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1、生物信息学实验方案 猪萨佩罗病毒的生物信息学分析 生工13-1 唐永珺 20130726一、 立项依据PSV感染可以引起猪脑脊髓灰质炎，肺炎，繁殖障碍，心包炎，心肌炎，皮肤损伤，腹泻等多系统综合征，同时也可出现无明显特征的亚临床状态，但无论其以何种形式爆发，都会给养猪业带来威胁。该病最早于20世纪60年代的英国发现，随后在北美，日本，澳大利亚等世界范围内的其他国家相继报道，而且在饲养猪群中感染率很高。近年来，随着规模化养猪业的发展及畜产品流通渠道的增多，我国猪群肠道，呼吸道，生殖器官疾病以及脑脊髓炎等多系统综合征频繁发生，长期以来PSV这个经典肠道病毒一直没有引起相应的重视。目前为止，我国还未
2、见对PSV的系统性研究报道。但鉴于PSV也可引起类似的临床症状且可混合感染，使我们不得不考虑PSV这一感染因素。目前，猪病的发生越来越复杂，在控制重点传染病的同时，对一些我国还没开展研究或研究力度不够的传染病进行深入的研究也十分重要。因此，在我国开展PSV的研究工作，了解PSV流行情况，建立快速的病原学诊断方法，具有重要意义。二、 研究进展猪萨佩罗病毒隶属于小RNA病毒科萨佩罗病毒属，病毒粒子呈微球形，二十面体结构。平均直径在2830nm左右，有囊膜。PSV基因组为线性单股正链RNA，大小约为7.5kb。基因组5端共价连接Vpg蛋白，是RNA合成的起始引物蛋白。3端具有Poly（A）尾。基因组
3、两端还各有一段保守的非编码区（Untranslated region，UTR），5-UTR高度结构化，具有指导蛋白质翻译的4型核糖体内部进入位点（internal ribosome entry site，IRES）。在5-UTR末端，有两个守恒的茎环结构，有学者预测这种特殊的结构可能与肠病毒的四叶草式结构功能相似，具有指导RNA复制的功能。3-UTR的长度约为6882nt，含有与病毒翻译和复制调控关有的重要元件。3-UTR是复制酶的第一结合位点,其二级结构在病毒的翻译与复制过程中具有重要作用,该区是病毒复制酶识别并结合的位点,主要起始负链 RNA 的合成，3UTR在病毒的翻译过程及感染性病毒粒
4、子的形成过程中起着十分重要的作用。病毒基因组只包含一个开放阅读框（open reading frame，ORF），编码一个大的多聚前蛋白，这一多聚蛋白质前体可被划分为3个区域，即P1、P2和P3区。随后通过自身编码的蛋白酶2A，3C，3CD对多聚蛋白质的加工裂解，P1 区将形成可组装成病毒蛋白衣壳的结构蛋白（VP4、VP2、VP3、VP1），P2 区和 P3 区可形成辅助小 RNA 病毒在宿主细胞内增殖的非结构蛋白（2A、2B、2C、3A、3B、3C、3D）。PSV多聚蛋白布局与一般的小RNA病毒一致，均为5 -UTR-L-VP4-VP2-VP3-VP1-2A-2B-2C-3A-3B-3C-3
5、D-3-UTR。三、 研究方案 从Genbank中获取PSV病毒的基因序列。利用DNAMAN对该序列进行分析，分析其序列的大小、碱基组成、碱基占比，并分析其核酸序列中含有的限制性内切酶位点，并将其翻译为蛋白序列。 利用NCBI中的blastn进行核酸序列的同源性相似性分析： 利用Primary structure analysis-ProtParam程序对对应蛋白序列进行分析，以分析其蛋白分子量，氨基酸组成、氨基酸占比和等电点。 利用Jpred服务器进行蛋白质二级结构的预测；进入SWISS-MODEL进行三级结构预测。 进入NCBI数据库的预测界面，预测其结构域。四、 实验结果4.1 PSV病
6、毒的核酸序列FASTA格式：ACACTCATTTCCCCCCTCCACCCTTAAGGTGGTTGTATCCCCATACCCTACCCTCCCTTCCAAAGCGGATGGACACAAGGACTTGGACTCACGGCAAGTGCACATGGTATGATTTTGGATACACCTTAACGGCAGTAGCGTGGCGAGCTATGGAAAAATCGCAATTGTCGATAGCCATGTTAGTGACGCGCTTCGGCGTGCTCCTTTGGTGATTCGGCGACTGGTTACAGGAGAGTAGGCAGTGAACTATGGGCAAACCTCTGCAGTATTACTCAGAGGGAATGTG
7、CAATTGAGGCTTGACGAGCGTCTCGTAGAGATGTGGCGCATGCTCTTGGCATTACCATAGTGAGCTTCCAGGTTGGGAAACCTGGACTGGGCCTATACTACCTGATAGGGTCGCGGCTGGCCGCCTGTAACTAGTATAGTCAGTTGAAACCCCCCATGGAATCTACTACTACTCTTTCATTTTGCAACTGGATCCCTAAGAAGCAAAGAGCCCGTGTGTACCTCACCACCAGTGTGACACACGAGAAATCAATTGGACCCTACACATATGTGGTGTCTGACATGATCATGAAAGAAAACA
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16、CCACTGGTTCTTTTAGAGCCAAGATTTTCCTTAGACCTGTAAATATTGAAGCTTACATGCCTAGACCCCTGATCTCTTACAAAGCTAATGGTGAAGCTAGGGAAGACAGCTCAAGATATTACCCTGCAACCCAAGCTGGCTTCTACTCAGCAGAGCAGTTAGGTCCCTATGAAATTTGCCATACCAGAAATGCCTCTGAATTGATTGATACAAAATGGGCCAAATATTCTTGCTCAGTTAAGTTTGATAGAGGGTCCTTTACAGCTTGGTTTGTGGGAGAAGACCTGCTACTGGTACCCTACCATGCTGCTAACAATTGGAGCCAGACAACACATGTTTTCCTTTGGA
