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家蚕生物钟基因Bmcry1与Bmcry2的克隆及生物信息学分析

王文栋  梁辉  朱晓苏  陶卉  徐丽  司马杨虎  徐世清  
【摘要】:隐花色素基因(cryptochrome gene,Cry)是已确认的主要生物钟基因之一,它广泛分布于细菌和真核生物中。昆虫Cry基因分为Cry1和Cry2两类,果蝇只有Cry1,蜜蜂等膜翅目昆虫只有Cry2。为了研究鳞翅目模式昆虫家蚕Bombyx mori的昼夜生物钟分子调控机制和昆虫CRY蛋白的进化,本研究克隆了家蚕的Bmcry1与Bmcry2的全长cDNA序列,长度分别为2 166 bp和2 389 bp(HM747059和HM747060),拼接了全基因序列(HM747057和HM747058)。Bmcry1基因具有12个外显子和11个内含子,Bmcry2具有9个外显子,8个内含子。染色体定位表明Bmcry1和Bmcry2分别位于17号和15号染色体。通过同源建模获得了BmCRY1和BmCRY2蛋白的三维结构,其FAD入口大而深,这与CRY不与嘧啶二聚体结合相符;BmCRY1和BmCRY2表面多为负电荷,只在FAD入口位置有正电荷富集。多序列比对、蛋白质基序和功能域分析、聚类分析等结果显示,BmCRY1和BmCRY2分属昆虫的CRY1和CRY2,与柞蚕Antheraea pernyi等鳞翅目昆虫中CRY蛋白的亲缘关系最近。家蚕的两类CRY与其他昆虫CRY相似,也都具有DNA光解酶和FAD结合功能域,但保守位点和蛋白基序位点不同。本实验为进一步研究家蚕CRY1和CRY2的分子进化机制与功能创造了条件。

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