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。     

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。     

猪带绦虫cAMP依赖性蛋白激酶催化亚基(PKA-C)基因的鉴定及表达

为鉴定猪带绦虫cAMP依赖性蛋白激酶催化亚基基因(Ts PKA-C),分析其作为诊断抗原的可行性,利用猪带绦虫基因组和转录组数据设计猪带绦虫Ts PKA-C特异引物,以猪带绦虫成虫总RNA为模板,通过RT-PCR扩增Ts PKA-C基因的完整ORF,并通过生物信息学分析进行鉴定。构建p ET-30a(+)-Ts PKA-C重组表达载体,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达。纯化的目的蛋白进行SDS-PAGE和Western-blot分析。结果表明,Ts PKA-C的ORF由1 032个核苷酸组成,编码343个氨基酸残基,与细粒棘球蚴和多房棘球蚴氨基酸序列的一致性分别达78.7%和98.0%;Ts PKA-C具有蛋白激酶A的结构域及其催化亚基特征性活性位点,且存在9个潜在的线性B淋巴细胞抗原表位。Ts PKA-C基因的表达产物主要以包涵体形式存在,且可与猪囊尾蚴病阳性血清发生反应,在42 ku处产生特异条带。本研究克隆并鉴定了Ts PKA-C基因,其表达产物可被猪囊尾蚴病阳性血清所识别。     

猪带绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂Tsserpin570的克隆表达与酶活性分析

为阐明猪带绦虫(Taenia solium)丝氨酸蛋白酶抑制剂(Tsserpin570)对蛋白酶的抑制作用,通过RT-PCR从猪带绦虫成虫cDNA扩增获得Tsserpin570(TsM_000807300)的完整CDS序列,并构建了pColdTsserpin570原核表达载体,利用发色底物法检测可溶性重组蛋白Tsserpin570对蛋白酶活性的抑制作用。结果显示:RT-PCR扩增获得的Tsserpin570基因片段长1 206 bp,其蛋白的分子质量为46 ku,含有serpin家族特有的反应中心环及DEEGAE和FIVDHPFLFFI家族保守序列。qRT-PCR结果显示,Tsserpin570基因在猪带绦虫成虫和囊尾蚴阶段均有表达,且在成虫的表达量显著高于囊尾蚴的。pCold-Tsserpin570原核表达载体经IPTG诱导表达后获得可溶性重组蛋白Tsserpin570,可被猪囊尾蚴阳性血清识别。基于发色底物法检测Tsserpin570对牛α-胰糜蛋白酶、猪胰弹性蛋白酶、猪胰蛋白酶、人白细胞组织蛋白酶G、人血浆凝血酶、猪胃蛋白酶和木瓜蛋白酶等蛋白酶的活性抑制作用发现,其对牛α-胰糜蛋白酶、胰蛋白酶及弹性蛋白酶的活性均有明显的抑制作用。以上结果提示,Tsserpin570对多种丝氨酸蛋白酶均具有较强的抑制作用。     

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.     

猪带绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂Ts-serpin-1对人巨噬细胞THP-1的免疫调节功能研究

主要研究猪带绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂Ts-serpin-1(WormBase:TsM_000065700)对宿主THP-1细胞的免疫调节作用。通过设计特异性引物和RT-PCR扩增技术,获得Ts-serpin-1编码序列,用qRT-PCR分析Ts-serpin-1基因在猪带绦虫成虫和中绦期幼虫的表达情况;构建pCold-Ts-serpin-1原核表达载体,诱导表达纯化重组蛋白Ts-serpin-1;用重组蛋白Ts-serpin-1处理THP-1细胞,采用qRT-PCR和ELISA方法检测Ts-serpin-1处理THP-1细胞后,各炎性细胞因子的变化情况。结果显示:获得的Ts-serpin-1目的基因长度为1 149 bp,编码382个氨基酸,含有Serpin家族特有的反应中心环。Ts-serpin-1基因在猪带绦虫成虫和中绦期幼虫均表达,且成虫表达量显著高于幼虫。重组蛋白Ts-serpin-1的分子质量约为43 ku,可抑制THP-1细胞促炎性细胞因子IL-6、IL-1β、IL-12、TNF-α、IFN-γ和i NOS2的表达,促进抗炎性细胞因子IL-10和TGF-β的分泌表达。以上结果提示,Ts-serpin-1在寄生虫-宿主互作过程中可能发挥重要作用。     

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。     

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。     

猪细小病毒Z株NS部分基因的扩增及序列分析

从猪细小病毒Z株提取基因组DNA ,利用PCR扩增部分基因 ,并对该扩增片段进行测序与分析。结果表明 ,扩增的NS基因长 330bp ,编码 10 9个氨基酸。氨基酸序列中含有猪细小病毒的重要保守序列 ,并有 1个潜在的糖基化位点NFSN。Z株NS基因与其他猪细小病毒Kresse、NADL2 2、NADL2 1株的核苷酸同源性分别为 99%、98%、98% ,氨基酸同源性均为 99%。     

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。     

环形泰勒虫微线体-棒状体蛋白基因侧翼序列的hiTAIL-PCR扩增及其生物信息学分析

为扩增环形泰勒虫微线体-棒状体蛋白基因的侧翼序列,从感染环形泰勒虫的淋巴细胞系中提取RNA,反转录合成第1链cDNA。以该cDNA为模板,利用高效热不对称交互PCR法(hiTAIL-PCR)进行扩增,将目的片段连接到pGEM-T Easy载体并进行测序。结果显示,获得了环形泰勒虫微线体-棒状体蛋白基因的5′端侧翼序列,该序列编码894个氨基酸。生物信息学分析结果表明,该蛋白具有信号肽,信号肽剪切部位位于第19~20个氨基酸残基之间,很可能是一种分泌蛋白;经TMHMM2.0预测,该蛋白在第875~892位氨基酸残基部位具有典型的跨膜结构;Motifscan预测的结果显示,环形泰勒虫微线体-棒状体蛋白存在2处N-糖基化位点(153NLSF、333NESM)和15处CK2蛋白激酶磷酸化位点;在该蛋白第500~650位氨基酸残基部分具有较高的抗原性,推测可能是该蛋白与其他蛋白发生相互作用的区域。     

鸽源冠状病毒PSH株纤突蛋白基因的遗传变异分析

对鸽源冠状病毒PSH株纤突蛋白基因进行了RT-PCR扩增、克隆和测序。结果表明,PSH株S基因由3 504个核苷酸组成,编码1条由1 167个氨基酸残基组成的多肽。S基因编码产物裂解后形成的S1和S2亚单位分别由541和626个氨基酸残基组成。PSH株S蛋白切割识别位点为精氨酸-精氨酸-苯丙氨酸-精氨酸-精氨酸(RRFRR),与多数鸡传染性支气管炎病毒(IBV)切割识别位点相似(RRF/SRR)。与GenBank中其他冠状病毒毒株S基因的推导氨基酸序列相比较,PSH株与IBV参考毒株的同源性为79.3%~99.6%,而与其他冠状病毒包括火鸡蓝冠病病毒和SARS病毒的同源性均小于37.8%。表明,鸽源冠状病毒PSH株属于第3抗原群冠状病毒,且与IBV亲缘关系较近。     

猪带绦虫TS61抗原基因的克隆及表达分析

以PCR扩增猪带绦虫TS61抗原基因 ,与载体 pUC18连接后进行测序 ;并构建了该基因的pGEX 1λT原核表达载体 ,制备了其原核表达产物 ,进行浓度梯度SDS PAGE和免疫印迹分析 ;对该基因的碱基序列及其编码蛋白进行了同源性比较。结果表明 ,猪带绦虫TS61抗原基因含 893对碱基 ,编码含 70个氨基酸残基的多肽 ,分子质量为 8.0ku ,等电点为4.19。在基因库和欧洲分子生物学实验室数据库中均未发现该基因的同源序列。重组质粒在大肠埃希氏菌中表达的融合蛋白分子质量为 3 4ku ,该蛋白抗原能被兔抗猪囊尾蚴超免疫血清所识别。     

猪带绦虫六钩蚴TSOL16基因的克隆与序列分析

利用RT-PCR技术,从猪带绦虫六钩蚴中成功地克隆了TSOL16基因。序列分析表明,猪带绦虫六钩蚴TSOL16基因的开放阅读框(ORF)为402 bp,编码134个氨基酸,与报道的T.ovisTO16基因同源性为95.9%,推导的氨基酸序列同源性为92.6%。同时利用生物信息学和分子生物学软件对TSOL16基因编码的蛋白进行结构预测。结果表明该蛋白为一结构松散的球状蛋白。     

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。