蓖麻蚕线粒体基因组细胞色素氧化酶亚基Ⅲ的序列及其分子进化分析

测定了蓖麻蚕Samiacynthiaricini线粒体基因组 (mtDNA)含完整的细胞色素氧化酶亚基Ⅲ (COX3)、tRNA Gly和部分的NADH亚基Ⅲ (ND3)基因的DNA片段序列。COX3基因编码框包含 789个核苷酸 ,编码 2 6 2个氨基酸的蛋白质。通过同源性比较 ,发现COX3基因的 3′端比 5′端要保守 ,其编码的蛋白在C端有两个保守序列存在。COX3的下游为 6 6bp的tRNA Gly基因。蓖麻蚕的COX3与家蚕COX3同源性最高 ,核苷酸和氨基酸序列同源性分别是 80 2 %和 85 6 %。根据COX3氨基酸序列进行了 12种无脊椎动物的分子进化树分析 ,认为在采用线粒体基因序列进行分子进化分析时 ,应该综合考虑物种的繁殖模式及生态特点。

基于线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ基因序列的帘蛤科贝类分子系统发育研究

对21种帘蛤科贝类线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(cytochrome c oxidase subunit I,COI)基因核苷酸序列进行了分析,以探讨这一序列在种质鉴定、分子系统发生研究中的应用价值。测序结果表明,所有物种扩增片段长度均为707 bp(含引物),序列A+T含量(62.4%—67.8%)明显高于G+C含量。物种间共有变异位点379个,其中简约信息位点334个;此区段共编码235个氨基酸,种间共有氨基酸变异位点100个。以COI基因片段序列为标记,用中国蛤蜊(Mactra chinensis)作外群,构建了35种帘蛤科贝类(其中14种贝类COI序列从GenBank下载)的系统发生树,结合拓扑结构分析和序列比对分析,结果表明:支持将短文蛤(Meretrix petechinalis)和丽文蛤(M.lusoria)订为文蛤(M.meretrix)的同物异名的观点,建议将丽文蛤和短文蛤订为文蛤的地理亚种;支持将薄片镜蛤(Dosinia corrugata)和D.angulosa订为2个独立种的观点;认为将波纹巴非蛤(Paphia undulata)和织锦巴非蛤(P.textile)订为2个独立种是合适的。COI基因序列含有丰富的遗传信息,适合作为帘蛤科贝类种群遗传结构和系统发生研究的分子标记。

过氧化氢导致线粒体DNA编码细胞色素C氧化酶基因突变与其编码蛋白结构与功能关系的研究

目的 探讨过氧化氢 (H2 O2 )导致线粒体DNA(mtDNA)编码细胞色素C氧化酶 (COX)基因损伤(突变 )后对其编码蛋白结构与功能的影响及两者之间的关系。方法 采用生物信息学技术 ,运用计算机同源模建的方法模拟人天然COX亚单位和其突变体的空间结构 ,并利用已有的实验数据 ,结合模建的结果进行了结构、功能的分析、研究。结果 在COXⅠ的三维结构中突变的部位 (残基 2 97～ 30 6 )位于分子的最外部 ,而该区域参与了与B亚基 (相当于COXⅡ亚基 )的作用 ,该部位的突变使突变部位附近残基的侧链结构环境发生了极大的变化 ,导致附近的电荷性质、亲疏水性质和空间特性出现变化 ,这些变化对酶复合物的形成有直接的影响 ;COXⅡ突变后 ,组成分子结构的“椅靠”部分和“椅面”部分之间的夹角略有增大 ,而“椅靠”和“椅面”之间的夹角的变化将会影响整个酶分子的稳定性。结论 H2 O2 导致的mtDNA编码COXⅠ、COXⅡ亚基基因突变使其编码的COX蛋白空间结构发生改变 ,这种改变是其功能改变 (如酶蛋白活性下降 )的主要原因。

亚洲黑熊四川亚种Ursus thibetanus mupinensis线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅲ基因的克隆与初步分析

根据已报道的部分哺乳动物线粒体细胞色素C氧化酶(Cytochrome C Oxidase)亚基Ⅲ基因(mtCOXⅢ)的相关信息设计引物,运用PCR技术,首次从亚洲黑熊四川亚种(以下简称四川黑熊,Ursus thibetanus mupinensis)的肌肉组织总DNA中成功克隆了mtCOXⅢ基因的编码序列,并对其进行了初步分析.结果表明:四川黑熊mtCOXⅢ基因序列全长784 bp,ORF是783 bp,编码261个氨基酸的蛋白质,该蛋白的等电点为6.47,分子量为29840.6 Da.四川黑熊的mtCOXⅢ与已报道的部分哺乳动物的mtCOXⅢ基因具有很高的同源性.进一步分析发现,四川黑熊线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅲ功能位点的位置、种类和数量均与已报道的部分哺乳动物具有很高的相似性.

冠心病患者线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ基因片段的重排

采用玻璃粉微量吸附法获取DNA直接作为PCR反应的模板 ,利用巢式PCR技术 ,检测冠心病患者血细胞内编码细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ的线粒体DNA扩增片段多态性 ,探讨线粒体DNA的片段缺失与动脉粥样硬化发生发展的关系。研究发现在全部冠心病患者编码细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ的基因中出现了大约 10 0bp的缺失片段 ,其中 1例冠心病患者中还出现了大约 45 0bp核基因组和 6 0 0bp的线粒体DNA扩增片段 ,而在正常对照老人中没有出现片段的重排现象。表明冠心病患者中存在该基因片段的缺失和模板量减少的现象 ,该基因可能参与了冠状动脉粥样硬化的形成与发展 ,编码呼吸链复合物一些亚基线粒体DNA片段的重排可能是动脉粥样硬化进行性发展的恶化因素。

缺血缺氧与线粒体DNA编码细胞色素氧化酶基因损伤

细胞色素氧化酶是线粒体呼吸链氧化磷酸化过程中的关键酶 ,缺血缺氧与线粒体DNA编码细胞色素氧化酶基因损伤关系密切。

阿尔茨海默病患者血液细胞线粒体内细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ基因存在缺失

目的 调查 2 5例老年痴呆患者血细胞线粒体中细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ基因的突变情况 ,探讨线粒体DNA突变与阿尔茨海默病 (AD)性老年痴呆发生发展的关系。 方法 采用微量法提取血细胞总DNA直接作为PCR模板 ,进行巢式PCR扩增 ,最后采用DNA序列分析鉴定突变。 结果 在正常老人组 ,只扩增了 2 80bp的线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ基因 (COX2 )扩增片段 ,而在老年痴呆患者中出现了 4 6 4bp和 2 80bp的多态性扩增片段 ,并且发现了 1个 32 0bp的新的线粒体DNA缺失片段 ,1位AD患者的COX2基因存在一种新的缺失后重组现象 ,COX2基因的 1条单链在np75 0 3处断裂 ,另 1条单链在np7785处断裂 ,这两个断裂的游离片段通过插入 1个额外的胞嘧啶核苷酸重新连接起来。 结论 老年痴呆患者中的COX2基因存在片段扩增多态性。

乳腺癌线粒体细胞色素氧化酶-Ⅱ基因突变检测

目的研究乳腺癌患者线粒体DNA(mtDNA)细胞色素氧化酶-Ⅱ区基因突变情况。方法采用聚合酶链反应和DNA测序相结合的方法,对20例乳腺癌患者癌组织和和癌旁组织线粒体DNA的细胞色素氧化酶-Ⅱ区扩增并测序,检测突变情况。结果 20例乳腺癌患者癌组织中共有4例mtDNA细胞色素氧化酶-Ⅱ区存在突变,癌旁组织中共有2例mtDNA细胞色素氧化酶-Ⅱ区存在突变。在20例乳腺癌组织中共有4个位点发生了突变,其中引起编码氨基酸改变的突变有1个。结论 mtDNA细胞色素氧化酶-Ⅱ区突变与乳腺癌发生、发展有相关性。

桑天牛线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ基因的PCR反应体系优化

建立一整套适用于研究桑天牛线粒体细胞色素氧化酶I(mtDNA CO I)基因的PCR反应体系,研究不同地理分布的桑天牛遗传多样性。通过L_(16)(4~5)正交组合试验和单因素梯度试验对缓冲液(Mg^(2+))、dNTP、随机引物、TaqDNA聚合酶、模板DNA的浓度和退火温度、循环次数等影响PCR扩增的重要因素进行优化。试验结果表明,50μL反应体系及反应程序中各因素优化组合为:缓冲液(含Mg^(2+))0.9mmol/L,dNTP 0.15mmol/L,随机引物0.44μnol/L,TaqDNA聚合酶3.0U,模板DNA75ng;退火温度47℃,循环次数35次。

线粒体DNA编码细胞色素氧化酶亚基基因突变与疾病

细胞色素氧化酶在人体内分布十分广泛 ,它的突变与人类疾病发生有密切的关系 ,通过分析线粒体DNA编码细胞色素氧化酶亚基基因的结构特点及其突变引起的主要疾病和其临床表现 ,比较了人类常见疾病和线粒体DNA编码细胞色素氧化酶亚基基因突变位点之间的关系 。

郑州地区4种尸食性苍蝇线粒体DNA中细胞色素氧化酶亚基基因序列检测

目的:通过检测尸食性苍蝇线粒体DNA(mtDNA)中细胞色素氧化酶亚基(COⅠ)中305bp基因序列,鉴定尸食性苍蝇的种类,解决依据形态学不能鉴定苍蝇幼虫种类的难题。方法:随机采集郑州市区、郊区等不同放置地点的实验动物尸体上的2科4种共17个苍蝇的成虫、蛹、卵为样本,提取上述样本的mtDNA进行PCR扩增,产物检测与纯化、正反双向测序,并使用相关软件进行序列拼接、比对及进化距离分析,并构建种内和种间的系统发育树。结果:种内进化分歧均数小于1%,种间进化分歧均数大于1%,具有统计学意义。结论:尸食性苍蝇mtD-NA中COⅠ序列分析能有效地对尸食性苍蝇的种类进行鉴定,该方法简便、快捷、准确,可作为法医鉴别尸食性苍蝇种类的可靠依据。

藏獒线粒体细胞色素氧化酶亚基基因序列的测定与犬科动物系统发育分析

旨在研究藏獒的起源、分类地位,及其与世界上其他大型家犬品种间的系统发育关系,根据家犬线粒体基因组序列设计引物,扩增藏獒线粒体3个细胞色素氧化酶亚基基因(COⅠ、COⅡ和COⅢ)的全序列,并以大熊猫为外类群,运用邻接法和最大似然法分析包括藏獒在内的20个犬科动物的系统发育关系。结果发现,藏獒线粒体基因组中COⅠ、COⅡ和COⅢ长度分别为1 545、684和784 bp,分别编码514、227和261个氨基酸;系统发育分析发现,藏獒、12个家犬品种与灰狼聚在一起,说明藏獒与家犬亚种内其他家犬品种一样起源于灰狼;家犬亚种内的13个家犬品种可以分为3大类,藏獒与圣伯纳犬、英国老式牧羊犬、兰伯格犬聚为一类,说明藏獒与圣伯纳犬、英国老式牧羊犬、兰伯格犬的亲缘关系较近,从分子水平上证实圣伯纳犬等大型家犬品种可能含有藏獒的血统。由此得出结论:藏獒起源于灰狼,在动物学分类地位上属于食肉目、犬科、犬属、狼种、家犬亚种;圣伯纳犬等大型家犬品种在品种形成过程中可能引入了藏獒的血统。

骨髓增生异常综合征与线粒体细胞色素氧化酶基因突变初探

骨髓增生异常综合征(MDS)与线粒体基因突变的关系是近年来血液肿瘤发病机制研究的热点。本研究旨在分析MDS患者线粒体细胞色素氧化酶基因COI和COII是否存在不同于正常组织的突变,这些突变是否为"热点突变"。18例MDS患者纳入本研究,患者年龄20-70岁。18例中RA2例,RCMD 3例,RAEB 7例,AML(MDS转化)5例,MPD/MDS 1例。分别提取MDS患者骨髓单个核细胞和颊粘膜细胞的总DNA,用PCR方法扩增线粒体细胞色素氧化酶基因COI和COII的高度突变区,以获得528 bp(7181-7709)基因片段,产物经纯化后双向测序,将结果与DNA文库标准序列和患者自身正常组织对应序列比较,对突变结果进行分析。结果表明:所检测的18例患者线粒体细胞色素氧化酶基因COI和COII中高度突变区528 bp的片段中共发现3个单核苷酸序列突变,分别为7674 T→C,7353 A→G和7702 Ins G。前2个突变存在于相同个体的颊黏膜细胞和骨髓细胞,导致编码的异亮氨酸改变为蛋氨酸,蛋氨酸改变为缬氨酸。7702 Ins G插入仅见于骨髓细胞,导致移码,这可能与MDS细胞突变有关。结论:本研究病例中没有发现文献报道的细胞色素氧化酶基因COI和COII"热点突变",但发现3个新突变,提示mtDNA突变在MDS发病中仍然是一个异质性很大的复杂现象,可能是疾病过程中的一个前期或伴随现象。

幽门螺杆菌对胃癌细胞线粒体DNA编码的细胞色素氧化酶基因表达的影响

背景:既往研究表明胃黏膜细胞核基因组有线粒体DNA(mtDNA)片段整合,且这种整合与幽门螺杆菌(H.pylori)感染有关,并参与胃癌的发生。mtDNA片段与核基因整合后,是否会引起所编码基因表达的改变,这种改变是否与H.pylori感染有关尚不明确。目的:观察H.pylori作用于胃癌细胞后线粒体编码基因细胞色素氧化酶(COX)Ⅰ、COXⅡ和COXⅢmRNA表达的变化,探讨H.pylori致胃癌的分子机制。方法:将6μl/mlH.pylori培养滤液与胃癌细胞分别作用4h、8h和12h,收集细胞,提取RNA,应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测各时间点COXⅠ、COXⅡ和COXⅢmRNA的表达。结果:H.pylori作用4h后,线粒体COXⅠ、COXⅡ和COXⅢmRNA的表达有所降低,8h时下降更明显,12h时段下降速度减缓;除COXⅡ4h时与对照组无差异外,其余各时间点的表达量均显著低于对照组(P<0.05)。结论:H.pylori可引起胃癌细胞线粒体编码基因COXⅠ、COXⅡ和COXⅢmRNA表达下调,影响线粒体的功能。

稻纵卷叶螟线粒体基因组及细胞色素C氧化酶基因分析

线粒体基因是研究生物系统进化的重要分子标记,本文对迁飞昆虫稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis线粒体DNA进行扩增及注释,结果表明:稻纵卷叶螟线粒体基因组全长15377bp,AT含量为82%,基因组结构为鳞翅目所特有的CR-M-I-Q结构。以细胞色素C氧化酶基因(COX)为分子标记,对有翅类昆虫22个物种进行系统树构建,发现与昆虫翅的发生高度吻合。对存在于PCGs终止密码子判定的争议予以阐明并提出注释建议,有利于今后动物线粒体基因组序列注释的统一规范。

微波对大鼠脑线粒体细胞色素C氧化酶亚基转录水平的影响

目的 观察微波辐照对大鼠大脑皮层和海马组织线粒体编码基因COXⅠ和核编码基因COXⅣmRNA表达水平的影响 ,探讨微波辐照是否影响线粒体能量代谢。方法 平均功率密度为 3mW /cm2 和 3 0mW /cm2 微波急性辐照大鼠 1h后 ,应用RT PCR检测大鼠大脑皮层和海马组织COXⅠ和COXⅣ基因转录水平的变化。结果 3mW /cm2 微波辐照后 0、3、2 4h ,大鼠脑海马和大脑皮层COXⅠ、COXⅣmRNA表达无显著变化。 3 0mW /cm2 微波辐照后 0、3、2 4h ,大鼠脑海马和大脑皮层COXⅠmRNA表达均明显降低 ,而COXⅣmRNA表达无显著变化。结论 微波辐照下调大鼠大脑皮层和海马线粒体编码基因COXⅠmRNA表达 ,并存在剂量依赖关系 。

外源乙烯对桃果实采后贮藏过程中线粒体内细胞色素氧化酶的影响

以硬溶质型桃果实‘加纳岩’为试材,研究外源乙烯处理对桃果实采后贮藏过程中呼吸速率、乙烯释放量、细胞色素氧化酶(cytochrome C oxidase,COX)活性以及线粒体编码的COX 3种亚基(COXⅠ、COXⅡ、COXⅢ)基因表达量的影响。结果表明:外源乙烯处理加速了硬溶质型桃果实‘加纳岩’在采后贮藏过程中硬度的下降,促进了呼吸作用和内源乙烯释放,使呼吸高峰和乙烯释放高峰提前出现。同时外源乙烯抑制了COX酶活性,抑制了贮藏后期COXⅠ和COXⅡ亚基基因的表达,抑制了整个贮藏过程中COXⅢ亚基基因的表达。外源乙烯处理抑制了COX途径的呼吸,加速了果实的软化衰老。

湖北省庙河地区钉螺细胞色素C氧化酶1基因差异的研究

目的 比较湖北省庙河沿岸地区钉螺CO1基因序列的差异 ,探讨光壳螺与肋壳螺差异的原因。方法 在该地区选 7个点 (上游 4个点 ,下游 3个点 )采集钉螺 ,用CTAB法提取钉螺基因组DNA ,PCR方法扩增CO1基因 ,纯化后测序 ,运用ESEE软件排序并比较变异位点 ,观察各点钉螺的CO1基因单倍体型 ,运用PHYLIP软件计算遗传距离 ,绘制基因进化树。结果 获得CO1基因大小为 638bp ,上游和下游累积变异位点数分别为 2 9和 46,两者差异具有显著性 ;各采集点内钉螺按变异位点多少可分为两组 ;各采集点间存在有相同的基因单倍体型 ;上游和下游螺群之间的遗传距离为 0 0 2 2 1± 0 0 10 5 ;在FITCH绘制的基因进化树上 ,上游和下游地区钉螺交错分布在同一亚种不同的两个分支中。结论 在不同的生态环境下 ,下游地区钉螺CO1基因的变异强度比上游大 ;庙河各采集点螺群间存在一定的基因流动 ;庙河地区螺群属湖北钉螺湖北亚种 (O h hupensis) ,可能存在着两种不同进化速率的螺群。

细胞色素P450氧化酶基因多态性对药物代谢影响的研究进展

细胞色素P450氧化酶是人体内的一种重要代谢酶,它能代谢和/或活化许多种药物、前致癌物、前毒物和致变剂。细胞色素P450氧化酶的基因具有遗传多态性,在人类存在等位基因的突变体。本文从基因结构、底物和影响其活性的因素、遗传多态性的分子机制等方面综述细胞色素P450氧化酶的研究进展。

中国汉族人群不同性别细胞色素氧化酶CYP2C19基因多态性的比较

目的 考察性别对中国汉族人群细胞色素氧化酶CYP2C19遗传多态性的影响。方法 应用限制性片段长度多态性分析法 (PCR RFLP)对 14 0名男性和女性中国健康志愿者进行了基因多态性分析。结果 男性中基因型为野生型纯合子wt mt占 4 4 2 3% (2 3 5 2 ) ,基因型为杂合子wt m1和wt m2占 4 4 2 3% (2 3 5 2 ) ,基因型为突变型纯合子m1 m1和m1 m2占 11 5 4 % (6 5 2 ) ;而女性中基因型为野生型纯合子wt wt占 35 2 3% (31 88) ,基因型为杂合子wt m1和wt m2占 5 0 0 % (44 88) ,基因型为突变型纯合子m1 m1和m1 m2占 14 82 % (13 88)。在本实验中未发现m2 m2基因型。结论 在中国男性和女性受试者中 ,wt wt和m1 m1的发生率无显著差别。性别对中国汉族人群细胞色素氧化酶CYP2C19遗传多态性的影响在统计学上无差别。