变形链球菌表面蛋白PAc结构基因克隆工程数据分析

作者:彭志翔 樊明文 边专  文章来源:口腔医学纵横 

2008-4-29 15:51:06         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

[摘要] 目的:使变形链球菌重要毒力因子PAc蛋白编码基因pac的遗传工程背景清晰化,以利于克隆构建DNA防龋疫苗。 方法:运用DNASIS计算机分析软件包对pac全基因DNA序列进行酶切图谱,开放阅读框,遗传密码子,编码蛋白等结构参数分析,并就pac基因克隆化方案作出探讨。 结果:pac基因中多个限制性内切酶切点可供制取含重要功能域的目的DNA片段以克隆化;重要密码子及开放阅读框的阐述可帮助准确制定编码产生正确PAc读框的克隆方案。结论:pac基因的遗传工程背景资料分析增强了其克隆化方案的可操作性。
[关键词] pac基因; DNA分析软件包; 克隆工程

  自龋病被证实为一种细菌感染性疾病以来,人们一直希望通过免疫学方法达到预防龋病的目的。现代分子克隆工程技术为实现这一目的提供了最先进的手段。本文运用DNA计算机分析软件包对主要致龋菌变形链球菌(S.mutans)重要毒力因子PAc蛋白的结构基因pac全序列进行了限制性内切酶识别位点、开放阅读框、遗传密码子、 编码蛋白等结构参数分析,并结合有关文献对pac基因分子克隆的背景资料进行了研究,旨在使pac基因克隆工程的数据背景清晰化,以利于克隆构建DNA防龋疫苗方案的准确制订。

材料和方法

  一、材料
  1. c血清型S.mutans MT8148菌株表面蛋白抗原PAc 全核苷酸序列(Okahashi等,1989)。
  2. c血清型S.mutans MT8148菌株表面蛋白抗原PAc 全氨基酸代码序列 (美国GenBank, 权限号X14490,1995)。
  二、方法
  运用DNASIS计算机分析软件包(日本日立软件工程公司开发),对pac基因核苷酸序列及PAc蛋白氨基酸序列进行限制性内切酶识别位点、开放阅读框、遗传密码子、 编码蛋白、特定氨基酸含量等一级结构参数分析。

结 果

  一、结构区域分析
  pac基因的核苷酸序列由4695 个碱基组成,编码1565个残基的蛋白质。pac基因产物中有两个重复氨基酸序列区域,其中一个在N末端的219~464位残基,富含丙氨酸,但不含脯氨酸及甘氨酸,为A区。A区由三个串联重复片段组成。另一个保守区域是在中央区的867~967位残基,富含脯氨酸,为P区。P区以39个残基为一个片段单位串联重复2.5次。C末端1493~1544位残基有一个富含脯氨酸序列。以上分析结果同Okahashi发表的文献数据[1]。

表1 脯氨酸(proline)及丙氨酸(alanine)在A/P/C末端区和PAc中的含量
  A区 P区 C末端区 pac全序列
proline (%)   33.0 28.8 6.4
alanine (%) 33.1     12.3
  二、限制性核酸内切酶识别序列
  在分子克隆过程中,目的基因片段通常由限制性核酸内切酶切割DNA分子获得,而具有单一酶切识别位点的内切酶最为常用,此类酶可以准确地切下所需DNA片段并使其被最大限度回收。以下为pac基因中具单一酶切识别位点的限制性内切酶:

表2 pac基因中具有单一酶切识别位点的限制性核酸内切酶

内切酶 识别序列 切割位点(bp) 所切片段大小(bp)
BamHⅠ G!GATCC 4483 4482, 213
BglⅠ GCCNNNN!NGGC 1130 1129, 3566
HindⅢ A!AGCTT 3933 3932, 763
SacⅠ GAGCT!C 1206 1205, 3490
SacⅡ CCGC!GG 4526 4525, 170
XbaⅠ T!CTAGA 1663 1662, 3033

  通常选择两个单一切点限制性内切酶进行双酶切,以得到目的基因片段。在上述pac基因单一切点内切酶中,有几组酶因所切片段包含了pac基因中的重要结构区域而引起注意:

表3 pac基因双酶切所得目的片段及所含重要结构区域

内切酶 目的片段大小(bp) 所含重要区域
BglⅠ/ SacⅡ 3396 部分A区
    部分C末端proline丰富区
    完整P区
BglⅠ/ BamHⅠ 3353 部分A区
    完整P区
SacⅠ/ SacⅡ 3300 部分A区
    部分C末端proline丰富区
    完整P区
SacⅠ/ BamHⅠ 3277 部分A区
    完整P区
XbaⅠ/ HindⅢ 2270 完整P区
XbaⅠ/ SacⅡ 2863 部分C末端proline丰富区
    完整P区

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责任编辑:姚红祥  

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