疣鼻天鹅TLR4基因克隆及生物信息学分析

来源：中国畜牧兽医杂志2023年第9期北京时间：

作者：于鑫, 胡玉苗, 李芳兵, 杨亚东, 赵金, 冯亚莉, 张莹

单位：1. 沈阳农业大学动物科学与医学学院, 东北畜禽疫病研究教育部重点实验室, 辽宁盘锦湿地生态系统国家野外科学观测研究站, 沈阳 110866;2. 沈阳森林动物园管理有限公司, 沈阳 110164

摘要：【目的】克隆疣鼻天鹅Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)基因,并对其编码蛋白进行生物信息学分析,为进一步探索疣鼻天鹅TLR4蛋白抗病原微生物免疫机制提供重要参考依据。【方法】利用PCR扩增并克隆疣鼻天鹅TLR4基因CDS序列,应用NCBI-BLAST、Mega-X软件进行序列比对并构建系统进化树;利用ProtParam、SWISS-MODEL等软件预测TLR4基因编码蛋白的结构、功能及与宿主蛋白的相互作用关系,并进行GO功能和KEGG通路富集分析。【结果】试验成功克隆疣鼻天鹅TLR4基因CDS区序列,全长2 550 bp,已提交至NCBI,登录号为:OP908241。疣鼻天鹅TLR4基因CDS区序列中存在79个稀有密码子,其中含6段连续稀有密码子,编码849个氨基酸,与灰雁和鸿雁相似度较高,亲缘关系最近。TLR4蛋白的跨膜结构域位于第647―667位氨基酸处,N-端包含由36个氨基酸组成的信号肽,信号肽切割位点在第36―37位氨基酸之间,置信度为67.85%,含有10个N-糖基化位点和85个磷酸化位点,是亲水性蛋白,主要存在于细胞质中,与人TLR4蛋白有相似的三级结构,相似率为45.48%。TLR4蛋白共存在10个主要互作蛋白,富集得到96个GO功能条目和7条KEGG通路,其中GO功能条目包括物种间相互作用、免疫反应、应激反应、信号转导等;KEGG通路包括甲型流感、单纯疱疹病毒Ⅰ型感染及沙门氏菌感染等。【结论】疣鼻天鹅TLR4基因与灰雁和鸿雁亲缘关系最近,有明显的密码子种属选择性,含有6段连续稀有密码子,其蛋白存在跨膜结构域和信号肽,并与天然免疫应答、信号转导和应激反应密切相关。

关键词：疣鼻天鹅;TLR4基因')">TLR4基因;克隆;蛋白相互作用网络;GO功能;KEGG通路

基金资助：国家自然科学基金(32000357、32170539);兴辽英才计划(XLYC2007114);国家重点研发计划(2021YFD1800203);辽宁省重点研发计划(2020JH2/10200035)