雞十二指腸、法氏囊IFN-α基因的克隆和生物信息學分析

石軼男 聶瑞強

（山西農業大學動物科技學院，山西太谷 030801）

雞十二指腸、法氏囊IFN-α基因的克隆和生物信息學分析

石軼男 聶瑞強

（山西農業大學動物科技學院，山西太谷 030801）

IFN-α是干擾素的一種，其對動物免疫力和抗病能力的增強有重要的作用，本試驗首次通過PCR技術克隆雞十二指腸和法氏囊IFN-α基因，并使用生物信息學的方法分析IFN-α基因和蛋白的理化性質和結構。結果顯示，雞十二指腸、法氏囊都有IFN-α基因的表達，其是一種主要由α螺旋排列而成的蛋白質。

干擾素；IFN-α；生物信息學

動物免疫力和抗病能力的增強對動物生產有重要的意義。干擾素（interferon，IFN）是目前研究中最為活躍的細胞因子，其在機體的抗病毒和免疫調節中有重要的作用［1］。IFN 產生后，不是直接發揮抗病毒和增強免疫的作用，其是通過激活相關的酶和作用通路來發揮作用的，其中包括JAK-STAT 途徑［2］，MAPK p38 途徑［3］和PI3K途徑。IFN-α是干擾素的一種，其是由白細胞產生的，在動物機體提高免疫力和抗病毒能力中發揮著重要的作用。本文通過擴增雞的十二指腸和法氏囊中的IFN-α基因，來驗證IFN-α基因在雞的這兩個免疫器官中都有表達，同時，通過生物信息學的方法來分析其編碼蛋白的理化性質和分子結構。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器及試劑

PCR儀、DNA marker、瓊脂糖、溴化乙錠（EB）

1.2 IFN-α基因的克隆

以雞十二指腸和法氏囊cDNA為模板使用普通PCR儀克隆IFN-α基因片段，同時使用1%瓊脂糖凝膠進行電泳。

1.3 IFN-α基因及其編碼蛋白的生物信息學分析

使用Protparam、NPS、 phyre2對IFN-α蛋白進行蛋白質結構分析。

2 結果與分析

2.1 IFN-α基因序列的查找

在NCBI中，查到IFN-α基因序列的編號為GU119896.1。

2.2 IFN-α基因的克隆

設計出的引物目的條帶為189bp，通過實驗我們可以看到凝膠上的條帶大小在150～200bp，證明目的條帶為IFN-α基因。說明雞十二指腸和法氏囊都有IFN-α基因的表達（圖1）。

圖1 IFN-α基因片段電泳圖

2.3 IFN-α蛋白質一級結構分析

利用Protparam對IFN-α編碼蛋白的一級結構進行分析。結果顯示，IFN-α蛋白質的分子式為C976H1526N296O282S8，原子總數3088，蛋白質分子質量22175.1，理論等電點9.06，氨基酸總數193。在氨基酸組成上，亮氨酸Leu（L）最多，有28個，占14.5%。總的帶負電殘基（Asp+Glu）為14，總的帶正電殘基（Arg+Lys）為19。

2.4 IFN-α蛋白質二級結構分析

通過NPS軟件預測可知，IFN-α蛋白質二級結構中，α螺旋所占比例為39.38%，無規則卷曲所占比例為52.85%（圖2）。

圖2 IFN-α蛋白質二級結構分析

圖3 IFN-α蛋白質三級結構分析

3 討論

本實驗以雞十二指腸和法氏囊的cDNA為模板，克隆IFN-α基因，并通過生物信息學的方法，IFN-α蛋白的一級結構，二級結構，三級結構。結果顯示，雞十二指腸和法氏囊中都含有IFN-α基因，其編碼含有193個氨基酸殘基的IFN-α蛋白，IFN-α蛋白質的分子式為C976H1526N296O282S8，原子總數3088，蛋白質分子質量22175.1，理論等電點9.06，氨基酸總數193。在氨基酸組成上，亮氨酸Leu（L）最多，有28個，占14.5%。總的帶負電殘基（Asp+Glu）為14，總的帶正電殘基（Arg+Lys）為19。IFN-α蛋白質二級結構中，α螺旋所占比例為39.38%，無規則卷曲所占比例為52.85%。IFN-α蛋白質的三級結構主要是由5個α螺旋緊密排列而成。

4 結論

雞十二指腸、法氏囊都有IFN-α基因的表達，其是一種主要由α螺旋排列而成的蛋白質。

［1］ Huang JS，Yao CJ，Chuang SE，Yeh CT，Lee LM，Chen RM，Chao WJ，Whang-Peng J，Lai GM：Honokiol inhibits sphere formation and xenograft growth of oral cancer side population cells accompanied with JAK/STAT signaling pathway suppression and apoptosis induction［J］.BMC cancer，2016，16（1）：245.

［2］ Subhashini，Chauhan PS，Dash D，Paul BN，Singh R： Intranasal curcumin ameliorates airway inflammation and obstruction by regulating MAPKinase activation（p38，Erk and JNK）and prostaglandin D2 release in murine model of asthma［J］.International immunopharmacology，2016，（31）：200-206.

［3］ Yan L，Shi G：［Effect of IFN-alpha on hepatic cancer SMCC-7721 cell via PI3K/Akt signaling pathway and related mechanism research［J］. Zhonghua yi xue za zhi，2015，95（36）：2960-2963.