旋毛虫组织蛋白酶B基因TsCB1的克隆与生物信息学分析

为了研究旋毛虫组织蛋白酶B的功能,对GenBank中旋毛虫基因组数据库和EST数据库进行检索,获得旋毛虫组织蛋白酶B的cDNA序列并设计引物。以旋毛虫肌幼虫总RNA为模板,进行RT-PCR,将PCR产物克隆到pMD18-T载体后测序并进行生物信息学分析。结果表明,成功克隆到旋毛虫组织蛋白酶B基因(TsCB1)的cDNA序列,TsCB1cDNA含有1个由1 449个核苷酸组成的完整的开放阅读框,编码482个氨基酸残基组成的多肽,蛋白质分子质量理论值为55.1ku,理论等电点为7.66。TsCB1第1～35位氨基酸残基为信号肽序列,有2个潜在的N-糖基化位点,具有1个生长调节素B结构域和半胱氨酸蛋白酶结构域,半胱氨酸残基活性位点被丝氨酸残基所替换,同源性分析表明与其他线虫组织蛋白酶B的一致性在60%左右。     

旋毛虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因TsCystatin1的克隆及序列分析

为了研究旋毛虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂的功能,应用电子克隆的方法从GenBank EST数据库获得1个旋毛虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因(TsCystatin1)的部分cDNA序列,据此设计引物,并以旋毛虫新生幼虫总RNA为模板,进行反转录及PCR,克隆到该基因的完整开放阅读框序列,利用生物信息学软件对其进行了预测分析。结果表明,TsCystatin1 cDNA序列含有一个由666个核苷酸组成的开放阅读框架,编码由221个氨基酸残基组成的多肽,蛋白分子质量理论值为24.3ku,理论等电点为4.44。TsCystatin1第1～25位氨基酸残基为信号肽序列,具有半胱氨酸蛋白酶抑制剂的保守序列QVVAG,其C末端具有3处N-糖基化位点以及4个链内二硫键所需的半胱氨酸残基。该蛋白的二级结构中α螺旋占18.6%,β折叠占23.5%,其余57.9%为转角。结构域分析表明,该蛋白具有一个半胱氨酸蛋白酶抑制剂样结构域,属于半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族2,与其他线虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂的同源性较高。     

旋毛虫半胱氨酸蛋白酶基因TsCP1的克隆与序列分析

为了研究旋毛虫半胱氨酸蛋白酶的功能,根据GenBank中旋毛虫EST数据库的半胱氨酸蛋白酶基因部分cDNA序列设计引物,以旋毛虫肌幼虫总RNA为模板,进行RT-PCR,克隆到旋毛虫半胱氨酸蛋白酶基因(TsCP1)的完整开放阅读框序列,利用生物信息学软件对其进行预测分析。结果表明,TsCP1cD-NA序列含有一个由1 101个核苷酸组成的开放阅读框,编码由366个氨基酸残基组成的多肽,蛋白质的分子质量理论值为41.9ku,理论等电点为7.46。TsCP1二级结构中α螺旋占31.4%,β折叠占15.3%。TsCP1第1～19位氨基酸残基为信号肽序列,具有3处N-糖基化位点,而且具有半胱氨酸蛋白酶的保守活性位点Cys173,His309及Asn333残基,另外在酶前体序列中有与组织蛋白酶F特征基序ERFNAQ相似的LKFNAQ序列,表明该蛋白属于半胱氨酸蛋白酶家族的组织蛋白酶F亚类。同源性分析表明与其他寄生性蠕虫组织蛋白酶F的一致性在40%以上,系统进化分析表明与吸虫的组织蛋白酶F属于不同的进化分支。     

旋毛虫FYVE锌指结构蛋白基因的克隆及表达

用旋毛虫新生幼虫差减cDNA文库中的T54克隆作为核酸探针,对旋毛虫成虫和新生幼虫混合cDNA文库进行筛选,获得1个全长1464 bp的cDNA分子.该cDNA含有1个1290 bp的开放阅读框架(ORF),Blastn同源性分析表明,与其它已知生物基因序列无明显的同源性,为一新的cDNA.该ORF编码1个429个氨基酸残基组成的多肽,其分子质量理论推导值为49.9 ku,等电点为5.6,在12-14及103-105氨基酸残基处分别有2个糖基化位点NLS及NVS,在C末端344-409氨基酸残基处有1个FYVE锌指结构域(Profile PS50178).Blastp同源性分析表明,与广东管圆线虫(Angiostrongylus cantonensis)66.0 ku蛋白(gi/1743430)同源性最高,为39.0%.在此基础上对旋毛虫FYVE锌指结构重组蛋白进行了表达,表达蛋白占茵体蛋白的24%.     

旋毛虫丝氨酸蛋白酶抑制剂(TsSerpin)基因的克隆及序列分析

为了分析旋毛虫丝氨酸蛋白酶抑制剂(TsSerpin)的分子特征,提取了旋毛虫标准株ISS534,河南、云南、天津、西安、哈尔滨等6个猪旋毛虫分离株基因组DNA,设计引物进行PCR扩增,克隆不同虫株TsSerpin基因组的DNA序列。将PCR产物连接到pMD18-T载体后转化至大肠杆菌DH5α感受态细胞,筛选阳性克隆进行序列测定,利用生物信息学软件对TsSerpin基因序列进行预测分析。结果显示,TsSerpin cDNA序列含有1个由1 122个核苷酸组成的开放阅读框,编码由373个氨基酸残基组成的多肽,蛋白质分子质量的理论值为42.5ku,理论等电点为6.54。该蛋白的二级结构中,α螺旋占36.7%,β折叠占25.2%,其余38.1%为无规则卷曲。TsSerpin第14~373位氨基酸序列为Serpin结构域,具有Serpin的保守序列FVADHPFLFFI。线性B淋巴细胞抗原表位分析显示,TsSerpin中含有12个潜在的B细胞抗原表位。TsSerpin基因的开放阅读框对应的基因组序列包含3个外显子和2个内含子。不同旋毛虫分离株TsSerpin序列高度保守,一致性在99%以上。上述研究结果为进一步研究TsSerpin蛋白的生物学功能和研制新型抗旋毛虫疫苗奠定了基础。     

旋毛虫丝氨酸蛋白酶基因的克隆与分析

以旋毛虫感染猪血清为抗体探针,对旋毛虫3日龄成虫cDNA文库进行免疫筛选,将获得的阳性克隆进行测序,用分子生物学软件对所得cDNA序列进行了分析.序列分析结果显示,阳性克隆Zh68 cDNA全长为1 372 bp,含有1个1 287 bp的完整的开放阅读框架,编码由429个氨基酸组成的多肽,理论分子质量为47.5 ku,等电点为8.45.SMART分析表明,1～18位氨基酸为信号肽序列,37～277位氨基酸为典型的丝氨酸蛋白酶胰蛋白酶类结构域,其中His88、Asp142、Ser233为催化中心的3个主要氨基酸残基,78～80位氨基酸为N-糖基化位点(NCS),另外还有6个保守的Cys形成二硫键.BLASTn同源性分析表明,与其他生物丝氨酸蛋白酶的基因序列无明显的同源性,为1个新的cDNA分子.BLASTp蛋白质同源性分析表明,与丝氨酸蛋白酶的同源性为30%左右.Southern-blot杂交表明,此基因在旋毛虫基因组中属于多基因家族,具有基因多态性.cDNA的PCR结果表明,此基因在旋毛虫肌幼虫、新生幼虫及成虫期均有表达.     

绵羊CD46基因的克隆及真核表达

为了研究绵羊CD46蛋白的功能,根据从GenBank数据库获得的绵羊CD46基因的部分cDNA序列设计引物,以绵羊外周血淋巴细胞总RNA为模板,应用RACE方法扩增了绵羊CD46基因的完整开放阅读框序列,利用生物信息学软件对CD46cDNA及CD46蛋白结构进行了预测分析。结果显示,绵羊CD46cDNA序列开放阅读框长1 083bp,编码由360个氨基酸残基组成的多肽,该多肽的理论分子质量为39ku,理论等电点为6.5。对该蛋白结构分析时发现,绵羊CD46第1~42位氨基酸残基为信号肽序列,共有5处N糖基化位点,4处蛋白激酶C磷酸化位点,5处Ⅱ-酪蛋白激酶磷酸化位点,7处N-豆蔻酰化位点。二级结构中无α螺旋,β折叠占26.1%,其余73.9%为转角,该蛋白具有4个结构域,与人源CD46的同源性较高。同时将CD46基因克隆到pCMV-Myc载体中,构建了真核表达质粒pCMV-Myc-CD46;将构建的重组质粒转染哺乳动物细胞CHO-K1以进行瞬时表达。Western-blot结果显示,CD46基因在真核细胞中成功获得了表达。上述研究结果为以后开展绵羊CD46的功能研究奠定了基础。     

芽孢杆菌CY1-3株碱性纤维素酶基因celC的克隆及其在大肠杆菌中的表达

芽孢杆菌CY1-3株基因组DNA经Sau3AⅠ部分消化后回收2~7 kb片段,构建了部分文库。通过刚果红染色鉴定,筛选出6个纤维素酶基因的阳性克隆子,经酶切鉴定为同一克隆子,命名为pGJc-1。经测序分析,该片段包含一个由1 593个核苷酸组成的开放阅读框(ORF),命名为celC。经推导,celC基因编码由一531个氨基酸残基组成的CelC蛋白。氨基酸序列分析表明,CelC蛋白的氨基酸序列与多种细菌的-β1,4-内切葡聚糖酶具有很高的同源性。粗酶液的SDS-PAGE分析表明,celC基因在大肠杆菌中所表达的CelC蛋白具有纤维素酶活力,其分子质量约为58 ku。     

猪带绦虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族基因的克隆与序列分析

为了研究猪带绦虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因家族的结构特征及编码蛋白的功能,根据GeneDB中获得的2条cDNA序列设计引物,以猪囊尾蚴总RNA为模板进行RT-PCR,获得猪带绦虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族(TsoStefin和TsoCystatin)基因的完整开放阅读框序列,并进行生物信息学分析。结果表明,所获得的2条序列均含有半胱氨酸蛋白酶抑制剂特征性的结构域。TsoStefin由98个氨基酸残基组成,不含二硫键和糖基化位点,为细胞内蛋白;TsoCystatin由274个氨基酸残基构成,含有1个糖基化位点和2个相似的结构域,第1~18位氨基酸残基组成信号肽,属分泌型蛋白。系统发育树显示,TsoStefin是半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族1的成员,TsoCystatin属家族2的成员,与部分绦虫的亲缘关系较近。从上述结果推测,所获得的2条基因均属于猪带绦虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族基因。     

细粒棘球绦虫TPx基因的克隆及序列分析

从自然感染病羊肝内收集细粒棘球绦虫(Eg)原头蚴,分别提取总RNA和基因组DNA.根据GenBank数据库中的细粒棘球绦虫硫氧还蛋白过氧化物酶(EgTPx)基因序列设计1对引物,以总RNA为模板,采用RT-PCR技术扩增出EgTPx基因片段,同时以基因组DNA为模板扩增出对应的基因组序列.PCR产物经纯化后连接到pMDl8-T载体,转化至大肠杆菌DH5a后,进行序列测定和生物信息学分析.结果表明,成功扩增到中国青海株细粒棘球绦虫EgTPx基因片段,其开放阅读框为582 bp,编码193个氨基酸,与已知的EgTPx基因核苷酸序列及其编码蛋白氨基酸序列的同源性均为99%,有3个碱基发生变异,分别在245,306,318位由C变为T;引起1个氨基酸变异,由Ala82变为Val82.EgTPx具有典型的2-Cys型过氧化物氧还蛋白催化性位点Cys48和Cys169,以及周围保守的FVCP和VCPA序列.EgTPx基因的开放阅读框对应的基因组序列包含2个外显子和1个69 bp的内含子.     

猪带绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂4848的鉴定及表达

为鉴定并表达猪带绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂(TsSerpin),提取猪囊尾蚴总RNA,设计引物并通过RT-PCR技术扩增TsSerpin4848基因,将纯化的PCR产物连接到p MD19-T载体后转化大肠杆菌DH5ɑ感受态细胞,筛选阳性克隆并测序,并用生物信息学方法分析其序列和结构特征。构建p ET-30a(+)-4848重组表达载体,经酶切鉴定及测序验证后转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,目的蛋白纯化后进行SDSPAGE和Western-blot分析。结果表明,TsSerpin4848的开放阅读框由1 065个核苷酸组成,编码355个氨基酸残基,其理论分子质量约为39 ku。TsSerpin4848含有serpin家族保守序列DEEGAE和FIVDHPFLFFI,并含有serpin特有的反应中心环结构域,其三级结构中有8个ɑ螺旋和3个β折叠;重组TsSerpin4848蛋白在大肠杆菌中主要以包涵体形式存在,可被猪囊尾蚴阳性血清识别,表明TsSerpin4848蛋白具有良好的反应原性,有望作为猪囊虫病诊断的候选抗原。     

旋毛虫TsP53抗原基因的原核表达及抗原性分析

应用RT-PCR方法从旋毛虫肌幼虫总RNA中获得TsP53基因片段,限制性酶切后连接到表达质粒pET30a中,转化大肠杆菌DH5α。筛选阳性克隆,经限制性酶切、PCR分析及测序鉴定后,将重组表达质粒pET30a-TsP53转化大肠杆菌BL21(DE3),以IPTG诱导表达。SDS-PAGE分析表达产物,对表达产物纯化后通过间接ELISA鉴定重组蛋白的抗原性。结果显示,成功构建了重组表达质粒pET30a-TsP53,测序结果表明插入片段为1 176 bp,编码391个氨基酸残基,与旋毛虫P53抗原基因序列(U25127)有99%的同源性,开放阅读框正确。含有pET30a-TsP53重组表达质粒的大肠杆菌BL21(DE3)诱导后得到了高效表达,SDS-PAGE显示表达产物分子质量约为50 ku,主要以包涵体形式存在。间接ELISA结果表明,重组抗原可以被旋毛虫感染不同时期的猪血清特异性识别,有望用于旋毛虫病的免疫诊断。     

D28k钙结合蛋白cDNA的克隆及序列分析

利用RT PCR技术从鸡小肠组织RNA中扩增鸡D2 8k钙结合蛋白cDNA ,以进一步研究D2 8k钙结合蛋白促进肠钙吸收的机理。结果表明 ,鸡肠道D2 8k钙结合蛋白cDNA的开放阅读框由 789个碱基对组成 ,编码由 2 6 2个氨基酸组成的多肽 ,分子质量约为 2 7.9ku ;禽类D2 8k钙结合蛋白基因长 18.5kb ,10个间插序列将其分成 11个编码外显子 ,启动子区以GC为主 (6 0 %～80 % )。D2 8k钙结合蛋白氨基酸序列的同源性在鼠和人之间达到 98.5 % ,在蟾蜍和鸡之间达到80 .9% ,在人和鸡之间为 79.8% ,在鼠和鸡之间为 79.5 %。不同种属的动物之间D2 8k钙结合蛋白的氨基酸序列存在较高的同源性。     

成华猪淋巴细胞白细胞介素-4基因的克隆及序列分析

将猪外周淋巴细胞进行体外培养 ,在伴刀豆球蛋白A(ConA)的刺激下培养 48h ,提取培养的淋巴细胞总RNA ,应用RT PCR扩增猪淋巴细胞白细胞介素 4(IL 4)基因 ,并克隆到pMD T载体测序。测序结果表明 ,IL 4基因的cDNA长度为 413bp ,开放阅读框为 40 2bp ,编码 13 4个氨基酸 ,分子量 15 .0ku ,等电点 8.2 4;与人和小鼠的IL 4基因编码的氨基酸序列的同源性分别为 60 %和 42 %。     

多头带绦虫黏着蛋白TmAdh1基因的克隆及原核表达

为研究多头带绦虫黏着蛋白TmAdh1的功能,利用PCR分别以多头带绦虫基因组DNA和cDNA为模板扩增TmAdh1的基因组序列和cDNA序列,并利用生物信息学软件对该基因进行预测分析。将TmAdh1基因片段连接至原核表达载体pGEX4T-1进行原核表达,并利用Western-blot分析该蛋白的抗原性。结果显示,TmAdh1的基因组序列长1 848bp,由2个内含子和3个外显子组成,其开放阅读框的长度为402bp,编码133个氨基酸残基。预测分析表明,TmAdh1蛋白含有1个N端信号肽序列、1个纤连蛋白三型(FnⅢ)结构域、1个糖基化位点和8个线性B细胞抗原表位。在原核系统成功表达了约40ku的重组蛋白TmAdh1,用其免疫小鼠制备超免疫血清。Western-blot试验表明,重组蛋白TmAdh1可以与免疫小鼠血清反应。以上研究结果表明,多头带绦虫TmAdh1基因是带科绦虫宿主保护性抗原的同源基因,可作为脑多头蚴病疫苗的候选分子。     

多头带绦虫TPx基因片段的克隆及原核表达

从自然感染的病羊脑内采集多头蚴原头节,提取总RNA,采用RT-PCR技术扩增多头带绦虫硫氧还蛋白过氧化物酶(TmTPx)基因片段,PCR产物连接到pMD18-T载体,转化至大肠杆菌DH5α后测序,发现克隆到的TmTPx基因片段开放阅读框为453 bp,编码150个氨基酸.对TmTPx基因片段进行限制性酶切后连接到表达载体pGEx-4T-1,构建重组表达质粒pGEX-4T-TmTPx,转化大肠杆菌DH5a后筛选阳性克隆,经限制性酶切分析、PCR及测序鉴定后,转化大肠杆菌BL21,以IPTG进行诱导表达,用SDS-PAGE分析表达产物.结果显示,成功表达了大小约为43 ku的融合蛋白.对表达产物纯化后免疫家兔,采集血清用ELISA测定抗体效价,发现兔抗TmTPx重组蛋白的抗体能够与多头蚴原头节抗原发生特异性反应,说明该重组蛋白具有较好的免疫原性.     

猪囊尾蚴T24基因的克隆与表达

采用RT-PCR方法扩增猪囊尾蚴T24免疫原基因,将扩增产物与pGEM-T easy载体连接,重组质粒经PCR、酶切鉴定后进行测序;构建T24基因的pGEX-4T-1原核表达载体,经IPTG诱导表达后,进行SDS-PAGE、Western-blotting;用所表达的蛋白免疫小鼠,经ELISA检测血清抗体,验证其免疫原性。结果显示。所克隆的T24基因片段长716 bp。含有1个678 bp的开放阅读框,其编码226个氨基酸,与已报道的猪囊虫T24基因核苷酸序列同源性为100％;表达的融合蛋白大小为40 ku,并能被猪囊虫阳性血清识别;免疫小鼠在免疫1周后即可检测到血清抗体,第30 d达到较高水平,表明该融合蛋白具有较好的免疫原性。     

牛带绦虫8ku蛋白基因家族cDNA的克隆和序列分析

根据带科绦虫8ku蛋白基因序列设计引物,采用RT-PCR方法对牛带绦虫六钩蚴总RNA进行扩增,扩增产物经胶回收试剂盒纯化,与pGEM-T Easy载体连接,转化大肠杆菌JM109感受态细胞,筛选含有阳性重组DNA的克隆,对阳性克隆进行测序。使用DNAStar和MAGE 4生物学软件对基因克隆进行序列分析和进化树分析。结果显示,成功克隆了5种牛带绦虫8ku蛋白基因家族新成员,cDNA序列完整开放阅读框的大小为258bp,TSA8ku-1cDNA为优势克隆。序列同源性分析表明,各cDNA克隆氨基酸序列之间的差异性为1.2%～14.2%,与猪带绦虫诊断抗原TsRS1群(组)成员同源,相似性为85.9%～88.9%。由此可以推测,克隆的5种8ku蛋白基因家族成员可能是牛带绦虫病的重要诊断抗原候选基因。     

杜氏利什曼原虫NH36基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

应用RT-PCR技术扩增并克隆杜氏利什曼原虫(Leishmania donovani)NH36编码基因,经鉴定及序列分析,构建其原核重组表达载体,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western-blotting鉴定其表达产物。结果显示,获得的NH36开放阅读框为945 bp,编码314个氨基酸残基,与GenBank上发表的国际标准株NH36编码基因序列以及氨基酸序列同源性分别为88.57%(837/945)和89.17%(280/314)。表达蛋白为36 ku,经1 mol/L IPTG诱导6 h后的表达量最高;薄层扫描显示表达的蛋白占菌体蛋白总量的57%;该蛋白可被抗杜氏利什曼原虫的多克隆抗体血清识别。     

食蟹猴和猕猴朊蛋白基因的克隆与序列分析

以外周血液的基因组DNA为模板,运用PCR方法扩增了食蟹猴和猕猴的朊蛋白基因,并将其克隆到pGEM-T Easy载体中进行测序,运用分子生物学软件对这些序列进行了分析.结果表明,所克隆的食蟹猴和猕猴朊蛋白基因的开放阅读框片段包含了朊蛋白基因的完整编码区,含有762个核苷酸,该基因内无内含子,编码253个氨基酸的前体蛋白,推测其分子质量约27.6 ku.与已报道的其他多种动物朊蛋白基因序列做比较,发现其与多种哺乳动物都有较高的同源性,其中与人的同源性最高.氨基酸点突变分析除发现了已报道的多态性位点N97S、H100N外,在食蟹猴和猕猴均发现了未报道的S242L点突变位点.此外,在食蟹猴还发现了I8M、C151R点突变位点.