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驴朊蛋白基因序列分析

作者：陈建兴王银朝张庆蛟等

来源：《赤峰学院学报·自然科学版》2014年第23期

陈建兴1，王银朝2，张庆蛟2，陈海伟1，赵冰1

（1.赤峰学院生命科学学院，内蒙古赤峰024000；2.山东东阿阿胶股份有限公司，山东

聊城252201）

摘要：在我国，家驴及驴产品具有很大的市场开发潜力和价值.本研究通过生物信息学

技术分析了家驴朊蛋白基因PRNP的序列特征，为家驴向肉用方向进行抗病选育提供一定的分子

依据.经分析研究发现家驴PRNP基因CDS区翻译出255个氨基酸构成的多肽.家驴的朊蛋白中的

氨基酸以甘氨酸所占的比例最高（18.43%），其次为缬氨酸（8.63%），最低的为半胱氨酸

（1.18%）.对15条家驴PRNP基因的CDS区序列进行比对时只发现了C153T、T237C和G354C三

个突变，并且这三个突变均为沉默突变.家驴朊蛋白的编码存在明显的密码子使用偏好现象.另

外，我们重新界定了家驴朊蛋白各区块的具体大小和位置.

关键词：驴；朊蛋白；PRNP；序列分析

中图分类号：S588.9文献标识码：A文章编号：1673-260X（2014）12-0014-03

驴（Equusasinus）驯化成功后，在许多文化体系中，一直作为主要的驮运家畜为人类

文明的发展做出了巨大贡献[1].时至今日，在内蒙古的许多地区，如呼和浩特、赤峰等地，仍

能见到驴或骡子拉的车作为交通工具拉运重物（如建筑工地使用的钢管）和水果（进行贩卖）

等.另外，驴肉因味道鲜美、营养丰富，一直受到广大消费者的厚爱.驴乳因功能独特，也逐渐

为人们所认识和接纳[2].驴皮熬制的阿胶，数百年来一直作为补品，深受人们喜爱.我国家驴的

养殖数量在全世界范围内一直处于领先地位，驴产品具有很大的市场开发潜力和价值[3,4].

传染性海绵样脑软化病（transmissiblespongiformencephalopathies，TSE）是在人

类和哺乳动物中发现的一类中枢神经系统慢性退化性致死性疾病，又称朊病毒（prion）病.朊

蛋白基因（PrionProteingene，PRNP）在正常情况下编码一种细胞表面的糖蛋白，通常称其

为细胞型朊蛋白（PrPc，thecellularformofprionprotein），通过构象转变，PrPc可转

变为致病性的PrPsc（thescrapieformofprionprotein），而PrPsc在体内（一般是脑部）

蓄积可引发朊病毒病[5].朊病毒病在几种草食动物（绵羊、山羊、牛、马鹿、麂、大角羚）和

杂食动物（人、猫、水貂）中有过报道，但在马属动物中未见有感染此病的报道，估计一般情

况下，该病毒在各物种间的种属屏障和潜伏期会有很大不同.朊蛋白的RNA并非由一个外显子构

成，但整个开放阅读框（ORF）包含在一个单一的外显子中[5].张太翔和赵德明对德州驴与其余

7种动物朊病毒基因核苷酸和氨基酸序列进行比较，发现有三个区域变异较大，认为与种属屏

障和朊病毒的潜伏期有关[6].Zhang等[7]克隆测序并分析了西吉驴的PRNP基因，并将西吉驴

该序列与其余物种进行了比对分析.

对于家驴朊蛋白基因的研究，只有赵德明进行了一些研究[6~8].为此，本研究通过生物

信息学技术初步分析家驴朊蛋白基因的序列特征，可以更好地了解朊病毒病的发病机理，朊病

毒病的传递机制和种间屏障等，可为家驴的抗病育种提供分子依据，也可为朊病毒病制定相关

预防控制措施提供一些理论依据.

1材料与方法

1.1数据来源

所使用的家驴和仓鼠朊蛋白基因序列，全部来自GenBank，其GenBank登录号分别为：

EF127815、KC845010-KC845023和K02234.

1.2分析方法

多重序列比对采用DNAMAN7.0软件进行，家驴PRNP基因的密码子使用情况分析也采用

DNAMAN7.0来完成.家驴朊蛋白氨基酸组成分析通过MEGA6.0来完成.

2结果及分析

2.1家驴朊蛋白基因的比对分析

家驴朊蛋白基因的比对结果，见图1.从图中可见，家驴朊蛋白基因间共发现三处核苷酸

的改变，分别为C153T、T237C和G354C.由此三处核苷酸的改变，可将家驴朊蛋白基因分为CTG

（6个