中华蜜蜂GABARAP基因克隆、生物信息学分析及原核表达载体的构建

【目的】对中华蜜蜂(Apis cerana cerana)中自噬相关蛋白Atg8家族成员γ-氨基丁酸相关受体蛋白(gamma-aminobutyric acid receptor type associated protein,GABARAP)基因进行克隆鉴定和生物信息学分析,并在大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中进行原核表达,以期为后续探究该基因的功能奠定基础。【方法】根据GenBank中西方蜜蜂(Apis mellifera)GABARAP基因序列(登录号:XM_001120069.5)设计引物,采用巢式PCR对中华蜜蜂GABARAP基因进行扩增、克隆;运用生物信息学软件对其氨基酸序列相似性、二级结构、三级结构进行比对和预测分析;构建GABARAP基因原核表达载体,利用Western blotting对GABARAP蛋白进行鉴定后并用IPTG诱导纯化。【结果】经巢式PCR扩增得到中华蜜蜂GABARAP基因序列;使用在线BLAST工具对氨基酸相似性进行分析显示,中华蜜蜂GABARAP与西方蜜蜂、大蜜蜂、小蜜蜂、欧洲熊蜂、东方熊蜂的氨基酸序列相似性为100%;氨基酸序列系统进化树显示,中华蜜蜂与西方蜜蜂亲缘关系最近,与秀丽隐杆线虫亲缘关系最远。生物信息学分析结果显示,GABARAP基因编码区全长354 bp,编码117个氨基酸,蛋白分子质量为13.99 ku,理论等电点为9.48;GABARAP蛋白二级结构主要由3个α-螺旋、4个β-折叠和6个多肽结合位点构成,二、三级结构预测结果一致;SDS-PAGE分析结果显示,IPTG诱导的GABARAP蛋白分子质量为35 ku;Western blotting鉴定结果证明了His单克隆抗体可以特异性识别GABARAP蛋白。【结论】本研究成功克隆了中华蜜蜂GABARAP基因,获得了GABARAP蛋白并进行了生物信息学分析,为进一步研究GABARAP基因及其蛋白在自噬发生中的作用提供了参考。