基因可能在红鳍东方鲀的性腺尤其是精巢的分化和发育过程中起着重要的作用。     

病理学家发现DNA与蛋白质互作的重要作用

目前， 依阿华州立大学的研究人员Adam Bogdanove等发现，黄单胞菌菌株注入植物细胞中的TAL效应因子蛋白质可以在寄主DNA分子的特定位点上结合；且不同的这类蛋白质可以绑定不同的DNA位点，各蛋白质中的特殊氨基酸以一种非常简单直接的方式指向结合位点。在该研究中，Bogdanove探查了黄单胞菌是怎样利用TAL效应因子以有利于该病原菌的方式操纵植物基因功能的。最吸引Bogdanove的是，不同的TAL效应因子蛋白相应地可以激活不同的植物基因。     

赤桉EcWRKY50转录因子基因的电子克隆及生物信息学分析

WRKY转录因子参与植物生长发育、抗病虫、耐逆境等众多过程,并在其中起重要作用。为了研究WRKY在赤桉中的结构和功能,本研究利用电子克隆的方法克隆了赤桉与AtWRKY50高度同源的一个WRKY基因EcWRKY50,并利用生物信息学方法对该基因编码蛋白的氨基酸组成,理化性质,亚细胞定位和高级结构等方面进行预测和分析。结果表明,EcWRKY50基因全长为585 bp,包含一个480 bp的开放阅读框,编码159个氨基酸,该基因蛋白分子量为18.187KD,理论等电点为5.45。该蛋白含有一个WRKYGKK的保守结构域和C2H2结构域,属于GroupⅡc成员,很可能在细胞质中起转录和转录调控的作用;并对该蛋白进行了同源性分析。这些研究为该基因功能的进一步分析奠定了坚实的基础。     

氟苯尼考对三疣梭子蟹不同组织中ABC转运蛋白基因(ABCG)表达量的影响

为研究氟苯尼考(FLR)对三疣梭子蟹Portunus trituberculatus不同组织中ABC转运蛋白基因(ABCG)表达量的影响,采用RACE法进行了三疣梭子蟹ABCG基因克隆并对其生物学进行了分析,采用荧光定量PCR法进行了不同浓度(20、40、80 mg/kg)氟苯尼考对三疣梭子蟹肝胰腺、鳃和肌肉中ABCG相对表达量的影响研究。结果表明:三疣梭子蟹ABCG基因全长c DNA序列为2473 bp,共编码578个氨基酸;三疣梭子蟹ABCG不含信号肽,具ABC转运家族蛋白的典型结构域,包括1个高度保守的核苷酸结构域(NBD)和1个疏水性跨膜区(TMD),为半转运子;同源性及系统进化分析表明,三疣梭子蟹ABCG与中国对虾、凡纳滨对虾的ABCG聚为一支,具有较高的亲缘关系;不同浓度的氟苯尼考对三疣梭子蟹肝胰腺、鳃、肌肉中ABCG表达均具有诱导作用,且呈时间剂量效应,由此推测,三疣梭子蟹ABCG蛋白参与氟苯尼考的代谢转运过程。本研究结果可为揭示甲壳动物ABCG转运蛋白对抗生素的转运机制提供参考依据。     

氟苯尼考对三疣梭子蟹不同组织中ABC转运蛋白基因(ABCG)表达量的影响

为研究氟苯尼考(FLR)对三疣梭子蟹Portunus trituberculatus不同组织中ABC转运蛋白基因(ABCG)表达量的影响,采用RACE法进行了三疣梭子蟹ABCG基因克隆并对其生物学进行了分析,采用荧光定量PCR法进行了不同浓度(20、40、80 mg/kg)氟苯尼考对三疣梭子蟹肝胰腺、鳃和肌肉中ABCG相对表达量的影响研究。结果表明:三疣梭子蟹ABCG基因全长c DNA序列为2473 bp,共编码578个氨基酸;三疣梭子蟹ABCG不含信号肽,具ABC转运家族蛋白的典型结构域,包括1个高度保守的核苷酸结构域(NBD)和1个疏水性跨膜区(TMD),为半转运子;同源性及系统进化分析表明,三疣梭子蟹ABCG与中国对虾、凡纳滨对虾的ABCG聚为一支,具有较高的亲缘关系;不同浓度的氟苯尼考对三疣梭子蟹肝胰腺、鳃、肌肉中ABCG表达均具有诱导作用,且呈时间剂量效应,由此推测,三疣梭子蟹ABCG蛋白参与氟苯尼考的代谢转运过程。本研究结果可为揭示甲壳动物ABCG转运蛋白对抗生素的转运机制提供参考依据。     

家蚕保幼激素结合蛋白Bmtol基因的克隆及表达分析

目的:克隆获得家蚕(Bombyx mori)Bmtol基因序列,并对其蛋白结构进行预测,分析其在组织和JHA处理后头部的表达差异,为该基因的功能研究提供参考。方法:以家蚕的全组织c DNA为模板利用RT-PCR技术扩增和克隆获得Bmtol基因c DNA全长序列,并提交至Gen Bank数据库;利用多种生物信息学软件预测分析其编码蛋白的理化特性和结构特征;采用MREGA5.0软件中的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建Bm TOL及其它昆虫同源TO的进化树;通过q PCR技术分析Bmtol基因在5龄3天家蚕不同组织的表达情况,及JHA处理5龄蚕后在0 h、24 h、48 h、72 h和96 h家蚕头部的表达情况。结果:克隆获得了家蚕Bmtol基因的c DNA序列(Gen Bank登录号KY681053),Bmtol基因的开放阅读框(ORF)长度为759 bp,编码252个氨基酸,预测其蛋白分子量为27.72k Da,理论等电点为6.16,有信号肽,无跨膜结构,且第25~251位氨基酸之间存在一个保幼激素结合蛋白家族JHBP保守结构域;N端为疏水区域,可能与保幼激素结合蛋白的核心部位有关。亚细胞定位分析表明,Bm TOL属于分泌型蛋白,主要集中在内质网-高尔基体-质膜分泌途径上。Bm TOL蛋白具有3个α螺旋,第34位的Cys和第44位Cys形成一个二硫键链接在α1螺旋和N末端,构成Bm TOL蛋白与配体结合的核心部位。序列比对结果显示,家蚕Bm TOL序列与其他昆虫TO的氨基酸序列一致性差别较大。家蚕Bm TOL与果蝇Dm TO的相似性为25.10%,与烟草天蛾的相似性为19.69%,与冈比亚按蚊的相似性为25.78%,与埃及伊蚊的相似性为23.53%,与黑花蝇的相似性为28.17%,与意大利蜜蜂的相似性为23.05%,与苹浅褐卷蛾的相似性为21.18%。系统进化树分析表明,所有选用昆虫TO形成两个大的分支:苹浅褐卷蛾Ep TO1、烟草天蛾Ms TO、意大利蜜蜂Am TOL、果蝇Dm TO和黑花蝇Pr TOL聚为一个分支,埃及伊蚊Aa TO、冈比亚按蚊Ag TOL-2和家蚕Bm TOL聚为另一大分支。q PCR结果显示,Bmtol基因在家蚕头部、表皮和精巢有较高表达,其他组织表达量很低或没有。在JHA处理的5龄家蚕的头部,Bmtol基因在处理后0 h、24 h、48 h、72 h和96 h的表达量差异不明显。结论:Bm TOL蛋白属于JHBP家族,具有JHBP家族的典型结构;组织表达谱和JHA处理结果暗示,Bm TOL属保幼激素结合蛋白(JHBP),在家蚕中除保幼激素结合之外还参与其他多种生理功能。