大肠杆菌、酵母和果蝇基因保守位点的信息熵分析

对大量的大肠杆菌(Escherichiacoli)、酵母(Yeast)和果蝇(Drosophilamelanogaster)已知基因起始密码子和终止密码子上、下游各30个碱基序列 ,用重新定义单碱基信息冗余 (记为D1(l) ,l是位点 )和紧邻碱基的信息冗余 (记为D2(l)) ,统计计算每个位点的D1(l)和D2(l)值。从结果看 ,双碱基比单碱基携带更多的信息 ;酵母和果蝇基因起始密码子上游 -3位点D1( -3)和D2( -3)有一明显峰值 ;大肠杆菌基因起始密码子上游SD区域D1(l)和D2(l)有明显峰值 ,与他人结论相同。发现酵母基因起始密码子下游的 +4位点与 +5位点的紧邻碱基的D2(l)有一峰值 ,其关联模式为TC(联合概率为0.211)。这说明用重新定义的信息冗余去确认DNA序列中存在的保守位点是完全可行的。

核酸序列的保守位点及双螺旋结构的局部偏差

统计分析了12类核酸序列在起始密码子邻近,终止密码子邻近以及内含子两端的保守区,得到了保守区随序列类别变化的经验规律,鉴于这些保守位点对基因表达的调控可能具有重要作用,本文利用Tung-Harvey模型,计算了核酸双螺旋结构的局部偏差,企图发现局部偏差相对较大的位点与保守位点之间的关系。

Arg54保守位点对嗜热玫瑰红球菌肌氨酸氧化酶的底物适应性和催化效率的影响

嗜热玫瑰红球菌肌氨酸氧化酶(thermophilus sarcosine oxidase,TrSOX)是一种N-甲基脱除酶,对底物具有特异的手性选择性并且对高温和有机溶剂具有良好的耐受性。在同源家族中,Arg54是催化中心严格保守的5个残基之一,为了研究该位点对酶学性质的影响并筛选出具有良好催化效率的突变体,在预先构建的木糖诱导质粒pMA5-Pxyl-trsox中进行Arg54位点的定点饱和突变,并将得到的质粒转化到枯草芽孢杆菌WB600中进行表达。在19个突变体中,共有15个突变体可以表达并进行制备,其中几乎所有突变体的粗酶液蛋白含量相较野生型TrSOX都有所降低,只有R54D提高约2.5倍。所有突变体都保持了优异的热稳定性,除R54Q、R54N、R54K、R54D和R54V外,其他大多数突变体的二级结构组成均受到一定影响。突变体对底物的手性特异性与野生型TrSOX相同,能特异性识别N-甲基-L-氨基酸类底物,并能将甲基脱除。R54D和R54K对N-甲基-L-氨基酸类底物的催化效率显著提高,而其他突变体的催化效率降低甚至完全失活。此外,包括R54P、R54K和R54I在内的一些突变体能够识别新的非氨基酸相关底物,如1,2,3,4-四氢异喹啉、1-甲基-1,2,3,4-四氢异喹啉、己内酰胺、2-甲基哌啶、哌啶和(3S)-(+)-3-(甲氨基)吡咯烷等,拓展了TrSOX的底物适应性。

含p53保守结合位点的microRNA表达载体的构建及应用

目的:构建含p53保守结合位点的microRNA(miRNA)表达载体,促进相关miRNA在具有野生型p53蛋白细胞中的高效表达。方法:改构miRNA表达载体pCMV-miR,在其多克隆位点前插入p53保守结合位点,分别将miR-138、miR-34a和miR-21前体序列pre-miR-138、pre-miR-34a和pre-miR-21插入上述改构的载体pCMV/p53-miR,将构建的pCMV/p53-miR-138、pCMV/p53-miR-34a和pCMV/p53-miR-21表达载体转染具有野生型p53的HeLa细胞和不表达p53的H1299细胞,分析p53对上述miRNA表达调控的影响。结果:转染改构的miRNA表达载体后,HeLa细胞中miR-138、miR-34a和miR-21的表达水平明显提高,它们对应的已知靶基因Cyclin D3、CDK2和PTEN的表达同时被显著下调。结论:在p53转录调控作用下,具有p53保守结合位点的miRNA表达载体能够更加有效地提高miRNA的表达水平;构建的载体不但可用于促进相关miRNA的表达,也能用于miRNA是否受p53调控的检测。

锡林郭勒羊肉真实性分析方法的建立及其适用性

建立基于绵羊多胎(fecundity booroola,FecB)基因保守单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点的TaqMan实时荧光聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)分析方法,为锡林郭勒羊肉的真实性检测提供有益科学借鉴。利用锡林郭勒羊肉(乌珠穆沁羊和苏尼特羊)FecB基因的保守SNP位点(A)与高繁品种(小尾寒羊和湖羊)的对应基因位点(G)有明显差异,采集乌珠穆沁羊、苏尼特羊及小尾寒羊核心保种场种质资源对此基因位点进行大样本验证,建立锡林郭勒羊肉真实性判定模型,通过春节冷库抽样以及屠宰季现场采样对判定模型进行适用性研究。根据实时荧光扩增曲线检测结果判定FecB基因分型AA、AG和GG,建立以基因位点(G)的比率大于5%为判定界限,样本量不少于10为前提,来判断锡林郭勒羊群中是否含有高繁品种羊。春节冷库抽样验证20批冷库羊肉样品中有17批羊肉为锡林郭勒羊肉,3批羊肉样品存在高繁品种羊肉;屠宰季现场采样验证11批羊肉样品有9批为锡林郭勒羊肉,2批羊肉样品存在高繁品种羊肉。所建立的锡林郭勒羊肉真实性判定模型具有较好的判定能力,锡林郭勒本地市场中存在小尾寒羊和湖羊等高繁品种羊肉。

大肠杆菌与酵母菌基因特定序列信息参量的研究

提出核酸序列的矩阵表示形式,按位点定义了有生物学意义的信息参数M1(l)、M2(l)和M3(l)。着重研究了不同表达水平的大肠杆菌(Escherichiacoli,E.coli)的SD序列(Shine -Dalgarnoregion,SD)以及大肠杆菌(E.coli)和酵母菌(Yeast)基因起始、终止密码子邻近区域核酸序列的碱基关联性与保守性。并求出相应矩阵的本征值 ,给出了信息参量与基因表达水平的关系。发现信息参量体现了原核生物和真核生物翻译起始区域的显著差异 。

胰高血糖素样肽-1受体胞外区域突变体复合物的动力学研究

采用分子动力学模拟方法研究了胰高血糖素样肽-1(GLP-1)与GLP-1受体(GLP-1R)胞外区域的相互作用.结果表明,配体的结合导致受体的构象发生改变,Loop2区域的氨基酸Pro90和Trp91以及C末端的Glu128向配体移动.根据保守位点突变受体(P73A,V81L,Y88A,P90A和W91A)后所得多肽模拟数据,发现Loop2区域在突变体中的结构和柔性均发生了明显变化,Trp91和Tyr88的突变将导致配体亲和力丧失.研究结果证明,P73A突变型受体和野生型受体分别与配体相互作用后,二者数值差别不大,因此Pro73不是关键残基;V81L突变体则会导致配体亲和力的丧失.该结果为GLP-1药物设计提供了重要理论依据.

大肠杆菌启动子特征参数的统计分析

首先统计了683条大肠杆菌sigrna70启动子序列的每个位点单碱基频率，并计算了每个位点单碱基体现保守性的M1（1）值和相应涨落限，从而获得多个大于涨落限的保守位点。其次，对大肠杆菌的转录起始位点到翻译起始位点的距离进行了统计，发现这个距离的范围是0-1000bp。大肠杆菌启动子还分布于一些特定的基因间和编码区，分别是的DIV基因间，55％的TAN基因间和6％的编码区。这些启动子的特征是启动子辨识的重要参数。

生物信息方法分析灰霉菌衰退相关病毒蛋白的功能

利用Blast在GenBank数据库对BcDRV病毒相关基因进行简单定位和同源性检索分析,并对BcDRV病毒编码蛋白的结构进行分析和预测,同时在蛋白数据库中检索该蛋白所属家族蛋白线粒体病毒的RNA聚合酶信息,利用所得的结果以多序列比对的方式确立蛋白家族的进化关系,建立进化树,并使用Interpro数据库详细的分析蛋白功能。

硬骨鱼类核糖体基因间隔区的序列特征分析

真核生物核糖体DNA(ribosomalDNA,简称rDNA)是由几十个甚至上万个高度串联重复序列组成的多基因家族,每个重复单元都包括编码区(18S、5.8S和28S)和非编码区(ITS1和ITS2)。间隔区ITS1和ITS2常被用于属级及以下阶元水平的系统关系研究。然而,越来越多的研究发现,这些串联重复序列并非完全一致,有些甚至存在个体内差异,这种基因组内ITS多态性的发现,使我们对ITS用于物种系统发育重建的适用性产生了质疑。因此,我们对GeneBank中硬骨鱼类的10目ITS序列的长度和保守位点比例进行了统计分析,结果显示:ITS1长度范围为272~918bp,保守位点比例在各分类单元之间具有明显的区别,并且这种区别可以作为判断物种之间关系的特征。当序列之间保守位点比例为89.51%~100%时,为种内关系;在61.53%~81.36%范围时,为种间关系;在32.47%~58.87%范围时,为属间关系;而在1.62%~30.46%时,达到科间水平。而一些物种的保守位点比例超出此范围时,依据此标准判断就会产生偏差。ITS2的长度范围为128~694bp,保守位点比例在各分类阶元之间互相重合,在各分类阶元之间不存在明显的差异,因此该特征不能用于区分各阶元之间的关系。

矩阵打分的方法应用于蛋白质β-发夹模体的识别

从蛋白质的一级序列出发,用矩阵打分的方法对3088个蛋白质中的β发夹和非β发夹模体进行了识别.使用10-交叉检验,预测总精度为75.9%,Matthew相关系数为0.42.同时计算了不同loop长的模体对应的序列最佳固定模式长,并对有相同最佳固定模式长的模体序列进行了组合,组合后的模体预测总精度都高于76.1%,Matthew相关系数大于0.43.

A152G突变对GH43家族麦氏交替单胞菌木聚糖酶XynZT-2的影响

前期研究发现GH43家族近缘物种相同位点存在天然突变。为了探究保守位点区域的基因突变对酶催化性能的影响,对来源于麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)的木聚糖酶XynZT-2利用软件计算、随机突变及天然存在的突变进行分子改造,定点突变第152位丙氨酸为甘氨酸(A152G),将原酶与突变酶基因转化到大肠杆菌BL21(DE3)中进行异源表达。酶学性质比较发现,突变酶XynZT-2A152G最适温度为55℃,相比原酶XynZT-2提高了10℃;突变酶XynZT-2A152G最适pH为7.0,而原酶XynZT-2最适pH为6.0,突变酶最适pH更偏中性;突变酶XynZT-2A152G在pH 3.0~9.0均保持80%以上相对酶活力,原酶仅在pH 3.0~7.0有80%以上相对酶活力,在碱性环境中,突变酶比原酶pH稳定性更好。定点突变A152G后,对酶的最适温度和pH稳定性均有显著影响。该研究为进一步了解GH43家族木聚糖酶的构效关系奠定了基础。

用LA-PCR方法克隆东方田鼠部分Y染色体序列

目的克隆东方田鼠长江亚种（Microtus fortis calamorum）和宁夏指名亚种（Microtus fortis fortis）Y染色体的部分序列，并挖掘这两个亚种间的单核苷酸多态性位点（SNPs）。方法本研究利用依据Y染色体保守性靶标位点（YCATS）设计的引物，测得Y染色体上的8个内含子短片段序列，进而设计长片段PCR（LA—PCR）引物来获得相距几kb的两个内含子之间的长片段序列。结果获得东方田鼠长江亚种和宁夏指名亚种Y染色体上的7300bp序列，比对这两个亚种的序列后发现4个SNPs位点。结论获得了田鼠Y染色体上的7300bp序列和4个SNPs位点。

腾冲嗜热厌氧菌丙氨酸消旋酶底物通道氨基酸位点的功能

【目的】通过定点突变探究腾冲嗜热厌氧菌MB4中生物合成型丙氨酸消旋酶Tt Alr底物通道内氨基酸位点A172和S173的功能。【方法】利用定点突变PCR技术构建突变体,通过亲和层析法纯化酶蛋白,采用D-氨基酸氧化酶偶联法检测各突变蛋白的活性及其稳定性。【结果】通过定点突变PCR成功得到8个突变体,酶学特性分析发现,A172位点突变为丝氨酸(S)后酶蛋白的相对活性有所提升,但含有该位点突变的酶蛋白稳定性均大幅下降;S173位点突变为天门冬氨酸(D)后导致突变体蛋白的最适反应温度提升了15°C,半衰期大幅延长,但相对活性明显下降。【结论】丙氨酸消旋酶Tt Alr底物通道内A172和S173位点均是影响酶蛋白催化活性和稳定性的关键位点。

油橄榄类黄酮生物合成相关酶的研究进展

类黄酮是酚类代谢物的一大亚组,其生物合成属于苯丙素代谢途径的分支,它们广泛分布在整个植物界。不仅在植物中有极其重要的生理、生化和生态功能,而且对动物的生物活性及提供营养等方面做出重要贡献。油橄榄叶、果实、根都富含类黄酮,具有重要研究价值。本研究综述了油橄榄类黄酮生物合成途径相关酶（CHI,CHS,F3H,DFR,FLS,FNSI,LAR,F3＇H,F3＇,5＇H）的底物特异性和功能性区域,分析总结了编码这些酶的基因在不同物种间的序列相似性和在不同组织的表达特异性。这对深入研究植物类黄酮生物合成相关酶的结构和功能,基因的克隆、表达和调控以及对油橄榄类黄酮生物合成途径相关酶的研究具有参考价值。

临床分离金黄色葡萄球菌对大环内酯类抗生素耐药性及耐药基因的分析

文章研究了上海华山医院临床分离的金黄色葡萄球菌菌株对大环内酯类抗生素的耐药性及耐药基因的分布情况。通过MIC法对临床标本分离的27株金黄色葡萄球菌对大环内酯类抗生素药敏性进行检测,并通过PCR扩增分析其中14株菌携带的大环内酯类抗生素耐药基因。结果表明27株金黄色葡萄球菌对4种大环内酯类抗生素:红霉素、螺旋霉素I、阿奇霉素和克拉霉素的耐药率分别为74.1%,48.1%,74.1%和74.1%;对林可酰胺类抗生素林可霉素的耐药率为77.8%;对酮内酯类抗生素泰立霉素的耐药率为77.8%。分析了其中14株临床菌的23rRNA序列保守碱基位点的突变和所携带的大环内酯类抗生素耐药基因情况。结果表明这14株临床菌的23rRNA序列保守碱基位点均没有发生突变。根据耐药基因PCR检测结果,发现这14种临床菌株中,有6株ermA阳性菌和和3株ermC阳性菌,但是并没有发现ermB的阳性菌株;ermA和ermC的检出率分别是42.86%和21.43%;耐药基因ermA存在于MRSA菌株中,其阳性率85.71%;而耐药基因ermC则出现在MSSA菌株中,其阳性率42.86%。另外,耐药基因msr A在14株临床分离菌株的检出率是92.86%,但没有发现它和大环内酯抗生素的药物敏感性存在相关性。27株临床分离菌株对除螺旋霉素I外的其它5种大环内酯-林可酰胺类抗生素耐药率均大于70%。耐药基因ermA和ermC是金黄色葡萄球耐药的主要原因。