牛MED28基因编码区克隆、生物信息学分析及组织表达谱研究

[目的]克隆牛介体复合物亚单位28(mediator complex subunit 28,MED28)基因CDS区,预测MED28蛋白的结构功能,并分析MED 28基因在牛各组织中的表达水平,为后续研究MED 28基因的功能奠定基础。[方法]以牛成肌细胞RNA反转录的cDNA为模板,利用PCR方法扩增并克隆牛MED 28基因CDS区。运用MegAlign、Mega 11.0软件进行MED28蛋白的相似性比对和系统进化树构建,利用ProtParam、ProtScale、SOPMA、SWISS-MODEL、MEME、STRING等在线软件分析MED28蛋白的理化性质及结构功能,并通过实时荧光定量PCR检测MED 28基因在牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、小肠、肌肉组织中的表达量。[结果]试验成功克隆MED 28基因CDS区,长度为537 bp,编码178个氨基酸。相似性比对结果表明,牛MED28蛋白与山羊、绵羊的相似性最高;系统进化树显示,牛与山羊、绵羊的遗传距离最近,与鸡的遗传距离最远。MED28蛋白属于不稳定的亲水性蛋白,无跨膜区和信号肽,主要在细胞外发挥作用,含有2个N-糖基化位点和21个磷酸化位点。MED28蛋白二级结构由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲组成,其中α-螺旋占比最大,蛋白结构稳定,与三级结构预测结果一致。蛋白互作网络分析表明,MED28蛋白与其家族的多种蛋白之间存在互作,且主要在转录途径和甲状腺信号通路中发挥作用。MEME预测结果表明,MED28蛋白的保守基序在牛、人、猪、小鼠、马、兔、山羊、绵羊之间是相同的;MED28蛋白结构域有低复杂度和卷曲螺旋序列。实时荧光定量PCR结果表明,MED 28基因在牛肌肉组织中的表达量显著高于其他组织(P<0.05)。[结论]牛和羊的亲缘关系最近、蛋白相似性高。MED28蛋白亲水且结构稳定,存在N-糖基化位点和磷酸化位点,无跨膜区和信号肽,主要分布在细胞外,并参与转录途径和甲状腺信号通路。MED 28基因在牛肌肉组织中高表达。以上结果可为进一步研究牛MED 28基因的功能提供参考。