虹鳟冷休克蛋白Y-box基因的cDNA全长克隆与序列分析

采用逆转录PCR(RT-PCR)及cDNA末端快速扩增(RACE)技术从虹鳟(Oncorhynchus mykiss)脑组织中克隆了Y-box基因cDNA全长序列(GenBank登录号:FJ492962)。该基因cDNA全长为1 452 bp,其中5'端非翻译区(5'UTR)长137 bp,3'端非翻译区(3'UTR)长409 bp,开放阅读框(ORF)长906 bp,编码301个氨基酸。蛋白质相对分子质量为33.1×103。PSORTⅡ亚细胞定位显示该蛋白位于细胞核,富含两类核定位信号,分别为pat4与pat7。虹鳟的Y-box蛋白序列与大西洋鲑、斑马鱼和大菱鲆的同源性分别为99%、80%和79%。同源建模显示虹鳟与人的Y-box蛋白具有十分相似的三级结构。系统发育树显示不同物种的Y-box蛋白分为3个亚群:亚群Ⅰ为鱼类;亚群Ⅱ为两栖类、鸟类及哺乳类;亚群Ⅲ为节肢动物类,这与物种间的进化历程基本一致。

中间球海胆Y-box基因分子特性和表达分析

为获得Y-box蛋白在中间球海胆的生物学功能,实验克隆了中间球海胆Y-box基因的全长cDNA,并进行了定量表达模式分析。Y-box基因全长cDNA为2 425 bp,该序列具有一个81 bp的5'非编码区,1 348 bp 3'非编码区,ORF为996 bp,cDNA编码331个氨基酸的前体蛋白,预测蛋白分子质量为37.4 ku,理论等电点是8.55,属于亲水性蛋白。中间球海胆Y-box前体蛋白的氨基酸序列包含3个结构域:氨基酸N末端,亲水结构域C末端和冷休克结构域(cold shock domain CSD),其中CSD区为Y-box蛋白家族中保守结构域。海胆Y-box蛋白质二级结构中无规则卷曲占88.22%,延伸链占9.97%,α-螺旋1.98%,无-折叠。氨基酸序列与其他物种氨基酸序列的同源性为22.37%～41.26%,在保守结构域CSD区同源性达到75%以上。实时定量PCR检测,Y-box基因在中间球海胆体腔液、管足、围口膜、雄性性腺、雌性性腺、肌肉和肠7个不同组织中均有表达,但差异不显著。温度胁迫下,中间球海胆Y-box基因的表达均表现为下调,并且随着温度的升高,Y-box基因的表达量呈现逐渐下降的趋势。

刺参Y-box基因的克隆与表达分析

为了探究Y-box基因在刺参Apostichopus japonicus胚胎发育及性别分化中的作用,根据已有的EST序列,通过RACE技术克隆了刺参Y-box基因的cDNA全长序列,并利用实时定量PCR技术进行了表达模式分析。结果表明:刺参Y-box基因cDNA全长为1 142 bp,5’端UTR为102 bp,3’端UTR为215 bp,开放阅读框(ORF)为825 bp;Y-box基因cDNA全长编码274个氨基酸的前体蛋白,预测蛋白的相对分子质量为31 100,理论等电点为9.46,是亲水性蛋白;刺参Y-box氨基酸序列包含氨基酸N末端结构域、C末端结构域和冷休克结构域(CSD),其中CSD区在Y-box结合蛋白家族中非常保守;刺参Y-box结合蛋白质的二级结构没有α-螺旋和β-折叠,无规则卷曲占87.23%,延伸链占12.77%;刺参与其他物种的Ybox氨基酸的相似度为27%~41%,在冷休克区相似度很高,达到75%以上;构建的系统进化树表明,刺参与加州海兔Aplysia californica、栉孔扇贝Chlamys farreri、玻璃海鞘Ciona intestinalis聚为一支,为海洋无脊椎动物;经实时定量PCR检测,Y-box基因在小耳幼体中表达水平最高,且显著高于其他各发育阶段(P【0.05),在雄性性腺中的表达量显著高于雌性性腺(P【0.05)。研究表明,Y-box基因在刺参的胚胎发育及性别分化中发挥重要作用。

日本七鳃鳗(Lampetra japonica)Lyb基因的克隆与分析

采用RT-PCR和RACE技术,从日本七鳃鳗(Lampetra japonica)口腔腺、肝脏中分离获得了3条Y-box基因序列,分别命名为Lyb1、Lyb2和Lyb3,生物信息学分析其编码的蛋白质序列长度分别为331、181和171个氨基酸残基。采用DNAMAN软件,将七鳃鳗的3个Y-box蛋白氨基酸序列蛋蛋蛋、蛋马蛋、蛋蛋、蛋蛋蛋和小鼠Y-box蛋白进行同源性分析,结果显示他们共有一个保守的冷休克结构域,其中包含两个RNA结合基序RNP-1和RNP-2,表明获得的Lyb基因属于Y-box基因家族成员。此外,从Swiss-Prot下载了经实验验证过的Y-box蛋白序列数据,结合实验克隆得到的Lyb基因所编码的氨基酸序列构建系统发育树,发现Y-box基因在有颌类出现以前只有一种类型,有颌类出现以后,Y-box基因分化成YB1、YB2和CSDA三种类型。