落地生根S-腺苷高半胱氨酸水解酶基因的克隆及生物信息学分析

河南农业科学，2024，53（2）：136‐143JournalofHenanAgriculturalSciencesdoi:10.15933/ki.1004-3268.2024.02.015

嗜水气单胞菌外膜蛋白TolB的原核表达及生物信息学分析陈甜梦，蔡彤璇，王嘉璐，田牧野，赵宝华，刘东（河北师范大学生命科学学院，河北石家庄050024）摘要：为筛选TolB作为嗜水气单胞菌（Aeromonashydrophila）渔用疫苗候选抗原，从嗜水气单胞菌中克隆了外膜蛋白tolB基因并异源表达，采用生物信息学方法预测TolB的理化性质和结构特征。结果显示，tolB基因片段（去除信号肽）全长1263bp，编码1条含有420个氨基酸残基的多肽，分子质量45.78ku。成功在大肠杆菌E.coliBL21（DE3）中异源表达TolB蛋白，其为稳定的亲水性外膜蛋白。TolB蛋白家族在不同菌株间具有同源性，尤其在气单胞菌间亲缘关系更近。TolB蛋白二级结构以无规则卷曲为主，具有潜在的B细胞、细胞毒性T淋巴细胞（CTL）和辅助T细胞（Th）抗原表位；相互作用网络主要为Tol-Pal系统蛋白。综上，TolB具有成为嗜水气单胞菌亚单位疫苗有效候选抗原的特性。关键词：嗜水气单胞菌；TolB；原核表达；蛋白质纯化；生物信息学中图分类号：S94；Q816文献标志码：A文章编号：1004-3268（2024）02-0136-08ExpressionandBioinformaticsAnalysisofAeromonashydrophilaOuterMembraneTolBProteinCHENTianmeng，CAITongxuan，WANGJialu，TIANMuye，ZHAOBaohua，LIUDong（CollegeofLifeScience，HebeiNormalUniversity，Shijiazhuang050024，China）Abstract：ThepurposeofthisstudyistoevaluatetheapplicationofTolBasthecandidatevaccineantigentopreventAeromonashydrophilainfectioninfish.OutermembraneproteingenetolBfromA.hydrophilawasclonedandexpressedinEscherichiacoliBL21（DE3）.PhysicochemicalpropertiesandadvancedstructuresofTolBproteinwereanalyzedbybioinformatics.TheresultsindicatedthattolBgenehadanopenreadingframeof1263bp（excludesignalpeptide），encodingaprotein（TolB）of420aminoacidswithmolecularmassof45.78ku.TolBwassuccessfullyexpressedandpurifiedfromEscherichiacoliBL21（DE3）.TolBwasastableandhydrophilicoutermembraneprotein.TolBhadhomologyamongdifferentbacteria，andwasmorecloselyrelatedinAeromonas.ThesecondarystructureofTolBwasdominatedbyrandomcoil.TolBhadpotentialB，CTLandThcellantigenepitopesandinteractedwithotherTol‐Palsystemproteins.Inconclusion，TolBcouldbeusedasaneffectivevaccinecandidateantigenagaisntA.hydrophila.Keywords：Aeromonashydrophila；TolB；Prokaryoticexpression；Proteinpurification；Bioinformatics

何雨航，杜易桓，郭　昊，等．水稻ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ基因组织表达模式与生物信息学分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０２１，４９（７）：６７－７１．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２１．０７．０１１

水稻ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ基因组织表达模式与生物信息学分析

何雨航，杜易桓，郭　昊，赵　󰀡，马银花

（湖南人文科技学院农业与生物技术学院／农田杂草防控技术与应用协同创新中心，湖南娄底４１７０００）

摘要：主要探究ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ基因在水稻中的组织表达模式，并对其作生物信息学分析。采用实时荧光定量ＰＣＲ技术分析ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ基因的表达模式。用ＥｘＰＡＳｙ－Ｐｒｏｔｐａｒａｍ、Ｐｒｏｔｓｃａｌｅ、ＣＤＤ、ＳＯＰＭＡ、Ｐｈｙｒｅ２、Ｐｓｏｒｔ等在线工具对ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ进行生物信息学分析。经组织表达模式分析可知，ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ基因在叶片中的含量最多，其次是茎，含量最少的为根。通过ＥｘＰＡＳｙ－Ｐｒｏｔｐａｒａｍ分析发现，ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ分子量为１６．４２９８９ｋｕ，是一种具有亲水性的不稳定的碱性蛋白。该蛋白属于ＥＮＯＤ９３超级家族。通过ＳＯＰＭＡ在线软件对ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ蛋白的二级结构进行分析预测，发现其由无规则卷曲（４１．５６％）、α－螺旋（３９．６１％）、延伸链区（１４．９４％）和β－转角（３．９０％）４种形式组成。此外，利用不同在线工具对ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ蛋白的三级结构、保守区域、亚细胞定位进行生物信息学分析。结果表明，ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ基因在进化过程中具有一定的保守性，并有多样的潜在功能待研究。研究结果为进一步探明ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ基因的生物学功能提供了依据。 关键词：水稻；ＥＮＯＤ；ＯｓＥＮＯＤ９３ｂ；组织表达模式分析；生物信息学 中图分类号：Ｑ７８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２１）０７－００６７－０４

收稿日期：２０２０－０８－２５基金项目：湖南省自然科学基金（编号：２０１９ＪＪ５０２８１）；湖南省教育厅项目（编号：１８Ｂ４５５）；国家级大学生创新创业训练计划平台项目（编号：２０１９１０５５３０２７Ｘ）。作者简介：何雨航（１９９９—），女，湖南邵阳人，主要从事水稻遗传及转基因方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：１８３５１４７７１３＠ｑｑ．ｃｏｍ。通信作者：马银花，博士，讲师，主要从事水稻遗传及转基因方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａｙｉｎｈｕａ１９８８＠１２６．ｃｏｍ。 水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）是稻属谷类作物，这类经

櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄Ｇａｌａｃｔｉｎｏｌｓｙｎｔｈａｓｅ１，ａｎｏｖｅｌｈｅａｔｓｈｏｃｋｆａｃｔｏｒｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｈｅａｔ－ｉｎｄｕｃｅｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｒａｆｆｉｎｏｓｅｆａｍｉｌｙｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２００４，１３６（２）：３１４８－３１５８．［７］ＭａｒｕｙａｍａＫ，ＴａｋｅｄａＭ，ＫｉｄｏｋｏｒｏＳ，ｅｔａｌ．ＭｅｔａｂｏｌｉｃｐａｔｈｗａｙｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｃｏｌｄａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓａｎｄｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｓｒｅｇｕｌａｔｅｄｂｙＤＲＥＢ１ＡａｎｄＤＲＥＢ２Ａ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２００９，１５０：１９７２－１９８０．［８］ＷａｎｇＬ，ＳｈａｎｇＨ，ＬｉｕＹＸ，ｅｔａｌ．Ａｒｏｌｅｆｏｒａｃｅｌｌｗａｌｌｌｏｃａｌｉｚｅｄｇｌｙｃｉｎｅ－ｒｉｃｈｐｒｏｔｅｉｎｉｎｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｓｕｒｒｅｃｔｉｏｎｐｌａｎｔＢｏｅａｈｙｇｒｏｍｅｔｒｉｃａ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＢｉｏｌｏｇｙ，２００９，１１（６）：８３７－８４８．［９］ＬｉｕＪＪ，ＫｒｅｎｚＤＣ，ＧａｌｖｅｚＡＦ，ｅｔａｌ．Ｇａｌａｃｔｉｎｏｌｓｙｎｔｈａｓｅ（ＧｏｌＳ）：ｉｎｃｒｅａｓｅｄｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｌｅｖｅｌｓｏｆｍＲＮＡｄｕｅｔｏｃｏｌｄａｎｄｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，１９９８，１３４（１）：１１－２０．［１０］ＺｈｏｕＴ，ＺｈａｎｇＲ，ＧｕｏＳＤ．ＭｏｌｅｃｕｌａｒｃｌｏｎｉｎｇａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＧｈＧｏｌＳ１，ａｎｏｖｅｌｇｅｎｅｅｎｃｏｄｉｎｇｇａｌａｃｔｉｎｏｌｓｙｎｔｈａｓｅｆｒｏｍｃｏｔｔｏｎ（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍ）［Ｊ］．ＰｌａｎｔＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙＲｅｐｏｒｔｅｒ，２０１２，３０（３）：６９９－７０９．［１１］王　宁，陈　静，高　飞，等．盐芥ＴｓＧＰＸ３基因的克隆、亚细胞定位与原核表达［Ｊ］．生物技术通报，２０１６，３２（４）：１１０－１１５．［１２］李秀娟．盐藻ＤｓＲａｂ基因的载体构建、原核表达及亚细胞定位分析［Ｄ］．大连：大连海洋大学，２０１４：３２－３５．［１３］杨泽伟，王龙海，朱　莉，等．高粱ＳｂＧＡＢＡ－Ｔｓ基因的克隆、原核表达及纯化［Ｊ］．生物技术通报，２０１５，３１（５）：９３－９９．［１４］廖小淼，何其光，刘　耀，等．橡胶树炭疽菌ＣｓＰｂｓ２基因的原核表达分析［Ｊ］．分子植物育种，２０１９，１７（７）：２１２６－２１３２．［１５］常　丽，赵小英，郭　明，等．ＧＡ２ｏｘ１氧化酶基因的克隆及原核表达［Ｊ］．西北植物学报，２０１０，３０（６）：１０９９－１１０４．［１６］许雨晨，吕　哲，陈保善，等．稻瘟病菌Ｄａｍ１基因的克隆、原核表达及纯化［Ｊ］．基因组学与应用生物学，２０１６，３５（９）：２３８５－２３８９．　［１７］范　洁，王雨晴，李瑞梅，等．木薯中肌醇半乳糖苷合成酶基因在大肠杆菌中的表达［Ｊ］．分子植物育种，２０１５，１３（５）：１０２７－１０３２．　［１８］宋　健．沙冬青耐寒基因ＡｍＧｏｌＳ的克隆和遗传转化研究［Ｄ］．泰安：山东农业大学，２００７：４４－４５．王　玲，刘晓伟，江　纳，等．蔓花生ＡＰ２基因家族的生物信息学分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０２０，４８（１４）：６５－７７．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２０．１４．０１１

第44卷第2期

2021年3月河北农业大学学报JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL UNIVERSITYVol.44 No.2

Mar.2021

绵羊CTSB基因过表达载体的构建及生物信息学分析

韩红叶1，张丽萌2，刘爱菊1，马晓菲1，李悦欣1，高 旭1，王志刚1，田树军1,3

(1. 河北农业大学 动物科技学院,河北 保定071001; 2. 郑州师范学院分子生物学实验室,郑州450044; 3.河北

省牛羊胚胎技术创新中心, 河北 保定071001)

摘要：为了构建组织蛋白酶B（Cathepsin B，CTSB）基因的真核表达载体，进一步研究其蛋白的结构和功能，

本试验以绵羊卵巢组织的cDNA为模板，扩增绵羊卵巢CTSB基因的CDS编码区，将其插入真核表达载体中成

功获得重组质粒pcDNA3.1-CTSB，利用生物学信息学分析软件对绵羊卵巢CTSB基因的结构和功能进行分析鉴

定。研究结果表明：成功构建了重组质粒pcDNA3.1-CTSB，发现CTSB基因主要在细胞外行使功能，CTSB蛋

白具有翻译后磷酸化及糖基化修饰特性，CTSB与LGMN、NLRP3、CTSD蛋白之间存在一定互作关系，上述

发现将为进一步探究绵羊CTSB基因的功能提供重要线索。

关键词：绵羊；CTSB；过表达载体；蛋白结构；蛋白功能

中图分类号：S826 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文献标志码：A

Construction of overexpression vector and bioinformatics

analysis of sheep CTSB gene

HAN Hongye1, ZHANG Limen2, LIU Aiju1, MA Xiaofei1, LI Yuexin1, GAO Xu1, 

WANG Zhigang1, TIAN Shujun1

（1.College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China; 2. Laboratory of Molecular Biology, Zhengzhou Normal University, Zhengzhou 450044, China; 3. Hebei Technology Innovation