天祝白牦牛转铁蛋白(Tf)基因克隆及生物信息学分析

目的:克隆天祝白牦牛转铁蛋白(Transferrin,Tf)基因,并对其序列及蛋白进行遗传特性分析,为研究Tf生物学作用和生产应用提供理论依据。方法 :以成年天祝白牦牛肝脏组织为实验材料,根据牦牛Tf基因CDS区序列设计引物,利用PCR和逆转录PCR(reverse transcription,RT-PCR)技术克隆获得天祝白牦牛Tf基因编码区序列,并结合生物信息学方法分析其遗传特性。结果:PCR扩增获得了大小为2 115 bp的基因片段,为Tf基因的完整编码区,编码704个氨基酸,其N端有一个19个氨基酸组成的信号肽,含2个高度保守的同源结构域,N端结构域组成为第25到363位氨基酸(339aa),C端结构域组成为第364-693位氨基酸(330aa),两端结构域的同源性为42%;Tf基因编码的蛋白分子量为75.78 k Da,理论等电点为6.63。序列分析显示,克隆获得的Tf基因序列存在4个碱基的变异,第57位发生碱基转换(A←→G),第750位发生碱基转换(T←→C),为同义突变;第482位发生碱基转换(A←→T),第511位发生碱基转换(T←→C),为错义突变,引起第161、171位氨基酸发生改变(L→G、L→F)。DNAman软件进行氨基酸同源性分析表明,天祝白牦牛Tf基因氨基酸序列与野牦牛、牛、水牛、藏羚羊、绵羊、野猪、人、鼠、鸡和鱼Tf氨基酸序列间的同源性分别为100%、99%、96%、94%、93%、75%、69%、64%、51%、39%,说明天祝白牦牛Tf蛋白与其他物种同源,与牛类进化水平较为接近,与鸡和鱼类进化水平较远。同源建模预测Tf三级结构模型显示,天祝白牦牛Tf三级结构是在二级结构基础上经肽链折叠形成2个邻近相似的N端、C端结构域,N端结构域含N1、N2两个亚基,C端结构域含C1、C2两个亚基。结论:从天祝白牦牛肝脏组织中提取总RNA,克隆获得Tf基因编码区全长序列,并揭示了其分子遗传特性,为牦牛Tf蛋白基因工程和蛋白质功能的研究奠定了基础。

兰州大尾羊心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因克隆及其同源性比较

【目的】克隆兰州大尾羊心脏型肪酸结合蛋白(H-FABP)基因全长cDNA序列,为研究绵羊H-FABP生物学作用和生产应用提供理论依据。【方法】根据已知哺乳动物H-FABP基因cDNA序列,设计5'和3'特异引物,运用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得兰州大尾羊H-FABP基因全长cDNA序列。【结果】扩增获得兰州大尾羊5'端425 bp、3'端231 bp片段和177 bp中间片段,拼接获得748 bp兰州大尾羊H-FABP基因全长cDNA序列(GenBank登录号:JQ780322)。兰州大尾羊H-FABP基因ORF长402 bp,编码133个氨基酸。核苷酸序列分析显示兰州大尾羊H-FABP基因序列与大多数哺乳动物相似,但其第66位发生的碱基转换(T←→G)引起所编码的第22位天门冬氨酸(N)不同于其它所有物种的赖氨酸(K)。构建的基因进化树分析结果显示兰州大尾羊与山羊亲缘关系最近。预测兰州大尾羊H-FABP蛋白质的空间结构与山羊和牛H-FABP类似,由2个α螺旋和10个反向平行的β折叠组成,10个折叠片围成一个桶状结构,疏水性残基位于桶内,用于结合脂肪酸。【结论】克隆了兰州大尾羊H-FABP基因,为进一步研究该基因的功能奠定了基础。

兰州大尾羊PPARG全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆兰州大尾羊过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPARG)基因,分析其序列及编码蛋白的生物学特性,阐明PPARG基因在绵羊中的生物学作用,为生产应用提供理论依据。【方法】根据绵羊PPARG基因CDS序列设计特异性引物,利用RACE和RT-PCR技术克隆获得兰州大尾羊PPARG基因序列,结合生物信息学方法分析其生物学特性。【结果】克隆获得兰州大尾羊PPARG cDNA序列全长1 774 bp(GenBank序列号:KF727439),其CDS区片段长1 428 bp,编码475个氨基酸,编码区两侧翼分别具有5’-UTR 131 bp(1-131 nt)和3’-UTR 214 bp(1 560-1 774 nt)。预测兰州大尾羊PPARG蛋白分子量为54.40 kD,理论等电点为4.94。预测PPARG编码蛋白疏水性最大值为3.600,最小值为-2.744,为非跨膜的疏水性蛋白。亚细胞定位主要在细胞质(65.2%)和细胞核(21.7%)中,少量作用于细胞支架(4.3%)和过氧化物酶体(4.3%),无信号肽,不属于分泌蛋白。预测其氨基酸序列有26个磷酸化位点,无糖基化位点,含有1个ZnF_C4结构域、1个HOLI结构域和1个LCR结构域,二级结构以随机卷曲为主。同源性分析显示兰州大尾羊PPARG核苷酸序列与山羊、野牛、水牛、绵羊、虎鲸、野猪和人类核苷酸序列间的同源性分别为99%、98%、97%、99%、94%、92%和90%,兰州大尾羊PPARG氨基酸序列与山羊、野牛、水牛、绵羊、虎鲸、野猪和人类核苷酸序列间的同源性分别为100%、99.8%、100%、100%、98.7%、98.5%和97.5%。系统发育树表明,兰州大尾羊与山羊、绵羊和水牛的进化水平更为接近,与鱼类、人类和鼠类较远。其基因第486位发生碱基转换(C←→T),第828位发生碱基转换(C←→A),但其所编码氨基酸不变。【结论】兰州大尾羊与其他物种PPARG在结构上相似性较高,说明该基因具有高度的保守性。推测PPARG蛋白大部分在游离核糖体上合成,其功能与过氧化物酶体有关,该预测结果符合其过氧化物酶体增殖物激活受体的身份。PPARG氨基酸序列有26个可以成为蛋白质激酶磷酸化的位点,某些位点被磷酸化后,可导致一系列肥胖相关基因的功能失调和表达变化,如胰岛素增敏激素,脂联素(adiponectin)的表达减少。其序列包含的ZnF_C4锌指结构域具有与脂质结合的功能,HOLI即LBD配体结构域在激素信号转导过程中发挥重要作用,其中PPARG锌指结构域中的磷酸化位点Ser112,被MAPK磷酸化后,可以抑制PPARG同配体的结合,从而降低PPARG蛋白的活性,两个结构域均与成脂分化过程相关联。文章为进一步研究PPARG在成脂分化过程中的作用提供了参考。

兰州大尾羊MAPK13基因cDNA克隆及生物信息学分析

克隆兰州大尾羊促分裂素原活化蛋白激酶MAPK13基因,并分析其序列及其编码蛋白的生物学特性,为研究绵羊MAPK13基因的功能和生产应用提供参考。根据绵羊MAPK13基因CDS序列设计特异引物,利用RACE和RT-PCR技术克隆获得兰州大尾羊MAPK13基因全长序列,并结合生物信息学方法分析其生物学特性。克隆获得兰州大尾羊MAPK13基因cDNA序列全长1 397 bp,其CDS区片段长1 102 bp,编码367个氨基酸。预测兰州大尾羊MAPK13蛋白分子量为42.29 kD,理论等电点为8.82,为非跨膜的疏水性蛋白,亚细胞定位主要在细胞质中,无信号肽,不属于分泌蛋白。预测其氨基酸序列有19个磷酸化位点,3个糖基化位点,3个磷酸化功能结构域,4个其他结构域,1个LCR片段,二级结构以α-螺旋为主。同源性分析显示兰州大尾羊MAPK13基因序列与已发布的绵羊MAPK13 mRNA序列(登录号:NM_001139455.1)相比,其第852位发生碱基转换(CA),导致编码蛋白第265位氨基酸发生碱基转换(ST),同时,第951位发生碱基转换(TG),但其所编码氨基酸不变。构建的基因进化树分析结果显示兰州大尾羊与牛亲缘关系最近。兰州大尾羊与其他物种MAPK13基因在结构上相似性较高,说明该基因具有高度的保守性,其序列包含的S_TKc结构域可将ATP的γ磷酰基转移到蛋白质丝氨酸/苏氨酸残基上,导致一系列肥胖相关基因的功能失调和表达变化,为进一步研究MAPK13基因与成脂分化过程的相关性提供了参考。

9月龄兰州大尾羊调查报告

为了进一步探讨兰州大尾羊在半农半牧区的自然放牧条件下的生产性能,丰富大尾羊品种资源的技术资料。并与1982年所测得的大尾羊尾脂重进行比较,调查其尾部性能是否退化,2013年1月7日我们对兰州大尾羊进行了屠宰测试。