生物信息学分析亚洲牛带绦虫WD40基因及其蛋白质的结构与功能

目的 分析和预测亚洲牛带绦虫WD40基因及其编码蛋白的结构和特性，用于指导其生物学功能的实验研究。方法 利用美国国家生物技术信息中心（NCBI，http：／／www．ncbi．nlm．nih．gov／）、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IEDBAnalysisRecource提供的各种生物信息学在线分析程序，结合其它生物信息学分析软件包如Pcgene和VectorNTIsuite，从亚洲牛带绦虫全长cDNA质粒文库中识别WIMO基因及其编码区，分析、预测该基因编码的蛋白质的理化特性、翻译后的修饰位点、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1208bp，编码区为81～1056bp，编码402个氨基酸，为全长基因；无跨膜区，具有多个磷酸化位点，蛋白的理化性质稳定，理论分子量为35942．4；没有质体、线粒体定位序列；预测该蛋白表面有三个亲水性强的线性表位和三个B细胞抗原表位。结论 应用生物信息方法从亚洲牛带绦虫成虫cDNA文库中识别出了亚洲牛带绦虫WD40基因，并对其所编码的蛋白质的结构与功能进行了预测。     

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。     

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。     

刺激ECV304细胞增殖的新基因EOLA1的克隆和功能研究

目的 扩增内皮细胞受内毒素刺激后上调表达的新序列标签ST55（GenBank No．BMl21646）全长eDNA序列并研究其结构和生物学功能。方法 应用快速扩增cDNA末端技术延伸ST55获得其全长cDNA序列，以Noithem杂交检测其组织分布，通过酵母双杂交筛选其胞内相互作用蛋白，在ECV304细胞中稳定转染目的基因并强制表达后观察细胞生长变化。结果 获得1个全长为1404碱基的cDNA序列，作为人类新mRNA被GenBank接受（AY074889），命名为内皮高表达脂多糖相关因子1（endothelial-overexpressed lipopolysaccharide-associated factor 1，EOLA1）。生物信息学分析显示EOLA1基因含5个外显子，定位于染色体Xq27．4，编码蛋白质由158个氨基酸组成，分子量为1789。Northern印迹显示EOLA1在人各组织和癌细胞系有不同的表达；以EOLA1 cDNA作为诱铒，进行酵母双杂交筛选人肝cDNA文库，鉴定了金属硫蛋白2A（metallothionein 2A，MT2A）为其相互作用蛋白并采用免疫共沉淀验证了这一结果。高表达EOLA1显著促进了ECV304细胞增殖。结论 EOLA1是人内皮活化相关新基因，EOLA1与MT2A的相互作用可能在炎症反应中细胞内保护方面发挥作用。     

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。     

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。     

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。     

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。     

十二指肠钩虫金属蛋白酶组织抑制剂同源物Ad-TIMPL-1基因克隆及其原核表达

目的克隆十二指肠钩虫金属蛋白酶组织抑制剂同源物（TIMPL）Ad-TIMPL-1基因并进行原核表达。方法分别用3’RACE及RT-PCR技术从十二指肠钩虫成虫cDNA中扩增编码Ad-TIMPL-1的cDNA3’末端及5’末端序列;序列经拼接后进行初步生物信息学分析;将Ad-TIMPL-1成熟肽编码序列克隆至原核表达载体pET-32a,构建重组表达质粒;重组质粒转化至大肠杆菌BL21（DE3）后,用IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析表达情况。结果成功克隆获得了编码Ad-TIMPL-1的全长cDNA序列并登记到GenBank（accession no.EF495071）;Ad-TIMPL-1完整阅读框为396bp,编码132个氨基酸残基组成的蛋白,含16个氨基酸残基组成的信号肽;成功构建了原核表达重组质粒pET-32a/Ad-TIMPL-1,并在大肠杆菌中得到了表达。结论本研究首先从十二指肠钩虫中克隆到了Ad-TIMPL-1基因并进行了原核表达,为进一步研究其生物学功能奠定了基础。     

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。     

FSHR部分基因的真核表达质粒构建和生物信息学分析

目的克隆FSHR基因部分片段（145～330bp）（FSHRn）,构建真核表达重组质粒,预测其编码蛋白作为候选避孕疫苗的可行性。方法提取小鼠睾丸组织的总RNA,利用RT—PCR技术反转录成cDNA,按照GenBank中小鼠FSHR N-端序列设计引物,扩增基因片段并插入pcDNA3．1／myc-His（-）B载体,重组质粒经PCR、双酶切和测序鉴定后用Vector NTI9．0软件作生物信息学分析。结果扩增片段长度为186bp,测序结果与已知序列吻合,重组真核表达质粒经PCR和双酶切鉴定获得正确重组子,生物信息学分析其编码蛋白抗原性肽段主要集中在15～20aa、22～27aa、32～36aa、42～48aa、58～67aa,与人的基因同源性为90％。结论成功克隆了FSHRn基因片段并构建了pcDNA3．1／FHSRn真核表达重组质粒;FSHRn具有良好的抗原性．FSHRn蛋白可作为良好的动物候选疫苗,为此段蛋白的深入研究和人类男性避孕疫苗的研制打下基础。     

华支睾吸虫LAP2基因的生物信息学分析及克隆表达、组织定位

目的利用生物信息学方法分析华支睾吸虫LAP2全长基因的结构和功能,并将该基因克隆至原核表达载体进行表达、纯化,为进一步研究LAP2功能奠定基础。方法利用生物信息学相关软件,分析华支睾吸虫LAP2基因及其蛋白的结构、生物学和免疫学功能特征。针对LAP2的EST序列的编码区设计引物,从华支睾吸虫囊蚴cDNA质粒中扩增目的基因,克隆到原核表达质粒pET-28a（＋）中,经PCR、双酶切及DNA测序鉴定的阳性克隆诱导目的蛋白表达、亲和层析纯化、免疫印迹鉴定及组化定位。结果华支睾吸虫LAP2基因全长为1761bp,其编码序列长度为1662bp,编码553个氨基酸,理论分子量是59696.5Da,与人的该基因氨基酸序列相似性为26.7%,一致性仅为15.4%。该基因在大肠杆菌中可被高效表达,纯化的重组蛋白能被感染华支睾吸虫的大鼠血清识别,免疫组化结果表明该重组蛋白定位于华支睾吸虫成虫的肠支及表膜。结论华支睾吸虫LAP2在大肠杆菌中呈高效的可溶性表达,具有良好的抗原活性,可能为华支睾吸虫成虫分泌排泄抗原的组份之一。     

RNA干扰EP—CAM基因表达对胆囊癌细胞增殖及凋亡的影响

目的：利用RNA干扰技术抑制人胆囊癌GBC-SD细胞中上皮细胞黏附分子（EP-CAM）基因的表达,探讨抑制EP-CAM基因后对GBC-SD细胞增殖、凋亡的影响.方法：构建靶向EP-CAM基因的miRNA重组质粒,转染GBC-SD细胞,用RT-PCR和Western Blot分别检测EP-CAM基因的mRNA及蛋白的表达情况,MTT法检测细胞增殖活性,流式细胞仪检测细胞凋亡的变化.结果：靶向EP-CAM的miRNA重组质粒pcDNA^TM6.2-GW/EmGFPmiR-EPCAM-1构建成功,重组质粒能显著抑制靶基因EP-CAM的mRNA及蛋白表达.与对照组比较,干扰后的细胞凋亡率无明显变化（P＞0.05）,但细胞增殖活性受到明显抑制（P＜0.05）.结论：靶向EP-CAM基因的miRNA重组质粒能有效抑制EP-CAM基因的表达,抑制GBC-SD细胞的增殖.