刺五加甘油醛3-磷酸脱氢酶基因的鉴定与分析

刺五加(Eleutherococcussenticosus)为我国名贵中药,甘油醛3-磷酸脱氢酶(GAPDH)参与光合作用和能量代谢,可能对药用活性成分合成有着重要影响。为了深入理解刺五加的生物学机制,本研究使用ExPASy、TBtools、MEGA11和EasyCodeML等工具对刺五加的GAPDH基因家族进行鉴定和分析。共得到26条GAPDH基因,其编码蛋白普遍呈中性且具有较好的脂溶性,主要分布于细胞质和叶绿体。蛋白结构中,α螺旋占多数,推测其起主要作用。系统发育分析发现26条GAPDH基因可分为三大分支,基因结构中包含较多外显子,推测拥有更加丰富的多肽加工机制以实现不同的生物学功能。基因在染色体上均匀分布,共线性分析得到17个染色体间共线性基因对。压力选择分析显示相关基因受到负选择压力,保守基序高度相似,在进化过程中的高度保守。蛋白互作网络发现GAPDH与多个蛋白关系密切。这些结果揭示了GAPDH在刺五加光合作用、能量代谢和次生代谢等方面的重要性和功能多样性,为深入理解刺五加的生物学机制提供了有力支持。

微小隐孢子虫甘油醛-3-磷酸脱氢酶的定位及活性检测

本研究以微小隐孢子虫甘油醛-3-磷酸脱氢酶(Cryptosporidium parvum glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,CpGAPDH)为对象,研究其亚细胞定位和酶动力学特征。设计特异性抗原多肽并免疫家兔,获得多克隆抗体,利用亲和纯化法获特异性抗体;经Western blot方法验证该抗体特异性,再通过间接免疫荧光法(IFA)进行蛋白定位。通过原核表达获得GST重组蛋白(GST-CpGAPDH),基于GAPDH的酶促反应利用辅酶NAD(H)或NADP(H)为电子受体或供体的原理,通过吸光度比色法监测反应中NAD(H)/NADP(H)的增加或减少鉴定其酶活性。结果显示,成功获得并纯化抗CpGAPDH抗体;Western blot分析显示该抗体可识别条带大小为40 kDa;IFA结果表明该蛋白主要分布于子孢子胞浆内,部分呈现颗粒状。利用重组蛋白确定了CpGAPDH的酶活性;在两种辅酶中,CpGAPDH更倾向于使用NAD(H)进行酶活反应。结果表明,本研究确定了CpGAPDH在虫体细胞的定位及酶活性检测,为进一步研究其生物学功能奠定了基础。

柽柳甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆与表达分析

从柽柳(Tamarix hispida)cDNA文库中分离出甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因(ThGAPDH)全长cDNA序列,该基因全长1294bp。其中:5′非翻译区84bp,3′非翻译区184bp,开放阅读框1206bp,编码含341个氨基酸的蛋白质,编码蛋白的相对分子质量为37200,理论等电点(pI)为6.97。采用实时定量RT-PCR方法研究了刚毛柽柳在PEG、NaCl、NaHCO3及CdCl2胁迫下不同时间该基因ThGAPDH的表达模式。结果表明:PEG、NaCl及CdCl2处理均能诱导ThGAPDH基因在根中的表达而抑制其在茎和叶中的表达,而NaHCO3处理均能诱导该基因在根、茎、叶中的表达。基因ThGAPDH的cDNA序列在GenBank中的登录号为GQ478708。

西伯利亚蓼甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的cDNA克隆与序列分析

根据NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼茎部消减库中甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因(GAPDH)表达序列标签序列设计引物,采用cDNA末端快速扩增技术,从西伯利亚蓼茎中扩增出GAPDH的全长cDNA序列。该cDNA序列全长1331bp,完整阅读框1014bp,编码337个氨基酸。属于稳定蛋白,具有GAPDH保守功能域。氨基酸组成与其他已知高等植物来自细胞质中的GAPDH基因cDNA序列具有很高的同源性,最高可以达到96%。通过转酿酒酵母INVSC1的NaHCO3和NaCl胁迫试验表明,转基因INVSC1(pYES2-GAPDH)有明显的抗盐胁迫特性。在10%NaHCO3和4mol·L-1 NaCl胁迫下,转基因INVSC1(pYES2-GAPDH)菌株存活率明显比INVSC1(pYES2)高,可以推测GAPDH基因赋予INVSC1(pYES2-GAPDH)抗NaHCO3和NaCl的能力。该基因的cDNA序列在GenBank中登录号为DQ922680。

谷子3-磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆与结构分析

3-磷酸甘油醛脱氢酶基因(GAPDH)在谷子盐旱胁迫早期高频率表达,为研究该基因在胁迫反应及其他代谢中的详细功能,本研究利用RACE技术克隆了谷子的GAPDH基因。该基因cDNA全长1 328 bp,包括1 008 bp的开放阅读框,共编码338个氨基酸,肽段的分子量为35 911.03 Da,极性氨基酸占29.12%。序列比较分析发现,谷子的GAPDH同玉米的同源序列表现了最高的相似性,同水稻和小麦同源序列的相似性次之,同双子叶植物的同源序列则相差较远。

产甘油假丝酵母与酿酒酵母胞浆3-磷酸甘油脱氢酶基因的功能比较

胞浆3-磷酸甘油脱氢酶(GPD)是酿酒酵母细胞甘油合成过程中的关键限速酶.尽管高产甘油菌株产甘油假丝酵母基因组中编码该酶的基因CgGPD已经被克隆出来,但是具体的功能,特别是与酿酒酵母GPD1和GPD2基因的功能比较值得进一步研究.以酿酒酵母渗透压敏感型的gpd1/gpd2和gpd1突变株为宿主,分别导入CgGPD、GPD1和GPD2基因,比较分析了CgGPD、GPD1和GPD2基因在高渗透压胁迫条件下和厌氧环境中的表达调控,及其对细胞甘油合成能力的影响.研究发现,GPD1基因受到渗透压诱导表达,GPD2基因在细胞厌氧条件下起着氧化还原平衡调节作用,而CgGPD基因不仅能够在渗透压胁迫条件下通过过量快速合成甘油调节渗透压平衡,而且能够在厌氧培养环境中互补GPD2基因的缺失,使gpd1/gpd2缺失突变株能够正常生长,同时提高了突变株的甘油合成能力.结果表明,CgGPD基因在gpd1/gpd2缺失突变株中既具有GPD1基因的功能,又能发挥GPD2基因的功能.

樟叶越桔甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因VdGAPDH1的cDNA克隆与序列分析

应用转录组测序分析和RT-PCR技术首次从樟叶越桔Vaccinium dunalianum中克隆了全长1 570 bp的甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因Vd GAPDH1,其完整的开放阅读框推测编码由337个氨基酸残基组成的Vd GAPDH1。Vd GAPDH1理论相对分子量为36.57 k D,等电点为7.06,负电荷残基(Asp+Glu)总数为42个,正电荷残基(Arg+Lys)总数为42个,不稳定系数为23.27,属稳定性蛋白质;其二级结构主要由随机卷曲、延伸链、α-螺旋和β-转角等构件组成。Vd GAPDH1为无信号肽、无跨膜结构的亲水性蛋白质,推测其为NAD+-GAPDH的新成员,与已知细胞质型GAPDH之间存在高度保守性。Vd GAPDH1包含2个保守超家族结构域Gp_dh_N和Gp_dh_C,Gp_dh_N为辅酶NAD+结合结构域,Gp_dh_C是行使糖运输和代谢的催化功能域。推测Vd GAPDH1基因产物在樟叶越桔细胞质中参与糖酵解过程。该研究为后期Vd GAPDH1基因的生理功能及其表达调控等研究奠定了基础。

龙眼子叶胚3-磷酸甘油醛脱氢酶基因的cDNA克隆及序列分析

从龙眼子叶胚中分离得到一个大量表达的表达序列标签(EST),该EST编码序列与金鱼草3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因的同源性为84%,利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术成功克隆了龙眼GAPDH基因全长序列.序列分析表明,龙眼GAPDH基因的cDNA全长为1395 bp,包括一个长1008 bp、编码336个氨基酸的开放阅读框(ORF),5′端非编码区(UTR)长71 bp,3′-UTR长316 bp.龙眼GAPDH基因编码的氨基酸序列与水稻、葡萄、小果野蕉、拟南芥、银杏等GAPDH基因的氨基酸序列同源性均高达85%以上,该基因在GenBank中的登录号为FJ694011.

盐胁迫下盐穗木甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的表达与亚细胞定位分析

为研究盐胁迫下植物甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的作用机制,该研究利用RACE技术,从藜科盐生植物盐穗木中克隆获得1 381bp GAPDH基因(HcGAPDH)全长cDNA序列,其开放阅读框(ORF)编码314氨基酸。序列分析表明,HcGAPDH属于胞质GAPDH家族成员。实时定量PCR结果显示,HcGAPDH的转录水平受盐胁迫和ABA上调。通过荧光共聚焦显微技术,检测到绿色荧光蛋白标记的HcGAPDH在正常情况下定位于细胞质中,盐胁迫可促使其从细胞质转移至细胞核中,此过程与细胞内碳水化合物代谢的信号途径不具有相关性。研究表明,HcGAPDH通过细胞质和细胞核之间的信号传导在植物盐胁迫中发挥一定作用,为进一步揭示盐穗木耐盐分子机制奠定了一定基础。

球毛壳菌甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因克隆及特性分析

用粗糙脉孢菌(Neurospora crassa,XP_327967)和菜豆炭疽病菌(Colletotrichum lindemuthianu,P35143)的甘油醛_3_磷酸脱氢酶基因(Glyceraldehyde 3_phosphatedehydrogenase,GAPDH)氨基酸序列对球毛壳菌(Chaetomium globosum)菌丝ESTs序列本地数据库进行tBlastn检索,获得了球毛壳菌GAPDH全长cDNA序列。该序列长1240bp,开放阅读框1014bp,编码337个氨基酸组成的多肽,蛋白分子量为36.1kD。用PCR方法克隆了该基因的DNA序列,序列长为1556bp,由2个内含子和3个外显子组成。BlastP同源性分析表明该基因与鹅掌柄孢壳(Podosporaanserine)同源性最高为95%;与米曲霉(Aspergillusoryzae)同源性最低为87%。GAPDH酵母转化子生物功能分析表明转化子对Na2CO3和高温有高的耐受性,证明GAPDH为抗胁迫基因。该基因的cDNA序列、DNA序列及推测的氨基酸序列在GenBank登录(登录号分别为AY522719,AY593253,AAS01412)。

不同胁迫下盐生杜氏藻3-磷酸甘油脱氢酶基因表达及其与甘油合成的响应

在已克隆的盐藻(Dunaliella salina)3-磷酸甘油脱氢酶GPD基因的基础上,利用实时荧光定量PCR的方法,研究了经高盐、厌氧、磷酸盐以及氧化等不同外界胁迫条件下该基因的表达情况,并同时监测了盐藻细胞甘油合成的动态变化.对比酿酒酵母的GPD基因,发现D.salina GPD基因受高渗诱导,同时D.salina细胞内可能存在多个形式的GPD基因.

罗非鱼源无乳链球菌甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆与原核表达

为对罗非鱼源无乳链球菌ZQ0910株甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因进行克隆及表达进行研究,根据GenBank上已登录的相关基因设计引物,采用PCR方法扩增该株细菌的甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因,然后将其定向克隆至原核表达载体pET-32a(+)中,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导表达。结果显示,甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因有1011个碱基,编码336个氨基酸;同源基因序列比对显示,无乳链球菌ZQ0910株与无乳链球菌2603V/R的甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的同源性最高;经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导表达后,SDS-PAGE电泳显示甘油醛-3-磷酸脱氢酶蛋白表达的最优条件为:异丙基-β-D-硫代半乳糖苷浓度为0.06mmol/L、温度37℃、诱导5h,蛋白表达量最大;HisTrap HP柱纯化后融合蛋白的质量浓度为560μg/mL;Western Blot验证甘油醛-3-磷酸脱氢酶的分子量为36.01ku。研究结果表明,成功克隆与表达了甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因,这将为进一步研究甘油醛-3-磷酸脱氢酶的免疫原性及亚单位疫苗提供理论依据。

箭筈豌豆甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因片段的克隆及序列分析

本研究预期通过同源克隆获得了箭筈豌豆(Vicia sativa)甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)基因的部分片段,为研究箭筈豌豆适应高海拔环境的分子机制奠定基础。根据近缘物种GAPDH基因序列设计1对引物,通过RT-PCR技术克隆获得了一段长度1 141 bp的序列。生物信息学分析表明,该序列编码的381个氨基酸,与其他植物同源GAPDH基因序列的相似度达83%,氨基酸序列相似度在95%以上。可以确定,克隆获得的片段即为箭筈豌豆甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因片段。将此片段命名为VsGAPDH,在GenBank注册,登录号HM117006。

马来丝虫3-磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆、序列分析及编码产物B细胞表位预测

根据GenBank中马来丝虫3-磷酸甘油醛脱氢酶基因(BmG3PD基因)序列设计引物,以马来丝虫mRNA为模板,RT-PCR扩增BmG3PD基因,将其克隆入pGEM-T载体,转化大肠埃希菌(E.coli)DH5α,筛选阳性克隆。经EcoRⅠ和XhoⅠ双酶切及PCR鉴定,获得阳性重组质粒pGEM-BmG3PD,经序列分析及同源性比较,以及对其编码产物进行B细胞表位预测,结果表明PCR扩增的特异性条带为1020bp,与预期相符,与GenBank已知基因序列同源性为99%。编码产物B细胞表位预测,氨基酸区域可能在22～36、242～255、303～318和326～336位。

斑玉蕈甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因克隆与序列分析

甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)是糖酵解和卡尔文循环中的关键酶,本实验室之前的研究发现斑玉蕈菌丝的GAPDH表达随培养基中葡萄糖添加浓度的变化而变化,在此基础上我们首次克隆了斑玉蕈GAPDH的DNA和cDNA序列,结果斑玉蕈gpd基因长2 724 bp,对比基因组DNA和cDNA序列知其中有7个内含子、8个外显子;其理论分子量为36.15 kD、编码蛋白质含338个氨基酸、等电点(PI)为8.24。

毛竹甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆与序列分析

为了分离毛竹抗逆相关基因,利用RT-PCR和RACE技术,从毛竹叶片中克隆出甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因PeGAPDH的全长cDNA序列(GenBank登录号GU356597)。该序列全长1368bp,完整阅读框1013bp,编码一个具有337个氨基酸残基的蛋白。利用生物信息学软件对PeGAPDH蛋白进行了分析,结果表明:PeGAPDH蛋白分子量为36.643kDa,等电点为6.33;该蛋白含有2个保守区,即N端的NAD+结合区和靠近C端的催化功能区。PeGAPDH是一种亲水性、非分泌型蛋白,定位于膜的表面,属于氧化还原酶系,主要在中间产物代谢和能量代谢中起作用。蛋白质进化树的构建结果表明:PeGAPDH与水稻等禾本科植物来自细胞质中的GAPDH蛋白的亲缘关系很近,同双子叶植物的GAPDH则相差较远。

高羊茅甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因FaGAPDH的克隆与分析

以高羊茅茎基部与叶基部的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草GAPDH基因序列设计的引物,进行RT-PCR分析,同时结合3'RACE和5'RACE方法从高羊茅中扩增出两个GAPDH基因,命名为Fa-GAPDH1(GQ480772)与FaGAPDH2(GQ480773)。两序列cDNA全长分别为1281bp和1348bp,具有完整的开放阅读框(ORF,FaGAPDH1:74～1087bp;FaGAPDH2:106～1119bp),编码蛋白都为337个氨基酸。保守结构域功能分析表明两基因编码的蛋白质都具有典型的Rossman-NAD连接折叠和C-末端结构域。FaGAPDH1和FaGAPDH2蛋白与禾本科植物的该基因蛋白产物比较发现氨基酸序列的同源性都在90%以上,说明两基因具有高度的保守性。

产甘油假丝酵母胞浆3-磷酸甘油脱氢酶基因(CgGPD)功能分析

【目的】从高产甘油生产菌株产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)基因组中克隆了NAD^+依赖3-磷酸甘油脱氢酶编码基因(CgGPD),但是该基因及其上游调控序列具体的功能还是未知的。本文研究了CgGPD基因及其上游调控序列的功能。【方法】本文以酿酒酵母(Saccharomyces cere- visiae)及其渗透压敏感型突变株为宿主,构建3种不同的酵母表达载体导人酵母细胞,研究了不同酵母转化子在渗透压胁迫条件下CgGPD基因表达对细胞的耐高渗透压胁迫应答及其细胞的甘油合成能力的影响。【结果】实验结果表明无论是以来源于S.cerevisiae的TPI启动子还是来源于CgGPD基因的启动子,过量表达CgGPD基因的转化子均能够显著加速葡萄糖消耗速度和提高甘油合成能力,在gpd1/gpd2突变株中表达CgGPD基因能够消除细胞对外界高渗透压的敏感性,同时转化子胞内甘油大量积累。【结论】CgGPD基因在野生型酵母S.cerevisiae W303-1A表达显著提高细胞的甘油合成能力,在gpd/1gpd2突变株中能够互补GPD1基因的功能,CgGPD基因表达受渗透压诱导调控。

牙龈卟啉单胞菌外膜蛋白3-磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

目的克隆牙龈卟啉单胞菌外膜蛋白3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH),并将其置于大肠杆菌中作融合表达。方法利用PCR技术,克隆GAPDH,插入克隆载体pMD18-T中得到克隆重组子pMD18-T-GAPDH。克隆重组子与表达载体pET-32a双酶切后连接构建表达质粒pET-32a-GAPDH。重组原核表达质粒经酶切鉴定后转化大肠杆菌BL21感受态细胞,以不同浓度异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导表达融合蛋白。结果核酸序列测定与分析表明:表达重组子pET-32a-GAPDH与NCBI核酸数据库中收录的GAPDH序列同源性达99.802%;在最佳浓度的IPTG诱导下,GAPDH可高效表达。结论本实验成功克隆了牙龈卟啉单胞菌GAPDH基因,并在大肠杆菌中表达了GAPDH蛋白,为后续实验研究GAPDH的免疫学性能及相应的抗体制备奠定了基础。