假单胞菌(Pseudomonas sp.cn 4902)甘露醇-1-磷酸脱氢酶基因克隆及表达

参照几种生物的甘露醇—1—磷酸脱氢酶基因(mtl D)的序列设计引物，以极端耐盐的假单胞菌(Pseudomonas sp．cn 4902)的总DNA为模板，采用PCR扩增、构建重组高效表达载体以及生物信息学研究等方法，进行基因克隆、表达及功能定性等研究。结果表明，克隆获得一长为1149bp的基因。经蛋白质保守区域研究，初步判别该基因为mtl D结构基因。将该基因与pBV220质粒构建成高效表达原核重组载体pBH。SDS—PAGE电泳表明，含pBH的转化子产生特异的、分子量约为41kD的蛋白带，表达量约占菌体可溶性蛋白6．7％。转化子的耐盐水平比对照提高了约1／5。在含0．9mol／L NaCl的液体培养基中，转化子培养24h后其生物量约是对照的10．2倍，甘露醇含量约是对照的4．1倍。可见，假单胞菌的甘露醇—1—磷酸脱氢酶基因是一个重要的耐盐相关基因，该基因已在GenBank登记，代号为AY112696。     

鳜(Siniperca chuatsi)生长激素基因克隆和原核表达

采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,从鳜脑垂体总RNA中扩增生长激素(GH)成熟肽基因,将成熟生长激素的cDNA定向克隆到表达载体pET-32a(+),并转入大肠杆菌BL21(DE3)中。结果表明,鳜生长激素(GH)基因含开放阅读框(ORF)615个核苷酸,编码204个氨基酸,蛋白分子量为23kDa,等电点为7.07,其中酸性氨基酸占10.78%,碱性氨基酸占12.74%,疏水氨基酸为占44.12%,极性氨基酸占32.35%。在IPTG终浓度1.0mmol/L、温度37℃和培养时间4h的最佳诱导表达条件下,鳜生长激素基因(GH)在大肠杆菌中获得高效表达,重组菌体裂解物经SDS-PAGE可检测到分子量约为43kDa的鳜生长激素与硫氧还蛋白(Thioredoxni,Trx)融合蛋白,其表达量约占菌体总蛋白58%。Western印迹分析也证实含6×His标签的重组融合蛋白能够很好地与抗6×His单抗发生反应。本研究为下一步鳜生长激素基因(GH)的生物学功能及应用奠定了基础。     

蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa) Rubisco活化酶基因的克隆与表达分析

采用RACE技术克隆了单细胞绿藻蛋白核小球藻820Rubisco活化酶基因(rca)序列,并用荧光定量PCR方法研究了rca和Rubisco小亚基基因(rbcS)的表达规律。结果获得了1703bp的rcacDNA序列,包括66bp的5’非翻译区、1242bp的开放阅读框和395bp的3’非翻译区。序列比较和分析表明该蛋白核小球藻rca序列与其它绿藻的同源性高达78%—85%;偏好使用以G/C/T结尾的密码子;推测的RCA蛋白等电点和分子量分别为8.44和45.71kDa。荧光定量PCR结果表明随光照时间增加rca与rbcS转录表达逐渐降低;不同盐度处理下rbcS的mRNA量变化不大,而rca在37.5盐度下表达量为25盐度的2.69倍;1.0—3.0mmol/L水杨酸处理rca与rbcS表达均降低。     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)ferritin 基因克隆及表达分析

采用RT-PCR及RACE技术获得了总长度为755bp的脊尾白虾ferritin基因cDNA序列。该基因序列5’和3’的非编码区分别为112bp和146bp,开放阅读框497bp,推测编码169个氨基酸,预测蛋白分子量19.1kDa,等电点5.46,该基因命名为Ecfer基因。利用Neighbor-joining法构建系统进化树分析结果表明,Ecfer基因氨基酸序列与无脊椎动物中的甲壳动物聚为一支(同源性为64%—67%)。此外,Ecfer基因氨基酸序列与脊椎动物铁蛋白H链同源性为53%—57%。采用荧光定量RT-PCR研究Ecfer基因在组织中以及经WSSV刺激后血淋巴、肝胰腺中的表达变化情况。研究结果表明,Ecfer在肝胰腺、卵巢、肌肉、鳃和血淋巴中均有分布。注射WSSV后3h和6h,肝胰腺和血淋巴Ecfer基因表达较对照组均显著上调(P<0.05),并具有显著的时间差异性。说明Ecfer基因可能参与了脊尾白虾抵抗WSSV入侵的免疫反应。     

乌鳢(Channa argus)胃蛋白酶原基因克隆及其生物信息学分析

采用RT-PCR和3′RACE技术,首次从乌鳢胃组织中克隆了一种胃蛋白酶原基因。测序结果表明,该基因开放阅读框全长1086bp编码361个氨基酸,递交GeneBank数据库,获得登录号为GQ303143。系统进化关系分析表明,该乌鳢胃蛋白酶原氨基酸序列与鳜鱼类的胃蛋白酶原A2亲缘关系最近,从而推测本研究克隆的乌鳢胃蛋白酶原属于胃蛋白酶原A2类。采用生物信息学的方法和工具预测了该乌鳢胃蛋白酶原的理化参数及其高级结构,结果表明,该乌鳢胃蛋白酶原的相对分子量为38.8kDa,理论等电点为4.56。采用同源建模法建立了乌鳢胃蛋白酶原的三维结构模型,预测了其活性位点及6个必需半胱氨酸残基的位置。该研究结果为进一步研究乌鳢胃蛋白酶的结构和功能关系奠定了基础。     

藓羽藻(Bryopsis hypnoides)核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶／加氧酶的分离与活性测定

采用硫酸铵分部沉淀与凝胶过滤的方法，进行藓羽藻Rubisco的分离研究。结果表明，分离的藓羽藻Rubisco经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测呈两条清晰条带，分别为Rubisco大亚基与小亚基；与菠菜相比，藓羽藻Rubisco大亚基分子量与菠菜基本相同，而小亚基较之稍大一些。藓羽藻Rubisco活力测定结果表明，Rubisco分离过程中用硫酸铵分部沉淀后活力降低许多，分离后活力有所上升，但仍比粗提液活力弱；在Rubisco活力测定过程中，藓羽藻Rubisco的活化温度与其它物种Rubisco活化的温度不同，在低温下活化效果较好。这些结果说明Rubisco的酶活力受硫酸铵的影响而且藓羽藻Rubisco相对陆地高等植物结构不稳定。     

乳糖诱导重组别藻蓝蛋白(rAPC)在大肠杆菌(Escherichia coli)中的表达

采用廉价的乳糖替代IPTG诱导重组别藻蓝蛋白(rAPC)在大肠杆菌(Escherichiacoli)JM109中表达,对诱导产物表达的培养基、培养条件、诱导剂的浓度和诱导时机进行了优化,将优化条件用于5L自控发酵罐进行高密度培养。结果表明,对rAPC表达的条件进行优化后,乳糖诱导rAPC的表达率可达26.8%,与IPTG的诱导结果接近;在高密度培养中,OD600最大达21.8。研究结果可为乳糖替代IPTG大规模生产rAPC奠定基础。     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)组织蛋白酶D基因的克隆及其表达分析

采用RACE技术获得了总长为1853bp的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)组织蛋白酶D基因全长cDNA序列。该基因5′和3′非编码区分别为120bp和572bp,开放阅读框为1161bp,推测编码386个氨基酸,预测分子量为42.36kDa,理论等电点为7.54,命名为EcCatD基因。同源性和系统进化分析表明,EcCatD基因与斑节对虾、美洲螯龙虾的相似性分别为86%和80%,与斑节对虾和美洲螯龙虾紧密聚为一支。荧光定量RT-PCR结果表明,EcCatD基因在血细胞中的相对表达量最高,其次为肝胰腺。该基因在鳗弧菌和WSSV感染后的脊尾白虾血细胞和肝胰腺中的表达量显著增加,并具有不同的时空表达趋势。结果表明EcCatD基因在脊尾白虾免疫反应中具有重要作用。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)CYP2基因的cDNA克隆及表达分析

通过RT-PCR及Smart?TM Race技术,首次克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)CYP2基因cDNA全长序列。该基因cDNA全长1662bp,编码一个由492个氨基酸组成的多肽,预测理论等电点为6.348,分子量大小为56.68kD。氨基酸序列中含有CYP基因家族所特有的K螺旋保守序列(ExxR)和血红素结合区(FxxGxxxCxG)。经氨基酸序列比对及系统进化树分析发现,与岸蟹(Carcinus maenas)的同源性最高,达到75%。实时荧光定量PCR结果表明,CYP2基因在肝胰腺、鳃、肌肉、血淋巴、心脏和眼柄中均有分布,在肝胰腺中表达量最高。肌肉注射磺胺嘧啶后,三疣梭子蟹高、中、低三剂量组CYP2基因表达较对照组都有上调,并具有时间差异性,低剂量组表达量逐渐降低,趋于对照组,中剂量组和高剂量组表达量先升高后降低,6h后同一时间点,均是高剂量组表达最高,低剂量组最低。表明磺胺嘧啶可诱导三疣梭子蟹CYP2基因,CYP2基因可能参与三疣梭子蟹的药物代谢反应。     

圆斑星鲽(Verasper variegatus)wtl基因的克隆与表达分析

圆斑星鲽（Verasper variegatus）雌鱼生长快,成熟雌鱼个体大小是雄鱼的2倍以上,开展性别相关基因的功能研究,对于探究圆斑星鲽性别决定机制,建立单性培育技术具有重要意义。本研究获得了wt1a及wt1b两个同源基因,wt1a基因全长为3263bp,预测开放阅读框（ORF）长为1245bp,编码415个氨基酸,5''-UTR和3''-UTR分别长372bp和1640bp;wt1b基因全长为2312bp,预测开放阅读框（ORF）长为1281bp,编码427个氨基酸,5''-UTR和3''-UTR分别长369bp和659bp。wt1a基因编码氨基酸分子量为46.2kDa,理论等电点为9.24,无跨膜结构及信号肽,在ORF末端有4个锌指结构,编码KTS三肽;wt1b基因编码氨基酸分子量为46.95kDa,理论等电点为8.99,无跨膜结构及信号肽,在ORF末端有4个锌指结构,并且编码KTS三肽。基因表达结果表明：wt1a和wt1b基因主要在圆斑星鲽性腺中表达,精巢的表达高于卵巢,肾脏的表达量显著高于其他组织,推测wt1a基因和wt1b基因在性腺和肾脏发育过程及功能方面均发挥重要作用;在早期发育阶段,wt1a基因在原肠期之前微弱表达,从原肠早期开始逐渐上升至神经胚期表达量达到最高,之后逐渐下降,直至孵化阶段,推测wt1a基因在圆斑星鲽原始生殖细胞分化过程及性腺发育中发挥重要作用。     

拟穴青蟹(Scylla paramamosain)PP2A调节亚基B的基因克隆与表达分析

采用RT-PCR、RACE等方法,获得了拟穴青蟹PP2A调节亚基B(PP2A-B)的cDNA全序列,全长2040bp,开放阅读框(ORF)为1332bp,可编码443个氨基酸残基。同源分析显示,该基因编码的蛋白与其它一些物种具有很高相似性,推测PP2A-B基因具有很高的保守性。经荧光定量PCR检测,PP2A-B基因在拟穴青蟹多个组织中有表达,且在脑、卵巢、鳃中表达量较高。在拟穴青蟹卵巢发育过程中,PP2A-B基因在卵巢未发育期(I期)表达量最高,此后各期逐渐下降,推测PP2A-B在卵巢中可能以PP2A全酶的形式存在,抑制卵巢发育。