昆明犬IGF-1基因CDS区克隆、生物信息学分析及组织表达研究

摘要

试验旨在系统研究昆明犬胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)基因的结构和功能,揭示该基因的组织表达规律,为探讨工作犬体型及生长发育性状提供基本数据.以昆明犬为试验材料,运用分子克隆技术扩增IGF-1基因CDS区,应用生物信息学方法进行序列同源性比对并构建系统进化树;获得对应的氨基酸序列并分析蛋白理化特性及蛋白亚细胞结构、亲疏水性和磷酸化位点,利用SOPMA和SWISS-MODEL软件预测蛋白二级结构并构建蛋白质三级结构模型;同时利用实时荧光定量方法检测该基因在昆明犬各组织的表达情况.结果 显示,昆明犬IGF-1基因CDS区长462 bp,编码153个氨基酸,其核苷酸序列与家犬的同源性较高(100％),与小鼠和鸡的同源性较低(82.6％和81.2％).IGF-1蛋白分子质量和理论等电点分别为16.97 ku和9.36,属亲水性分泌型蛋白,无跨膜结构,存在信号肽区域(第1-48位氨基酸);亚细胞定位分析表明,IGF-1蛋白主要分布于细胞核(56.5％)及线粒体(17.4％)中;磷酸化位点分析发现,IGF-1蛋白存在15个磷酸化位点;该蛋白的二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主.组织表达显示,IGF-1基因在昆明犬不同组织中均有表达,尤其在脾脏、肝脏及肾脏中呈现高表达.本试验结果为今后深入研究IGF-1基因功能提供了理论参考,并为深入探讨IGF-1基因对昆明犬生长发育性状研究提供一定的基础资料.