中华按蚊CPF家族表皮蛋白基因的全基因组鉴定及其特征分析

• 作者: 乔梁 刘柏琦 许柏英 郑学令 陈斌
• 来源期刊: 昆虫学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 中华按蚊 表皮蛋白 CPF家族 保守基序 进化
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 生理与生化
• 页码范围: 622-631
• 分类号: Q966
• 语种: 中文
• DOI: 10.16380/j.kcxb.2016.06.005

摘要

[目的]鉴定中华按蚊Anopheles sinensis基因组上的CPF家族表皮蛋白基因,分析其基因结构和特征,推测其可能的生物学功能;同时比较研究代表性蚊种的CPF家族基因,提供CPF家族基因的信息框架.[方法]基于中华按蚊An.sinensis、冈比亚按蚊An.gambiae、微小按蚊An.minimus、埃及伊蚊Aedes aegypti、致倦库蚊Culex quinquefasciatus和黑腹果蝇Drosophila melanogaster全基因组序列,以冈比亚按蚊CPF家族基因序列为询问序列,采用BLASTP,TBLASTN和HMM方法鉴定这些物种的CPF家族基因;利用生物信息学方法预测中华按蚊CPF家族基因的结构、剪切模式、信号肽、跨膜区、结构域和3D结构等;采用最大似然法(maximum likelihood,ML)构建这些物种的系统发生关系,推断CPF家族基因的起源和进化.[结果]中华按蚊、冈比亚按蚊、微小按蚊、埃及伊蚊、致倦库蚊和黑腹果蝇全基因组共有4,4,4,3,3和3个CPF家族基因.中华按蚊的CPF基因被分别命名为AsCPF1,AsCPF2,AsCPF3和AsCPF4,这些AsCPF基因的全长cDNA序列分别为736,2 021,531和1 001 bp,分别编码219,345,148和185个氨基酸.AsCPF1,AsCPF2和AsCPF3仅含有一个内含子,但AsCPF4含有3个内含子,所有内含子均为0位内含子.AsCPF1,AsCPF2,AsCPF3和AsCPF4分别有3,2,1和2个不同的选择性剪切子.AsCPF3的表达量最高,其次是AsCPF4,AsCPF2和AsCPF1.推测的AsCPF1,AsCPF2,AsCPF3和AsCPF4的理论分子量分别为22.86,36.47,15.08和18.66 kD,等电点分别为9.08,8.97,9.44和9.16.AsCPF家族蛋白含有保守的44个氨基酸基序和C-末端基序;AsCPF1,AsCPF3和AsCPF4具有信号肽,为分泌型蛋白,而AsCPF2缺乏信号肽,为非分泌蛋白.二级结构分析显示,4个AsCPF均具有α-螺旋,无规卷曲和延伸链,只有AsCPF4有一段跨膜片段,位于第5-27位氨基酸.系统发育分析显示,CPF3基因可能是最早分化出来的CPF家族基因,CPF1和CPF2基因可能是同一祖先基因经过一个基因重复事件分化形成的,CPF4基因很可能是按蚊所特有的,是最晚分化出来的CPF基因.以冈比亚按蚊为对照,替换率分析显示,中华按蚊CPF表皮蛋白的Ka/Ks值均小于1,表现出纯化选择.[结论]对中华按蚊CPF家族基因在全基因组上的鉴定和特征分析,及对代表性蚊虫CPF家族基因的比较分析,揭示了蚊虫CPF家族基因的多样性、结构和氨基酸特征以及起源和进化,这为该家族基因的进一步研究和利用提供了信息基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈斌	重庆师范大学生命科学学院昆虫与分子生物学研究所	73	290	9.0	15.0
2	乔梁	重庆师范大学生命科学学院昆虫与分子生物学研究所	11	55	3.0	7.0
3	刘柏琦	重庆师范大学生命科学学院昆虫与分子生物学研究所	2	2	1.0	1.0
4	许柏英	重庆师范大学生命科学学院昆虫与分子生物学研究所	8	10	2.0	2.0
5	郑学令	重庆师范大学生命科学学院昆虫与分子生物学研究所	1	2	1.0	1.0