贵州白山羊肌细胞生成素基因克隆与生物信息学分析OA北大核心CSTPCD

【目的】克隆贵州白山羊肌细胞生成素(myogenin)基因并对其结构特性进行生物信息学分析,为进一步探索该基因调控山羊肌肉发育的分子机制提供重要参考依据。【方法】以贵州白山羊血液基因组DNA为模板,设计4对特异性引物,运用PCR扩增、Sanger直接测序及序列拼接方法获得贵州白山羊myogenin基因完整编码区核苷酸序列,应用BioEdit 7.0、NetPhos 3.1、Conserved Domains Search、SMART、Motif Scan等生物信息学软件分别分析该基因核苷酸与氨基酸序列的组成、编码蛋白磷酸化位点、关键结构域和功能模体等结构特性,通过DNAStar Lasergene、DNAMAN 8.0和Mega 5.0软件分别进行15个偶蹄目物种myogenin基因编码氨基酸序列相似性比对及系统进化树构建。【结果】贵州白山羊myogenin基因序列全长2424 bp(获得GenBank登录号:HZ53289),由3个外显子、2个内含子、部分5′-UTR和3′-UTR构成,长度分别为471、82、122、765、589、135和260 bp,编码区长度为675 bp,共编码224个氨基酸。贵州白山羊myogenin蛋白第1—86位氨基酸为生肌决定因子(myogenic determining factors,MyoD)家族特有碱性结构域(Basic domain),第81—139位氨基酸为螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,H-L-H)结构域,第160—170位氨基酸为低复杂度结构域,存在21个磷酸化位点和核定位信号蛋白等功能模体结构。氨基酸序列比对表明,6个半胱氨酸残基、1个核定位信号和1个低复杂度结构域在15个偶蹄目物种完全保守。myogenin基因编码氨基酸序列相似性与系统进化分析均显示,贵州白山羊与波尔山羊、湖羊和马可波罗盘羊的亲缘关系最近。【结论】本研究成功克隆得到贵州白山羊myogenin基因全长序列,大小为2424 bp,编码224个氨基酸,myogenin蛋白包含Basic domain和H-L-H结构域。该结果可为myogenin基因调控山羊肌肉发育的分子机制研究提供理论参考。