石轶男 聂瑞强

（山西农业大学动物科技学院，山西太谷 030801）

鸡十二指肠、法氏囊IFN-α基因的克隆和生物信息学分析

石轶男 聂瑞强

（山西农业大学动物科技学院，山西太谷 030801）

IFN-α是干扰素的一种，其对动物免疫力和抗病能力的增强有重要的作用，本试验首次通过PCR技术克隆鸡十二指肠和法氏囊IFN-α基因，并使用生物信息学的方法分析IFN-α基因和蛋白的理化性质和结构。结果显示，鸡十二指肠、法氏囊都有IFN-α基因的表达，其是一种主要由α螺旋排列而成的蛋白质。

干扰素；IFN-α；生物信息学

动物免疫力和抗病能力的增强对动物生产有重要的意义。干扰素（interferon，IFN）是目前研究中最为活跃的细胞因子，其在机体的抗病毒和免疫调节中有重要的作用［1］。IFN 产生后，不是直接发挥抗病毒和增强免疫的作用，其是通过激活相关的酶和作用通路来发挥作用的，其中包括JAK-STAT 途径［2］，MAPK p38 途径［3］和PI3K途径。IFN-α是干扰素的一种，其是由白细胞产生的，在动物机体提高免疫力和抗病毒能力中发挥着重要的作用。本文通过扩增鸡的十二指肠和法氏囊中的IFN-α基因，来验证IFN-α基因在鸡的这两个免疫器官中都有表达，同时，通过生物信息学的方法来分析其编码蛋白的理化性质和分子结构。

1 材料与方法

1.1 实验仪器及试剂

PCR仪、DNA marker、琼脂糖、溴化乙锭（EB）

1.2 IFN-α基因的克隆

以鸡十二指肠和法氏囊cDNA为模板使用普通PCR仪克隆IFN-α基因片段，同时使用1%琼脂糖凝胶进行电泳。

1.3 IFN-α基因及其编码蛋白的生物信息学分析

使用Protparam、NPS、 phyre2对IFN-α蛋白进行蛋白质结构分析。

2 结果与分析

2.1 IFN-α基因序列的查找

在NCBI中，查到IFN-α基因序列的编号为GU119896.1。

2.2 IFN-α基因的克隆

设计出的引物目的条带为189bp，通过实验我们可以看到凝胶上的条带大小在150～200bp，证明目的条带为IFN-α基因。说明鸡十二指肠和法氏囊都有IFN-α基因的表达（图1）。

图1 IFN-α基因片段电泳图

2.3 IFN-α蛋白质一级结构分析

利用Protparam对IFN-α编码蛋白的一级结构进行分析。结果显示，IFN-α蛋白质的分子式为C976H1526N296O282S8，原子总数3088，蛋白质分子质量22175.1，理论等电点9.06，氨基酸总数193。在氨基酸组成上，亮氨酸Leu（L）最多，有28个，占14.5%。总的带负电残基（Asp+Glu）为14，总的带正电残基（Arg+Lys）为19。

2.4 IFN-α蛋白质二级结构分析

通过NPS软件预测可知，IFN-α蛋白质二级结构中，α螺旋所占比例为39.38%，无规则卷曲所占比例为52.85%（图2）。

图2 IFN-α蛋白质二级结构分析

图3 IFN-α蛋白质三级结构分析

3 讨论

本实验以鸡十二指肠和法氏囊的cDNA为模板，克隆IFN-α基因，并通过生物信息学的方法，IFN-α蛋白的一级结构，二级结构，三级结构。结果显示，鸡十二指肠和法氏囊中都含有IFN-α基因，其编码含有193个氨基酸残基的IFN-α蛋白，IFN-α蛋白质的分子式为C976H1526N296O282S8，原子总数3088，蛋白质分子质量22175.1，理论等电点9.06，氨基酸总数193。在氨基酸组成上，亮氨酸Leu（L）最多，有28个，占14.5%。总的带负电残基（Asp+Glu）为14，总的带正电残基（Arg+Lys）为19。IFN-α蛋白质二级结构中，α螺旋所占比例为39.38%，无规则卷曲所占比例为52.85%。IFN-α蛋白质的三级结构主要是由5个α螺旋紧密排列而成。

4 结论

鸡十二指肠、法氏囊都有IFN-α基因的表达，其是一种主要由α螺旋排列而成的蛋白质。

［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.