生物信息学分析牛带绦虫烯醇酶基因及其蛋白的结构和特性

目的 分析和预测牛带绦虫成虫烯醇酶基因及其编码蛋白的结构和功能,用于指导其生物学功能的实验研究。方法 利用生物信息学网站的各种在线分析工具,并结合其它大型生物信息学分析软件包,如Vector NTI suite,分析从牛带绦虫全长cDNA质粒文库中识别的烯醇酶基因的结构和编码区序列,并分析、预测编码的蛋白质的理化特性、抗原表位、翻译后的修饰、功能域、亚细胞定位、拓扑结构、二级结构、三维空间构象等。结果 该基因全长1 641 bp,编码区为133～1 096 bp,编码320个氨基酸,相对分子量理论预测值为34866.8 Mr。具有一从内到外的跨膜区,无各种亚细胞定位序列,具有多个潜在的磷酸化位点,蛋白的理化性质稳定。有13个主要的B细胞抗原表位。结论 通过生物信息学分析从牛带绦虫成虫cDNA质粒文库中发现烯醇酶基因,并预测得到其结构与功能方面的信息。     

亚洲带绦虫成虫延伸因子-1基因的克隆和分析

目的分析和预测亚洲带绦虫成虫延伸因子-1（elongation factor 1,EF-1）基因及其编码的蛋白的结构和功能。方法利用生物信息网站如美国国家生物技术信息中心（NCBI,http：∥www.ncbi.nlm.nih.gov/）和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统（ExPASY,http：∥ca.expasy.org/）中有关基因和蛋白的序列和结构信息分析的各种工具,结合其它生物信息学分析软件包,从亚洲带绦虫成虫全长cDNA质粒文库中识别延伸因子-1的全长编码基因并预测其蛋白的结构和功能。结果该基因是全长基因,长度988bp,编码区为67～868,编码269个氨基酸,无跨膜区;与GenBank中细粒棘球绦虫同源基因的一致性达87%,相似性达91%;预测三个主要的抗原表位位于135～140,126～131,157～162。结论应用生物信息方法从亚洲带绦虫成虫cDNA文库中筛选出EF-1基因。     

猪带绦虫乳酸脱氢酶A和B的生物信息学比较分析

目的预测及比较分析猪带绦虫乳酸脱氢酶A（Taenia solium lactate dehydrogenase A,TsLDH-A）和乳酸脱氢酶B（Taenia solium lactate dehydrogenase B,TsLDH-B）,用于指导其生物学功能的研究。方法利用生物信息网站如美国国家生物技术信息中心（NCBI,http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统（ExPASY,http：//ca.expasy.org/）中有关基因和蛋白的序列和结构信息分析的各种工具,结合其它生物信息学分析软件包,从猪带绦虫成虫全长cDNA质粒文库中识别LDH-A和LDH-B的全长编码基因并对其结构与功能进行生物信息学预测分析。结果两序列都是包含完整开放阅读框的全长基因,推导出的氨基酸序列与其它物种LDH-A或LDH-B同源基因的氨基酸序列的一致性均大于50%。两者编码的蛋白在编码的氨基酸数目（331）、蛋白的理化性质、L-乳酸脱氢酶结构域、构成LDH酶催化中心的关键氨基酸、包含LDH活性位点的线性表位、无亚细胞定位等方面是一致的,但两者在翻译后的修饰位点、3个跨膜区和其他线性表位方面既相似也有区别。结论应用生物信息方法从猪带绦虫成虫cDNA文库中筛选出了TsLDH-A和TsLDH-B的cDNA全长序列,并预测和比较了两者结构与功能方面的信息,为进一步研究所编码蛋白的功能奠定了基础。     

弓形虫缓殖子期特异抗原SAG2C基因的克隆、鉴定与生物信息学分析

目的克隆并鉴定弓形虫PRU株表面抗原SAG2C基因序列和cDNA序列，对比不同毒力弓形虫株（PRU、RH、ME49）中SAG2C基因序列。进行生物信息学分析。方法根据SAG2C基因已知序列设计合成一对引物，应用PCR技术从Prugniaud（PRU）株弓形虫基因组DNA和总RNA中扩增SAG2C基因，克隆入pMD19-T载体并进行序列测定。应用DNAMAN软件、NCBI网站（http：／／www。ncbi．nlm．nih.gov／）分析3种虫株之间SAG2C基因的同源性；利用生物信息学网站ExPASy（http：／／us.expasy．org／）对获得的基因及推导出的氨基酸序列进行生物信息学分析。结果PCR扩增得到弓形虫PRU株SAG2C基因及其全长cDNA序列．酶切及PCR鉴定获得了正确的重组质粒。测序结果表明，获得SAG2C基因序列1225bp，全长cDNA序列1095bp，编码364个氨基酸。同源性分析显示。弓形虫Prugniaud株和RH株SAG2C基因同源性为97．14％；Prugniaud株与ME49株cDNA序列同源性为96．89％；编码氨基酸序列同源性为92％。N端为信号肽，C端疏水序列预测它为糖基磷脂酰肌醇固着蛋白．存在13个潜在抗原表位及多个保守功能区域。结论成功克隆了弓形虫缓殖子期特异抗原SAG2C基因序列及其全长cDNA序列。序列分析显示其为糖基磷脂酰肌醇固着蛋白。     

华支睾吸虫ATP合酶B亚基全长基因的生物信息学分析

目的从华支睾吸虫全长cDNA质粒文库中识别ATP合酶B亚基,利用生物信息学方法预测其结构和功能特征,用以指导实验研究。方法利用生物信息学网站的各种在线分析工具和Vector NT Isuite软件包,识别华支睾吸虫ATP合酶B亚基基因并预测编码蛋白质的各种结构与功能特征,并根据该基因构建种系分子进化树。结果Blastx分析该基因为全长基因,属于ATP合酶B亚基家族,其分子进化树与种系进化过程非常吻合。该基因全长1008bp,编码300个氨基酸,含有线粒体转运肽、两个跨膜区、一个核定位序列和多个磷酸化位点,具有较稳定的理化性质。结论ATP合酶B亚基是一个理想的真核种系进化的分子标志。华支睾吸虫ATP合酶B亚基具有线粒体和细胞核的双重定位序列,提示该蛋白可能在华支睾吸虫的能量代谢途径中发挥独特的调节作用。     

大肠埃希菌O157：H7Tir基因的生物信息学分析

目的扩增和测序肠出血型大肠埃希菌O157：H7 tir打基因,利用生物信息学预测分析其结构和功能特征．以探讨Tir作为疫苗候选抗原的可能性。方法利用PCR技术扩增fir基因并测序,应用生物信息学网站在线分析工具和vectorNTISUite软件分析Tir蛋白结构和生物学功能,预测B细胞抗原表位。结果该基因全长1674bp,编码558个氨基酸,蛋白质总体亲水性高,有稳定的理化性质。含有3个结构和功能域,两段穿膜结构,多个磷酸化位点,预测20个B细胞线性表位。结论Tir毒力因子是很有前景的疫苗候选抗原,为肠出血型大肠埃希菌O157：H7的疫苗研究提供了理论依据。     

人类一条新的类蛋白质二硫键异构酶cDNA的克隆和表达

利用SMART技术构建了人胎脑cDNA文库，通过大规模测序筛选出一条1645bp的人类cDNA。此cDNA含有一个888bp的开放阅读框（ORF），编码一个296个氨基酸的蛋白质，预测分子量34．0KD。与目前数据库中序列比较，该cDNA编码的蛋白质与蛋白质二硫键异构酶的同源性达36％，命名为类蛋白质二硫键异构酶（PDI－L）基因，多组织Northern blot分析显示PDI－L cDNA在心、脑、肝肾等组织中均有表达，该cDNA的读框片段正确插入到改造后的pBV220表达载体中，获得了预期的表达蛋白。     

新基因hKCNE4的克隆、表达及功能

KCNE4是KCNE家族中的一员,编码电压依赖性钾通道的B亚基。KCNE1、KCNE2、KCNE3均在人类基因组发现,并且有重要的生理功能,而KCNE4只是在鼠文库中得到,在人类cDNA文库中没有相关报道。本研究应用生物信息学分析,通过RT-PCR和RACE方法,从人类心脏cDNA文库中获取人类hKCNE4全长cDNA序列。其全长1188bp,编码170个氨基酸,和鼠KCNE4蛋白具有90％同源性。Northern Blot结果表明该基因在心脏、骨骼肌和肾脏高度表达。通过电子PCR方法将hKCNE4基因定位在2q35—36。亚细胞定位表明该基因的编码产物定位在细胞膜上,但体外电生理实验证明HERG基因同hKCNE4没有相互作用。     

细粒棘球绦虫烯醇酶（EgEnolase）基因的克隆和序列分析

目的细粒棘球绦虫烯醇酶基因（EgEnolase）的克隆和所编码的蛋白质的结构、功能以及应用前景分析。方法利用美国国家生物技术信息中心（NCBI,http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）的在线分析工具BLASTx和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统（ExPaSy,http：//ca.expasy.org/）,以及CBS Prediction Servers提供的蛋白序列在线分析工具,结合Vector NTI suite生物信息学分析软件,从GenBank中细粒棘球绦虫的表达序列标签（EST）数据库中发现烯醇酶的5’端和3’端的EST序列,根据预测的编码区两端序列设计引物,从细粒棘球绦虫青海绵羊分离株中用多聚酶链式反应（PCR）方法扩增其基因组序列,PCR产物克隆到T载体,测序并分析序列中的内含子,以内含子两侧序列的合并序列为引物,采用不对称PCR方法去除其中的内含子序列,预测编码蛋白的结构和功能特征,并分析其应用前景。结果细粒棘球绦虫青海绵羊株烯醇酶基因的基因组序列长为1449bp,含有两个长度分别为78bp和69bp的小内含子。该基因编码433个氨基酸;预测其氨基酸序列中含有一段跨膜区（aa104-124）,N端在膜外,C端在膜内,恰好分为两个不同的功能域,膜内区是执行酶催化功能的主体,Swiss-Model模建的3D结构显示,膜内区由α螺旋和β折叠相间排列形成桶样结构,底物结合位点、催化中心、Mg2＋结合位点等关键位点在空间上紧密靠近,位于桶形结构的中心。该蛋白还有一个潜在的核定位序列aa190-199。该蛋白含有多个T、B细胞表位,且膜外的aa49-57和膜内的aa228-236兼性的T、B细胞表位,线性B细胞表位aa206-213中包含了催化位点Glu210。结论细粒棘球绦虫烯醇酶可能是一个位于虫体皮层表膜具有较好的免疫诊断和疫苗应用前景的膜蛋白,同时还可能进入细胞核调节基因表达。     

日本血吸虫小蛋白型多药物/代谢物排出蛋白样基因（SMR-like）的发掘和生物信息学分析

目的日本血吸虫可能的多药物抗性基因的发掘和所编码的蛋白的结构、功能以及应用前景分析。方法利用美国国家生物技术信息中心（NCBI,http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）的在线分析工具BLASTx和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统（ExPaSy,http：//ca.expasy.org/）和CBS Prediction Servers提供的蛋白序列在线分析工具,结合Vector NTI suite生物信息学分析软件,以华支睾吸虫小蛋白多药物抗性基因（smr）为“饵”,从GenBank日本血吸虫基因数据库中发掘出其同源基因,预测蛋白的结构和功能特征,并分析其应用前景。结果从GenBank中找到了一个功能未知的日本血吸虫同源基因AY813157,氨基酸序列与华支睾吸虫smr蛋白的一致性达67%,相似性达80%;该基因含有一个完整的编码区,编码189个氨基酸;预测氨基酸序列具有主要协助因子超家族的结构特征,含有5段跨膜区,其中3段跨膜区中含有保守的精氨酸和组氨酸残基,有多个磷酸化位点和T、B细胞表位。拓扑学分析表明N端在胞内,C端在胞外,线性B细胞表位均位于胞外区。结论日本血吸虫AY813157基因可能编码一个小蛋白型多药物/代谢物排出蛋白,与阴离子型药物（如吡喹酮）的抗药性或有毒性的阴离子代谢物的排出有关;该蛋白可能定位于皮层的表膜,是一个日本血吸虫免疫诊断和疫苗的候选靶分子,在研究日本血吸虫的耐药机制及免疫诊断和疫苗方面较好的应用前景。     

Genetic variability of the 18 kDa/HP6 protective antigen in Taenia saginata and Taenia asiatica: implications for vaccine development

Genomic characterization of the genes encoding the Taenia 18 kDa/HP6 protective antigens was carried out for Taenia saginata and T. asiatica using 42 taeniid isolates comprising 23 samples of T. saginata, 13 samples of T. asiatica and 6 samples of T. solium. The corresponding sequences from all taeniid isolates were PCR-amplified with specific primers and then sequenced. All the genes, and other described taeniid gene homologues, had the same genomic structure. Surprisingly, the T. saginata TSA18 gene showed nucleotide variability within the 23 samples analyzed. This resulted in two distinct genotypes with 96% DNA sequence similarity and deduced amino acid sequences with 21 substitutions, mainly located in the second exon which contains the fibronectin type III domain. In regards to T. asiatica, the 18 kDa gene (TASI18) was very similar to the T. saginata antigen homologues, both at the DNA and deduced amino acid sequence levels, and the TSOL18 gene was conserved among T. solium isolates as previously described. The implications of these findings on the future development of taeniid vaccines are discussed.     

Characterization of microRNAs in Taenia saginata of zoonotic significance by Solexa deep sequencing and bioinformatics analysis

The beef tapeworm Taenia saginata infects human beings with symptoms ranging from nausea, abdominal discomfort to digestive disturbances and intestinal blockage. In the present study, microRNA (miRNA) expressing profile in adult T. saginata was analyzed using Solexa deep sequencing and bioinformatics analysis. A total of 15.8 million reads was obtained by Solexa sequencing, and 13.3 million clean reads (1.73 million unique sequences) was obtained after removing reads smaller than 18 nt. Ten conserved miRNAs corresponding to 607,382 reads were found when matching the reads against known miRNAs of Schistosoma japonicum in miRBase database. The miR-71 had the most abundant expression in T. saginata, followed by miR-219-5p, but some other common miRNAs such as let-7, miR-40, and miR-103 were not identified in T. saginata. Nucleotide bias analysis found that the known miRNAs showed high bias and the uracil was the dominant nucleotide, particularly at the first and 11th positions which were almost at the beginning and middle of conserved miRNAs. One novel miRNA (Tsa-miR-001) corresponding to ten precursors was identified and confirmed by stem-loop RT-PCR. To our knowledge, this is the first report of miRNA profiles in T. saginata, which will contribute to better understanding of the complex biology of this zoonotic trematode. The reported data of T. saginata miRNAs should provide valuable references for miRNA studies of closed related zoonotic Taenia cestodes such as Taenia solium and Taenia asiatica.     

多头带绦虫甘肃分离株分子COⅠ基因部分序列比较分析

应用线粒体DNA中的细胞色素c氧化酶亚基I（COI）基因作为分子标记,对我国甘肃省景泰和平凉地区10个绵羊源脑多头蚴进行分析,与已知带属绦虫种的相应序列进行相似性比较,下载GenBank数据库的带属绦虫COI基因片段序列构建系统进化树,分析其分类及亲缘关系.结果表明,所有多头带绦虫分离株均成功扩增出444 bp的COI基因片段,去除引物序列后多头带绦虫分离株的COI基因片段为396 bp,可以分为4类,共有5个核苷酸变异位点,变异率为0.25%～1.26%.基于COI核苷酸序列的系统进化树表明所有T.multiceps分离株构成一个分支,可分为2个亚群.T.multiceps与T.krabbei 的亲缘关系最近,其次为T.serialis,T.asiatica,T.saginata,与T.ovis等其他带属绦虫关系较远,与T.mustelae关系最远.COI基因序列在种内相对保守,又存在一定的种间差异,可作为带属绦虫分类鉴定研究的分子标记.