鳗弧菌(Vibrio anguillarum)侵染对青蛤(Cyclina sinensis)谷胱甘肽硫转移酶及其基因表达的影响

在鳗弧菌胁迫下测定了青蛤血清及肝脏谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)活力,利用SMART cDNA文库和高通量测序方法,筛选到青蛤σ型谷胱甘肽硫转移酶基因(CsGSTS)的全长。采用荧光定量PCR法分析CsGSTS基因的表达过程。结果表明,青蛤的CsGSTS基因cDNA全长793bp,编码206个氨基酸,具典型的GST-N和GST-C结构域。血清中的GSTs活力在感染后6—24h显著升高(P<0.01),肝脏GSTs活力在6—12h显著下降(P<0.05),48—96h又明显上调(P<0.01);肝脏CsGSTS基因表达水平在胁迫后3—6h降低,24h显著升高,48h达到最大值,约为对照组的3倍。说明谷胱甘肽硫转移酶及其基因表达参与了青蛤的免疫应答反应。该研究为探索贝类的抗病害免疫机制提供了重要的实验数据。     

菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)金属硫蛋白基因克隆及Cd~(2+)胁迫下的表达分析

金属硫蛋白(Metallothionein,MT)是一类富含半胱氨酸的小分子蛋白质,参与机体重金属解毒和金属元素代谢等生理过程。本研究采用RACE技术,克隆获得了菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)金属硫蛋白(RpMT)的全长cDNA序列。RpMT的cDNA全长为570bp,编码75个氨基酸,包含15个MT所特有的Cys-Xn-Cys结构。采用实时荧光定量PCR技术,分析了两种壳色菲律宾蛤仔(白蛤和斑马蛤)RpMT基因在Cd2+暴露后的表达变化。结果发现:Cd2+急性和亚慢性暴露均可导致两种壳色蛤仔消化腺和鳃组织RpMT基因表达量的显著上调;暴露后两种壳色蛤仔鳃组织RpMT基因表达量的增加幅度均高于消化腺组织,且以白蛤鳃组织基因表达水平的上调幅度较高。上述结果表明,RpMT可能在菲律宾蛤仔抵御Cd2+胁迫过程中发挥了重要作用。     

海湾扇贝(Argopecten irradians)金属硫蛋白基因的克隆与分析

金属硫蛋白是一种普遍存在于生物体内的低分子量、半胱氨酸含量丰富、易于被外界刺激诱导的金属结合蛋白。采用表达序列标签法,结合cDNA末端快速扩增技术,首次获得了海湾扇贝金属硫蛋白(AiMT)的全长cDNA序列。该序列全长787bp,5′UTR(UntranslatedRegion)为79bp,3′UTR为270bp,开放阅读框(OpenReadingFrame,ORF)长度为438bp,可编码145个氨基酸。在其编码的氨基酸序列中半胱氨酸含量丰富,甘氨酸含量也较高,芳香族氨基酸含量低,不含组氨酸,存在有无脊椎动物和软体动物金属硫蛋白的特征序列CKCXXX-CXCX,C-末端的氨基酸序列也符合软体动物金属硫蛋白标签序列C-x-C-x(3)-C-T-G-x(3)-C-x-C-x(3)-C-x-C-K。序列特征分析表明,该序列具备金属硫蛋白的典型特征,是金属硫蛋白家族的成员。     

浙江枝吻纽虫(Dendrorhynchus zhejiangensis) 热休克蛋白70基因克隆与表达特征研究

采用同源克隆和cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆了浙江枝吻纽虫热休克蛋白70(DzHSP70)基因全长cDNA序列,并利用荧光定量PCR方法,分析了该基因在重金属胁迫下的表达特征。结果表明,DzHSP70cDNA全长2827bp,包括294bp的5’UTR、628bp的3’UTR和编码634个氨基酸残基的1905bp的开放阅读框。HSP70家族的3个签名序列以及细胞质特异性调控基序EEVD等特征元件在DzHSP70中高度保守。重金属离子Fe3+、Pb2+和Cd2+均可上调该基因的表达,其中Pb2+的毒理效应最强。研究结果表明DzHSP70可能参与了机体对于重金属的解毒过程。     

日本凋毛藻(Griffithsia japonica)硫氧还蛋白基因及其编码的蛋白特征

从日本凋毛藻的表达序列标记EST库中筛选到2条全长的编码硫氧还蛋白的cDNA序列,分别命名为GjTRX1和GjTRX2。将这2条基因编码的蛋白序列与其它藻类(包括酵母)进行比较,结果表明不同物种及同一物种间TRX的相似性都较差,除GjTRX2编码的蛋白序列外,所有蛋白在活性位点序列WCGPC处都完全保守。推测GjTRX1属于细胞质内分布的硫氧还蛋白。GjTRX1序列推导的蛋白二级结构单元与以往报道的传统上保守的TRX的二级结构单元类型一致,但是顺序有所不同。     

海洋球石藻病毒(Coccolithovirus)硫氧还蛋白(Trx)在毕赤酵母(Pichia pastoris)中的表达及其活性分析

从实验室保存的pBS-Trx重组质粒中克隆球石藻病毒EhV-Trx基因,构建毕赤酵母重组表达载体pPIC9K-EhV-Trx,将重组质粒电转化毕赤酵母GS115,诱导分泌表达并对重组蛋白进行二硫键还原酶活性分析。结果表明,EhV-Trx基因开放阅读框为591bp,编码197个氨基酸;在毕赤酵母GS115中成功诱导表达重组EhV-Trx,经SDS-PAGE分析目的蛋白分子量约为27.8kDa;重组EhV-Trx具有二硫键还原酶的活性,能有效打开胰岛素A、B两条链的二硫键,有望开发成一种新型的硫氧还蛋白脱敏制剂应用于食品安全领域。     

青蛤(Cyclina sinensis)TLR2基因的克隆与表达分析

利用转录组文库分析得到青蛤(Cyclina sinensis)的Toll样受体2(Toll-like receptor 2,TLR2)基因序列,采用荧光定量PCR法分析该基因的表达过程。结果显示,青蛤TLR2基因的cDNA开放阅读框为2082bp,编码693个氨基酸,具典型的LRRs、单次跨膜区和TIR结构域。该基因在血淋巴中的表达量最高,与肝脏、鳃、外套膜、闭壳肌和性腺有显著性差异(P0.05)。在鳗弧菌和Poly I:C刺激下,青蛤血淋巴中TLR2基因3h开始升高,48h达到最大值,与对照组和空白组有极显著性差异(P0.01);藤黄微球菌刺激下,血淋巴中CsTLR2基因3h开始升高,48h亦达到最大值,实验组与对照组有显著性差异(P0.05)。     

镉诱导缢蛏(Sinonovacula constricta)体内金属硫蛋白基因变化规律研究

采用荧光定量PCR法,研究了缢蛏体内7种组织中金属硫蛋白(MT)mRNA的组织特异性表达,以及不同浓度梯度重金属Cd2+对缢蛏内脏团中MT mRNA的诱导效应。结果表明,在自然状态下,MT mRNA在缢蛏内脏团中的相对表达量最高;在不同浓度重金属Cd2+胁迫条件下,缢蛏内脏团中MT mRNA的诱导表达具有明显的剂量效应和时间效应,即随着Cd2+浓度的增加,MT mRNA的最大表达量明显升高,而随着时间的变化,MT基因的表达呈现脉冲式波动,具有较强的时间依赖性。在3h和48h缢蛏内脏团中MT基因表达量与重金属Cd2+浓度之间具有较好的线性相关性,说明缢蛏内脏团中MT mRNA表达变化可以作为指示环境重金属Cd2+污染的一个生物参考指标。     

海洋球石藻(Emiliania huxleyi)病毒硫氧还蛋白(TRX)基因的克隆及生物信息学分析

首次从海洋球石藻病毒(Emiliania huxleyi virus-EhV99B1)中克隆了硫氧还蛋白(Trx)基因(该序列已提交GenBank,登录号:GU109280)。系统进化关系分析表明:EhV99B1-Trx与GenBank中已报道的EhV86-Trx(NC_007346)有很高的同源性,核酸及其推导的氨基酸序列的同源性分别为98%和100%,而与其它物种的Trx序列同源性仅为9.8%-18.8%。采用生物信息学方法和工具分析了EhV99B1-Trx的生化参数,预测了该蛋白的高级结构。结果表明:(1)EhV99B1-Trx基因的开放阅读框全长591bp,编码196个氨基酸,蛋白的相对分子量为22.1kDa,理论等电点为5.27;(2)EhV-99B1-Trx N端蛋白结构域具有保守的Cys-Gly-Pro-Cys(CGPC)硫氧还蛋白氧化还原活性位点氨基酸基序;(3)对该蛋白二、三级结构分析预测结果进一步证实EhV99B1-Trx基因编码的为一种新型的硫氧还蛋白家族成员。     

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)金属硫蛋白MT-10:cDNA克隆、结构分析及铜离子胁迫下的表达

近年来我国沿海海域重金属污染日趋严重,软体动物尤其是双壳贝类响应重金属污染胁迫的研究发展成为目前的研究热点。金属硫蛋白是一类广泛存在于生物体内富含半胱氨酸(Cys)的小分子蛋白,具有结合金属离子的能力,能有效调节生物体细胞内的金属离子平衡,具有清除自由基,重金属解毒的功能,关于厚壳贻贝MT蛋白的研究尚未见报道。本文首次利用RT-PCR和c DNA末端快速扩增技术克隆了厚壳贻贝MT-10蛋白c DNA全长(Mc-MT-10),其包含101bp的5′UTR区,108bp的3′UTR区以及222bp的ORF区,编码73个氨基酸。经比对发现Mc-MT-10富含Cys,且具有9个软体动物中常见的CXC结构以及CKCXXXCXCX结构,系统进化树中同科或属中MT-10聚合成一个分支,显示出高度保守性。采用Q-PCR技术分析了MT-10 mRNA在Cu~(2+)胁迫下厚壳贻贝外套膜及消化腺中表达变化,结果表明Mc-MT-10 mRNA在Cu~(2+)胁迫下两种组织中的表达量急剧升高,说明Cu~(2+)能够诱导Mc-MT-10 mRNA的表达,并且表现出诱导具有阈值性特点。研究结果可为深入研究厚壳贻贝MT蛋白的功能奠定基础,为厚壳贻贝抗重金属污染新品种选育提供数据支持。     

青蛤(Cyclina sinensis)溶菌酶基因在鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激下的表达

利用构建的SMART cDNA文库和高通量测序方法,得到了青蛤溶菌酶相关基因的全长,采用荧光定量RT-PCR方法分析了c型溶菌酶基因在鳗弧菌刺激下的表达变化。结果表明,青蛤有c型溶菌酶和i型溶菌酶基因,分别编码155和182个氨基酸,c型溶菌酶信号肽为21个氨基酸并具有典型的LYZ1结构域,i型溶菌酶信号肽为19个氨基酸,其结构域为Destabilase domain结构,用于识别和切断谷氨酰胺-甲酰胺与赖氨酸ε-氨基之间的肽键。荧光定量PCR结果显示,在鳗弧菌刺激后6—24h,青蛤血细胞中c型溶菌酶的表达量出现明显上调的趋势,与对照组有显著性差异(P0.05),说明c型溶菌酶基因在青蛤的免疫应答中起重要的作用。     

Cd~(2+)对青蛤(Cyclina sinensis)的毒性及蓄积过程研究

利用水生动物急性毒性实验方法,在6个浓度下Cd2+对青蛤的急性毒性进行测定,经回归分析后,得到Cd2+对青蛤96h半致死浓度为20.09mg/L,安全浓度为0.201mg/L。分别对半致死浓度和安全浓度下Cd2+在青蛤体内不同组织的蓄积情况进行了分析。结果表明,在半致死浓度条件下,168h青蛤各组织Cd2+的含量依次为肌肉内脏团鳃;而在安全浓度下,其结果为内脏团鳃肌肉,内脏团对于Cd2+富集能力远高于肌肉。讨论了青蛤的养殖环境及产品检验等问题。     

条斑紫菜PyMGST3基因克隆、表达及功能分析

微粒体谷光甘肽硫转移酶(microsomal glutathione S-transferases,MGST)作为膜结合蛋白之一,具有谷光甘肽转移酶和过氧化物酶活性,在细胞及细胞器的抗氧化胁迫中扮演着重要角色,但MGST基因在紫菜(Pyropia yezoensis)中的鉴定与分析还未见报道。本文采用RACE-PCR方法首次克隆了条斑紫菜的微粒体GST基因的全长,命名为PyMGST3,同时利用生物信息学及实时定量PCR方法对该基因的序列及诱导表达特征进行了分析,并通过原核表达进一步验证了该基因的酶活性及在抗氧化胁迫中的作用。结果表明,PyMGST3基因的c DNA序列全长为681bp,其中开放阅读框长度417bp,5'-UTR长度80bp,3'-UTR长度184bp,在受到Cd~(2+)和Cu~(2+)胁迫时,上调表达;PyMGST3蛋白具有三个跨膜结构域及跨膜疏水区,与皱波角叉菜的MGST蛋白相似性最高为60%,与其它藻类的MGST蛋白的相似性较低;在大肠杆菌中表达及纯化后的PyMGST3蛋白具有谷光甘肽转移酶活性;此外,超表达PyMGST3蛋白的重组菌株提高了对抗Cd~(2+)和Cu~(2+)毒害的能力。这些结果暗示PyMGST3基因很可能在条斑紫菜遭遇重金属等引起的氧化胁迫时起到重要的保护作用。     

青蛤(Cyclina sinensis)IKK基因的克隆及其在鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激下的表达分析

利用构建的青蛤(Cyclina sinensis)转录组文库,筛选到青蛤IKK基因的类似序列。经设计引物克隆比对后确认为CsIKK基因。利用生物信息学软件在线对该基因进行结构分析。采用PCR技术克隆基因,并使用实时荧光定量PCR技术克隆得到CsIKK基因在青蛤五个不同组织中的表达情况及在鳗弧菌(Vibrioanguillarum)的刺激下IKK基因在青蛤血淋巴中的时序性表达情况。综合结果得到, CsIKK基因序列开放阅读框长2298bp,编码765个氨基酸。IKK基因在青蛤的血淋巴、外套膜、闭壳肌、肝脏、性腺和鳃六个组织中均表达,在血淋巴中表达量最高。青蛤IKK基因在鳗弧菌胁迫下表达量在6h时达到最大值,与对照组相比差异极显著(P0.01),表明该基因所指导的蛋白是青蛤重要的免疫信号通路蛋白。     

青蛤(Cyclina sinensis) TRAF6基因克隆及其在Poly I:C胁迫下的免疫应答

对青蛤(Cyclina sinensis)转录组文库筛选并克隆得到青蛤TRAF6(Cs TRAF6)基因的c DNA序列,其开放阅读框为2337bp,编码778个氨基酸,分子量为86.59k Da。Cs TRAF6蛋白包含RING型锌指结构,两个TRAF型锌指结构,coiled-coil结构域以及MATH结构域。经生物信息学及分子系统学分析表明Cs TRAF6属于TRAF6家族的一员。利用实时荧光定量PCR方法检测了Cs TRAF6基因在青蛤各个组织以及在Poly I:C侵染下在血淋巴中的时序性表达情况。结果表明,Cs TRAF6基因在青蛤血淋巴、闭壳肌、鳃、性腺、外套膜和肝脏中普遍表达,其中在血淋巴中的表达水平最高。在Poly I:C刺激后的3h,青蛤血淋巴中Cs TRAF6的表达量迅速升高,在6h达到最大值,说明青蛤的Cs TRAF6基因参与了病毒类似物侵染下的免疫应答反应。     

青蛤(Cyclina sinensis)cDNA文库构建及免疫相关因子基因的筛选

在鳗弧菌侵染下,利用SMART方法构建了青蛤的cDNA文库,并采用高通量测序方法和BLASTX比对筛选出ESTs及免疫相关因子的基因.结果表明,所构建的cDNA文库的库容量为1.12×106,插入片段均在500bp以上;大于100bp的有效ESTs序列1113条,平均长度725bp,拼接后获得一致性序列420条,其中包括126个叠联群和294个单拷贝EST,BLASTX比对后获得注释序列271条,进一步筛选获得青蛤免疫相关因子基因序列45条,为克隆其免疫防御相关因子的基因提供了重要的基础.