新基因TSC21的生物信息学分析及其原核载体构建表达

目的用生物信息学分析新基因TSC21并进行蛋白表达及纯化。方法将不同发育阶段的小鼠睾丸组织cDNA探针与Affymetrix全基因组芯片进行杂交并筛选出差异表达的基因。用生物学信息软件对该基因进行生物学信息分析。运用RT-PCR分析该基因小鼠不同组织及人不同组织中的表达。对人的TSC21基因进行cDNA克隆、蛋白表达及纯化。结果通过不同日龄小鼠睾丸的芯片信号比较筛选出一个差异表达基因(GenBank登录号:NM-028825),全长有810bp,含有543bp的完整ORF,编码一个有180个氨基酸、分子量为21.040kDa的蛋白质,我们将其命名为TSC21。亚细胞定位预测显示TSC21基因可能在细胞核中表达。基因功能域预测表明在氨基酸34-40处有CK1和CK2磷酸化位点,在氨基酸100-106处有PKA(cAMP-dependent protein kinase A)磷酸化位点。RT-PCR分析表明TSC21基因特异性表达于小鼠睾丸组织。TSC21蛋白在人的同源基因GenBank登录号为NM-152670,在180个氨基酸区域内有82%的同源性,人TSC21(hTSC21)基因特异性地表达于人睾丸组织中。成功构建PET-28a2c(+)vector/hTSC21表达载体,并转化BL21,以IPTG诱导蛋白表达,对诱导剂浓度、诱导时间进行优化后以镍离子亲和层析纯化目的蛋白。结论TSC21基因在小鼠及人的睾丸组织中特异性表达并具有高度同源性,显示其可能在精子发生中起着重要作用。所得人TSC21蛋白可进行其蛋白结构活性、睾丸组织中的定位分布及在男性不育等疾病检测的研究。