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。     

旋毛虫硫氧还蛋白过氧化物酶基因的克隆与生物信息学分析

为了研究旋毛虫硫氧还蛋白过氧化物酶的功能,对GenBank中旋毛虫基因组数据库和旋毛虫EST数据库进行检索,获得旋毛虫硫氧还蛋白过氧化物酶基因的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。结果显示,成功克隆到3个旋毛虫硫氧还蛋白过氧化物酶基因的cDNA序列(TsTPx1,TsTPx2,TsTPx3)。TsTPx1cDNA含有1个由747个核苷酸组成的完整的开放阅读框,编码248个氨基酸残基组成的多肽,蛋白质的理论分子质量为28.2ku,理论等电点为9.00。TsTPx2cDNA含有1个由588个核苷酸组成的完整的开放阅读框,编码195个氨基酸残基组成的多肽,蛋白质理论分子质量为22.1ku,理论等电点为6.52。TsTPx3cDNA含有1个由594个核苷酸组成的完整的开放阅读框,编码197个氨基酸残基组成的多肽,蛋白质理论分子质量为22.4ku,理论等电点为6.08。TsTPx1、TsTPx2、TsTPx3都具有1个AhpC-TSA结构域和1个1-cys Prx_C结构域。同源性分析表明,TsTPx1、TsTPx2、TsTPx3与其他线虫硫氧还蛋白过氧化物酶的一致性在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。     

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.     

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.     

边缘无浆体MSP5蛋白基因的克隆及原核表达

参照已发表的边缘无浆体主要表面蛋白5(MSP5)基因的核苷酸序列,设计了1对特异性引物,以边缘无浆体基因组DNA为模板,采用PCR技术扩增获得了MSP5蛋白基因。将其克隆到pGEM-T Easy载体,并进行测序分析。结果表明,克隆的MSP5基因与GenBank上登录的Florida株MSP5蛋白基因的序列同源性达98.6%,编码氨基酸的同源性为99.0%,并且该序列包含有完整的开放阅读框,大小为633 bp。将该基因亚克隆入原核表达载体pGEX-4T-1,构建了重组原核表达载体。将其转化到DH5α宿主菌中,用IPTG进行诱导表达,实现了融合表达,表达产物的分子质量为45 ku。Western-blot分析表明,此表达产物能够被抗边缘无浆体阳性血清所识别。     

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。     

口蹄疫病毒A/WH/09株结构蛋白P1基因的克隆及其B细胞抗原表位的预测

对口蹄疫病毒(FMDV)A/WH/09株P1结构蛋白基因进行了扩增、克隆及序列测定。结果显示,FMDV A/WH/09株P1基因长2 208bp,包含完整的开放阅读框,编码736个氨基酸,其中VP1长636bp,编码212个氨基酸;VP2长654bp,编码218个氨基酸;VP3长663bp,编码221个氨基酸;VP4长255bp,编码85个氨基酸。采用DNAStar Protean软件对P1蛋白的二级结构、可塑性、亲水性、表面可及性及抗原指数等参数进行了综合分析,并预测其B细胞的抗原表位分布。结果表明,VP1、VP2和VP3上均有多个区域为B细胞抗原优势表位,VP4上也有少量潜在的B细胞抗原表位。与已鉴定的B细胞抗原表位相比,本试验所用方法预测的结果有较高的准确度,是一种较为先进的表位研究方法。     

弓形虫profilin蛋白基因的克隆表达及序列分析

为研究弓形虫profilin(prf)蛋白基因的遗传变异规律和表达产物的反应原性,以9个来源于不同宿主和地方的弓形虫虫株基因组DNA为模板,利用PCR方法扩增该基因并测序。将测序结果与从ToxoDB网站下载的4株弓形虫序列一起进行比对分析,用最大简约法绘制系统发育树。再以弓形虫RH株虫体总RNA为模板,使用RT-PCR方法扩增prf基因片段,并将其克隆到原核表达载体pET-30a(+)中,转化入表达菌BL21(DE3)后,使用IPTG进行诱导表达,应用Western-blot对重组蛋白的反应原性进行分析。同时,将弓形虫RH株prf基因编码区序列翻译成氨基酸序列,利用生物信息学软件对其亲疏水性、跨膜结构域、二级结构及B细胞抗原表位进行分析。结果显示,9个弓形虫虫株的prf基因长度均为3 552bp,一致性大于99.5%。系统发育树分析表明,弓形虫虫株的聚类没有规律。SDS-PAGE和Western-blot分析结果显示,Profilin蛋白的分子质量约为30ku,且反应原性较好。蛋白结构预测结果显示,该蛋白含有4个亲水区,无跨膜区,7个α螺旋,8个β折叠,4个β转角,2个无规则卷曲和7个线性B细胞抗原表位。本研究结果表明,弓形虫prf基因可作为抗弓形虫疫苗候选分子。     

猪圆环病毒2型2d基因型毒株的全基因组序列分析

根据Gen Bank中猪圆环病毒2型(PCV 2)基因序列,设计特异性引物,用PCR方法从福州郊区某猪场疑似PMWS仔猪病料处理后接种育传三代的PK-15细胞中扩增1个分离毒株的全基因组,并将其克隆到p MD-18T载体上,对鉴定为阳性的重组质粒送检测序。对该分离株的基因全序列及其开放阅读框2(ORF2)进行同源性分析及遗传进化关系分析。PCR鉴定结果显示,本试验中分离到的病毒属于PCV2,命名为PCV2-FZ株。全基因组序列分析显示,分离株全基因组大小为1 767 bp,含有11个开放性阅读框,其中ORF2大小为705 bp,共编码234个氨基酸。PCV2-FZ株与参考毒株基因全序列的核苷酸同源性为94.3%~99.4%,与SD毒株同源性最高,为99.4%;与DK1980PMWSfree和DK1990PMWSfree毒株同源性最低,为94.3%。分离株与参考毒株ORF2核苷酸同源性为89.2%~99.4%,其中与SD毒株同源性最高,为99.4%,与DK1980PMWSfree毒株和DK1987PMWSfree毒株同源性最低,均为89.2%。全基因组与ORF2序列遗传进化树分析均表明,PCV2-FZ株属于PCV2d基因型。本研究从福建省首次分离并鉴定了1株PCV2d型毒株,这对PCV2流行病学研究和遗传变异分析具有重要意义。     

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。     

鸡白细胞介素-17基因的克隆和序列分析

根据GenBank中收录的鸡白细胞介素-17(ChIL-17)基因的cDNA序列设计了1对特异性引物,以经ConA刺激3h的鸡脾淋巴细胞总RNA为模板,用RT-PCR方法成功克隆了ChIL-17的cDNA。该cDNA全长725bp,其中第2~508位是该基因的阅读框(ORF),共编码169个氨基酸。与已报道的序列相比较,二者核苷酸序列的同源性为99.6%(722/725),共有3个碱基发生变异,其中有2个变异位于阅读框之内。DNAssit软件分析表明,二者推导的氨基酸序列同源性为100%。同时,以鸡脾淋巴细胞DNA为模板,用PCR方法首次扩增获得了ChIL-17的基因组DNA序列,经序列分析,其序列全长1934bp,由2个内含子和3个外显子组成,3个外显子分别位于第2~27、569~815和1484~1720bp处。     

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。     

双峰驼朊蛋白基因的克隆和序列分析

分别从4峰双峰驼全血中提取基因组总DNA,用所设计的引物扩增了细胞型朊蛋白(PrP)基因,并克隆到pMD 18-T载体。序列分析表明,所克隆的4个双峰驼PrP基因片段大小分别为768、768、792和795 bp,包含了朊蛋白基因的完整编码区序列,为包含在单一外显子内的完整开放阅读框,均与国外报道的同属单峰驼PrP序列基本相同。4个双峰驼PrP基因含5个或6个短而富含G-C的元件,可编码5个或6个八肽(九肽)重复序列Pro-His-Gly-Gly-Gly-Trp-Gly-Gln或Pro-Gln/His-Gly-Gly-Gly-Gly-Trp-Gly-Gln,其氨基酸序列含有24个氨基酸的N-端信号肽和22个氨基酸(除LT200302为23个氨基酸外)的C-端信号肽。4个双峰驼PrP基因之间相比较,其核苷酸和推导氨基酸序列的同源性为91.0%~100.0%和94.2%~100.0%。共发生133个碱基替换,其中107个为同义码替换,26个为异义突变。     

柔嫩艾美球虫pEtK2抗原基因的克隆表达及其表达产物的抗原性分析

应用RT-PCR技术从纯化的柔嫩艾美球虫孢子化卵囊子孢子中克隆了pEtK2抗原基因,并进行了原核表达和抗原性分析,同时用MTT法检测了重组蛋白对球虫耐过鸡淋巴细胞的刺激效果。结果显示,克隆的pEtK2基因全长1464 bp,具有一个完整的开放阅读框,编码487个氨基酸,具有多个T细胞表位。重组蛋白诱导5 h后表达量最多,分子质量约55 ku,占菌体总蛋白的32%。纯化的重组蛋白能够刺激球虫耐过鸡T淋巴细胞增殖,可作为球虫基因工程疫苗或DNA疫苗的候选基因。     

狂犬病“靶向性”Th表位DNA疫苗的构建与瞬时表达研究

用RT-PCR扩增BALB/c小鼠P31基因,在不影响氨基酸序列前提下,对序列中461nt NcoⅠ酶切位点进行定点突变;采用定向克隆方法将狂犬病病毒核蛋白、糖蛋白及NS蛋白主要Th抗原表位核苷酸序列替换P31序列中CLIP区域,进行新一轮PCR反应获得带有Kozak调控序列的P31-Th分子,以增加目的基因的表达量,并将含有Kozak序列的P31-Th分子克隆入真核表达载体pCI-neo多克隆位点,通过PCR与限制性内切酶酶切方法进行鉴定;最后将各Th表位表达载体转染COS-7细胞,Western-blot检测目的基因的瞬时表达。测序分析结果表明,BALB/c小鼠P31基因CDS区长648bp,编码215个氨基酸,与Gen-Bank中登录的Ii分子（NM₀10545）的核苷酸序列、氨基酸序列均存在多个位点差异;定点突变后获得了P31分子突变体,经PCR及限制性内切酶酶切方法证明,成功构建了携带P31-Th分子的真核表达载体;Western-blot分析证实,各P31-Th分子均在COS-7细胞中获得瞬时表达,且表达的目的产物能够与兔抗P31多克隆抗体发生抗原抗体结合反应。结果表明,作者成功构建了狂犬病病毒主要Th抗原表位的"靶向性"核酸疫苗,为开展在小鼠的免疫学试验奠定了基础。     

猪细小病毒YK株NS1基因的克隆与序列分析

提取猪细小病毒(PPV)YK株基因组DNA,利用PCR技术扩增得到了NS1基因全序列,将其克隆到pMD18-T质粒载体并进行了序列测定和分析。结果表明,NS1基因全长1989bp,编码662个氨基酸。氨基酸序列中含有在PPV复制过程中起重要作用的保守基序GKRN,并有3个潜在的糖基化位点NISN、NFSN和NLTR。PPVYK株的NS1基因与其他PPV毒株NADL-2(4973)株、NADL-2(5075)株、NADL-2(5034)株和Kresse株相比,核苷酸同源性分别为98.3%、99.9%、99.9%和99.7%,氨基酸同源性分别为99.7%、99.7%、99.7%和97.7%。结果说明,NS1基因具有高度保守性。     

鸭坦布苏病毒AH-F10株全基因组的分子克隆与序列分析

为了解鸭坦布苏病毒安徽分离株AH-F10的分子特征,利用RT-PCR方法对其全基因组序列进行了克隆,并将全基因组及其推导的氨基酸序列与参考毒株进行序列比对及系统进化分析。结果显示,毒株AH-F10的全基因组序列长10 990nt,含有1个大的阅读框架,两侧各有一个非编码区(Untranslation region,UTR)。序列比对结果表明,AH-F10株与13株参考毒株的基因编码区具有较高的氨基酸序列同源性,其中与江苏JS2010株的同源性最高,达98%。研究还发现,鸭坦布苏病毒各分离株的5′UTR的序列表现一定程度的变异,AH-F10株与参考株的核苷酸序列同源性在94%~97%之间。此研究结果为进一步了解鸭坦布苏病毒的遗传变异及构建该病毒的反向遗传学操作系统奠定了基础。