1株青海牦牛腹泻产气荚膜梭菌基因分型及cpa基因生物信息学分析

为了解1株从青海玉树地区牦牛腹泻中分离的牦牛源产气荚膜梭菌Qinghai-1的分子型和cpa基因编码蛋白的生物信息,首先利用16S rDNA扩增、毒素基因检测、MLST分型、基因克隆等分子生物学方法对菌株毒素基因和管家基因进行分析,随后通过对cpa基因双向高通量测序、生物软件分析等生物信息学方法对其编码的a毒素蛋白的一级结构、二级结构、三级结构、蛋白特殊区域、B细胞线性抗原表位及蛋白互作关系进行分析.结果显示,Qing-hai-1 菌株分型毒素仅含有α毒素,各管家基因的等位基因序号依次为colA:9、groEL:96、sodA:91、plc:44、gyrB:67、sigK:55、pgk:8、nadA:16;cpa基因全长1 197 bp,共编码398个氨基酸,与丹麦鸡源(EU839784.1)分离株plc基因差异性较小;其编码的α毒素蛋白分子式为C2036 H3061N533O631S12,相对分子质量为45.5 ku,pI=5.68,脂肪指数:61.36,不稳定指数:19.88,亲水性总平均值-0.756,拥有1个跨膜螺旋和43个潜在磷酸化位点,B细胞线性抗原表位存在的区域为:25～36,81～121,194～202,312～324,356～364,389～394;其主要作用蛋白磷脂酶C(plc)与其他10个蛋白共形成23条相互作用连线.综上,Qinghai-1菌株为A型产气荚膜梭菌,是1株新的MLST型菌株,为ST-414型;其α毒素蛋白为含跨膜结构、含信号肽、含磷酸化位点、含多个B细胞线性抗原表位和能与多个蛋白相互作用的、稳定的亲水性蛋白.研究结果可为进一步了解牦牛源产气荚膜梭菌分子型以及通过深入的细胞毒性作用研究为后续进一步研究a毒素致病机理提供重要理论依据.