拟黑多刺蚁（Plyhachis vicina Roher）DopR2基因的克隆与序列分析

论文摘要

多巴胺是中枢神经系统中非常重要的神经递质之一,控制着运动、情感及神经内分泌的调节,与多种神经系统疾病密切相关,很多精神药物通过作用于多巴胺受体发挥其效应。多巴胺受体是典型的G-蛋白偶联受体,根据对腺苷酸环化酶（AC）活力的不同影响及受体识别特性（具有专一性配体）,可分为D1和D2两个受体家族。D1家族包括D1和D5两个亚型,该类受体与Gs蛋白偶联,激活AC;D2家族包括D2、D3、D4三个亚型,这类受体与D1类受体作用相反,与Gi蛋白耦联,对AC起抑制作用。两类家族各亚型间的药理学特性不同。拟黑多刺蚁（Plyhachis vicina Roger）属于膜翅目（Hymenoptera）、蚁科（Formicidae）,有雌蚁、雄蚁、工蚁三个品级,是典型的社会性昆虫,具有广泛的多态现象和复杂的社会行为。在我国分布广泛,是国家卫生部唯一指定的食药兼用的蚂蚁,具有极高的营养及药用价值都很,是重要的资源昆虫,是研究昆虫发育及行为调控机制方面的的良好材料。本实验以社会性生活的昆虫拟黑多刺蚁为研究材料,提取其总RNA反转录为cDNA,采用RT-PCR等技术对拟黑多刺蚁DopR2基因进行了克隆和序列分析,以期为进一步对该受体蛋白功能的探讨奠定基础。研究结果如下:1.从拟黑多刺蚁工蚁中提取总RNA,反转录为cDNA。根据引物设计原则采用在保守区设计简并引物,通过常规RT-PCR等技术得到拟黑多刺蚁DopR2序列。获得的一段长为1381bp的基因序列,通过开放阅读框验证该序列包含一个长度为1329bp的开放阅读框,编码一个由442个氨基酸组成的蛋白质。分子量50.3430KD,理论等电点为9.21。2.生物信息学对拟黑多刺蚁DopR2蛋白结构和功能分析表明,该蛋白属于G-蛋白偶联受体家族,具有典型的7个跨模螺旋结构域。拓扑结构预测表明该蛋白二级结构由α-螺旋和无规则卷曲组成,此外还有少量β-折叠结构,α-螺旋所在位置与该蛋白疏水区和跨模区预测的位置相吻合;预测的该蛋白三级结构显示PvDopR2蛋白的5个α-螺旋,与跨膜区TMⅠ-TMⅤ所在的区域吻合。这些结构域含有多个功能相关位点,如N-糖基化位点、葡萄糖胺附着位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、N-豆蔻酰化位点以及一个G蛋白偶联受体标志序列。表明PvDopR2在这些功能结构域是高度保守的。3.从分子进化角度分析发现,昆虫中DopR2间的差异很小,相似性都在60%以上。膜翅目昆虫的DopR2与果蝇的同源性最高。上述昆虫与脊椎动物多巴胺受体各亚型间的相似性低而趋异度较高。基于NJ法构建的进化树显示,脊椎动物D1类和D2类受体的同源性较低,而同类受体的各个亚型之间的同源性较高。昆虫间DopR2有很高的同源性,并且与脊椎动物D1类受体的距离较D2类的稍近,说明昆虫该受体是D1类受体家族成员,这与昆虫DopR2在药理学方面的研究一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 蚂蚁概述
• 1.1.1 蚂蚁的种类及分布
• 1.1.2 蚂蚁的品级与社会分工
• 1.1.3 蚂蚁的生活周期
• 1.1.4 蚂蚁的通讯
• 1.1.5 蚂蚁在生态系统中的作用
• 1.2 拟黑多刺蚁研究概述
• 1.2.1 拟黑多刺蚁的分布
• 1.2.2 拟黑拟多刺蚁的品级及分工
• 1.2.3 拟黑多刺蚁的繁殖和发育
• 1.2.4 拟黑多刺蚁的经济价值
• 1.3 多巴胺及其受体研究概述
• 1.3.1 多巴胺的分子结构
• 1.3.2 多巴胺受体基因的分子结构
• 1.3.3 多巴胺受体研究概况
• 1.4 研究的目的与意义
• 1.5 生物信息学在基因cDNA及蛋白质序列分析中的应用
• 1.5.1 核酸序列的生物信息学分析
• 1.5.2 蛋白质序列的生物信息学分析
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 菌株与质粒
• 2.1.3 主要仪器及设备
• 2.1.4 实验试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 总RNA提取
• 2.2.2 引物设计
• 2.2.3 目的基因的获得
• 2.2.4 序列拚接
• 2.2.5 生物信息学分析
• 第三章 结果分析
• 3.1 拟黑多刺蚁总RNA提取
• 3.2 拟黑多刺蚁DopR2基因cDNA序列的生物信息学分析
• 3.2.1 总cDNA的获得
• 3.2.2 拟黑多刺蚁DopR2基因cDNA序列的扩增
• 3.3 拟黑多刺蚁DopR2蛋白质的生物信息学分析
• 3.3.1 蛋白质基本性质分析
• 3.3.2 蛋白质结构预测
• 3.3.3 蛋白质功能预测
• 3.3.4 昆虫DopR2蛋白序列比对分析
• 3.3.5 系统发育分析
• 3.4 讨论
• 3.4.1 拟黑多刺蚁PvDopR2的克隆
• 3.4.2 拟黑多刺蚁PvDopR2的生物信息学分析
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间研究成果