核盘菌AROM蛋白的三级结构分析

核盘菌编码AROM蛋白的arom基因已经被克隆测序,本文根据该基因翻译的氨基酸序列用同源模建方法和从头模建方法分析了AROM蛋白各结构域的三级结构和功能位点,以及该蛋白二聚体可能的组装方式。结果表明,核盘菌AROM蛋白的脱氢奎尼酸合酶结构域进一步由N-端含有一个Rossmann折叠的α/β结构域和C-端的α螺旋结构域组成;5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶结构域则由两个相似结构域组成,每个结构域含有不同拷贝数的β折叠和α螺旋;莽草酸激酶结构域的N-端由三个β折叠组成;脱氢奎尼酸酶结构域为(α2β2)3多肽,在N-端有一对反平行的β链,在C-端有loop环;莽草酸脱氢酶结构域含有一个由α/β组成的催化结构域和一个含有Rossmann折叠的NADPH结合结构域。     

重组琼胶酶rAgaN3基因的生物信息学分析

利用生物信息学软件和数据库对从Microbulbifer sp.BN中得到的琼胶酶rAgaN3全长基因进行预测分析,结果表明:重组琼胶酶rAgaN3理论分子量为31.243 kDa,理论等电为4.81,不稳定系数为26.23,脂肪系数为62.35,平均疏水性系数为-0.662,无跨膜结构域,无信号肽;二级结构表明该蛋白无螺旋结构,有15个折叠结构,其余均为卷曲结构;序列相似性分析表明,蛋白rAgaN3属于糖苷水解酶GH16家族,为β-琼胶酶;以同源蛋白3wz1A(同源性88%)为模板,通过同源建模构建出了蛋白三级结构,并用拉式图进行了结构检验。琼胶酶rAgaN3基因的生物信息学分析,为琼胶酶的异源表达提供了指导,为琼胶酶的定点突变、深入研究其结构和功能的关系打下良好基础。     

葡萄白藜芦醇合酶基因的克隆及序列分析

目的:从葡萄中克隆白藜芦醇合酶基因vrs1并对其序列进行生物信息学分析.方法:利用葡萄总RNA为模板,采用RT - PCR技术克隆白藜芦醇合酶基因vrs1并亚克隆进T- Vector.利用生物信息学工具对其核酸和蛋白序列进行分析.结果:测序结果显示其cDNA序列全长为1 257bp,含有一个1 179bp的开放阅读框.生物信息学分析表明葡萄白藜芦醇合酶基因编码392个氨基酸,分子量为42.9kDa,理论等电点为5.97,具有芪合酶家族固有的氨基酸保守结构域,二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-转角组成.结论:该基因的克隆、生物信息学分析为进一步研究其功能奠定了基础.     

葡萄乙醇脱氢酶基因Ⅲ的电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆方法获得葡萄乙醇脱氢酶基因Ⅲ(ADHⅢ),并采用生物信息学方法对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构以及功能域等方面进行了预测和分析.结果表明,葡萄ADHⅢ基因全长1 602 bp,包含1 140 bp的ORF,编码379个氨基酸,该蛋白不具有明显的疏水区域,也无跨膜结构域,α-螺旋和不规则卷曲是其二级结构的主要构件.葡萄ADHⅢ包含有ADH功能域,和其他植物的ADHⅢ在序列组成、高级结构及活性位点等方面均具有高度的相似性.     

苦荞黄烷酮3-羟化酶基因F3H的克隆及序列分析

为提高黄酮代谢途径中的关键酶活性,增加苦荞黄酮类化合物的合成量,根据已知植物的F3H基因同源序列,采用RT-PCR和RACE结合的方法,克隆了苦荞黄酮代谢途径中关键酶基因F3H,命名为FtF3H(GenBank登录号:FJ456858)。序列分析结果表明,FtF3H基因长1369bp,编码367个氨基酸,该氨基酸序列及其cDNA序列与葡萄、牵牛F3H等的同源性约80%。二级结构预测表明,随机卷曲是FtF3H蛋白最大量的结构元件,而α-螺旋和β-片层则散布于整个蛋白质中;三维结构建模预测FtF3H蛋白具有铁离子结合位点及2-O-酮戊二酸结合位点等F3H蛋白典型结构。     

千里光β-微管蛋白基因结构与功能的生物信息学分析

β-微管蛋白是影响细胞新陈代谢和行使功能的重要结构物质,研究β-微管蛋白基因的序列信息对揭示其蛋白结构与功能具有重要指导意义。从千里光全长cDNA文库中分离得到β-微管蛋白基因,并采用生物信息学软件进行序列分析。结果显示,该基因长度为1750 bp,编码的蛋白质长度为448个氨基酸,与柚子β-微管蛋白的同源性最高,达96%;其蛋白质分子量为50.01 kD,理论等电点为4.83。β-微管蛋白二级结构主要组成为无规则卷曲结构和α螺旋结构;结构域分析发现该蛋白具有两个保守结构域;三级结构预测为相对稳固的类球形结构;信号肽分析将该蛋白主要定位于细胞质、过氧化物酶体、线粒体基质等亚细胞器位置。将该基因序列上传至GenBank所获得的登录号为KF887495。本实验结果为千里光β-微管蛋白的作用机制揭示和应用研究提供了基础数据,也为植物β-微管蛋白基因的分子研究提供了理论依据及基础资料。     

粉葛PtCHI基因的克隆、原核表达和亚细胞定位

为探究葛根品种间异黄酮类物质代谢关键酶基因PtCHI的分子机制差异，并揭示其品种间异黄酮物质含量差异的原因，该研究以野葛品种‘桂葛8号’和粉葛品种‘桂葛1号’为材料，经乙醇提取并通过高效液相色谱仪对野葛和粉葛中葛根素和总黄酮的含量进行测定，基于已报道的野葛CHI基因，通过同源克隆方法分离粉葛中PtCHI基因，并在体外进行蛋白表达，同时在拟南芥原生质体中研究PtCHI基因的定位。结果表明：(1)野葛中的葛根素含量显著高于粉葛的，野葛的总黄酮含量也高于粉葛但未达到显著水平。(2)成功分离到粉葛PtCHI基因，长度为742 bp且包含672 bp完整的ORF框，编码223个氨基酸，与野葛的CHI基因具有99%的同源性。(3)CHI基因在粉葛中的表达量为茎>根>叶子，在野葛中则为根>茎>叶子，除叶子外野葛中CHI基因的表达量均显著高于粉葛。(4)经预测，粉葛PtCHI蛋白为稳定的亲水性蛋白且大小为27.8 kD,二、三级结构以α-螺旋为主，具有25个磷酸化位点，与野葛、大豆和乌拉尔甘草的亲缘关系较近，与F3H2、F3H、4CL4、DFR2及CHS发生互作的可能性较大。(...     

念珠藻葛仙米藻蓝蛋白α与β亚基基因克隆、表达及其单体结构模拟

天然抗氧化剂对于清除人体内自由基、保障健康具有重要作用。藻蓝蛋白(phycocyanin, PC)是蓝藻等藻类细胞内的一类特殊色素蛋白,具捕获光能的功能。体外研究发现,藻蓝蛋白具有较显著的抗氧化、抑癌细胞增殖等生物活性。试验利用食源性的拟球状念珠藻葛仙米(Nostoc sphaeroides)的基因组DNA为材料,借助PCR扩增克隆葛仙米藻蓝蛋白两个重要亚基α与β基因,Ns-PC-α和Ns-PC-β。结果表明,葛仙米基因组中,Ns-PC-α和Ns-PC-β基因编码框长度分别为492 bp和522 bp;Ns-PC-α和Ns-PC-β基因以双顺反子形式存在,Ns-PC-α位于Ns-PC-β下游。Ns-PC-α和Ns-PC-β分别编码由163与173个氨基酸组成的蛋白。Ns-PC-α和Ns-PC-β亚基蛋白多肽链中共含有3个半胱氨酸残基(Ns-PC-α的第85位与Ns-PC-β中的第83位氨基酸残基和第154位氨基酸残基),很可能是藻蓝胆素的结合位点。原核表达显示Ns-PC-α和Ns-PC-β分子量为近18 kD,Ns-PC-α比Ns-PC-β略小,与预测结果一致。模拟其高级结构,发现Ns-PC-α和Ns-PC-β单亚基均含有7个α-螺旋,除N端α-螺旋外,其它几个α-螺旋进一步折叠形成疏水核心区;并且,Ns-PC-α和Ns-PC-β结构上能够较好吻合,形成一稳定而封闭的单体,弧度近2π/3。Ns-PC-α和Ns-PC-β组成的这种单体结构是其进一步建构圆盘状三聚体Ns-PC-(α/β) 3的重要基础。本研究结果为食源性念珠藻葛仙米藻蓝蛋白抗氧化功能的进一步应用提供了重要依据。     

昆虫病原菌(Isaria fumosorosea)查尔酮异构酶基因CHI克隆及生物信息学分析

本研究旨在对昆虫病原菌玫烟色棒束孢(Isaria fumosorosea)查尔酮异构酶基因CHI进行克隆、测序及相关生物信息学分析.序列分析结果显示:IfCHI基因编码区全长为1152bp,编码383个氨基酸,理论等电点(pI)D为9.72,属不稳定水溶性蛋白,其二级结构为混合型,蛋白质溶剂可及性主要分为三类,三级结构由α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲组成,同源序列分析及多重序列比对分析存在明显的差异.该昆虫病原菌玫烟色棒束孢IfCHI编码基因的成功克隆及生物信息学分析,为进一步研究病原菌CHI基因的遗传特性和表达机制以及为寻找更多的查尔酮类化合物提供了理论基础.     

灯盏花 chi 的克隆及其生物信息学分析

查尔酮异构酶（CHI）是调控黄酮生物合成的关键酶,分离和克隆这一酶的功能基因,对利用转基因技术进行灯盏花黄酮生物合成的调控具有重要意义。本研究采用RT-PCR和RACE技术,获得了chi cDNA全序列,GenBank登录号为GU208823.1,序列全长996 bp,开放阅读框为594 bp,编码197个氨基酸,3-Race有一个多聚腺苷酸加尾信号。应用软件预测该基因编码蛋白分子量约为21.6 kD,理论等电点为4.78。该基因编码的蛋白无跨膜结构域,其二级结构的主要构件为α-螺旋和随机卷曲。对其三级结构进行了建模,表明其结构与苜蓿chi的三级结构相似。同时根据灯盏花chi N端序列变化的特征,提出了灯盏乙素的合成可能与chi在细胞亚结构的定位及其与合成代谢相关酶形成复合酶的特异性有关。研究为利用基因工程定向改变灯盏花黄酮代谢产物奠定了基础。     

橡胶草异戊烯焦磷酸异构酶基因的电子克隆及分析

利用电子克隆方法获得两条橡胶草异戊烯焦磷酸异构酶基因（IDI）的eDNA序列和编码区基因组序列,分别命名为TkIDI1和TklDl2,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白进行系统进化、亚细胞定位、活性位点、高级结构等方面的预测和分析。结果显示,TklDI1的eDNA序列长度为980bp,包含一个696bp的开放读码框（ORF）,编码232个氨基酸,预测定位于内质网或叶绿体上;TkIDl2的eDNA序列长度为1038bp,包含一个843bp的ORF,编码281个氨基酸,预测定位于线粒体或叶绿体;而他们的截短转录本蛋白定位于胞质中,且都具有过氧化物酶体定位信号。结构分析表明TkIDI1和TkIDI2与植物IDI蛋白同源,活性位点保守,高级结构与其他植物的IDI均具有高度的相似性。     

猪胸膜肺炎放线杆菌转铁结合蛋白基因（rbp8）分析及建模

为了深入研究猪胸膜肺炎放线杆菌（Actinobacillus pleuropneumonie,App）转铁结合蛋白基因（Transferrin BindingProtein8,脚）的生物学特性,采用生物信息学方法,对GenBank中的5株App的TbpB的核酸及其氨基酸序列进行比对,选取其中的中国湖北分离株（JL03）对其分子结构、理化性质及功能域、蛋白质二级和三级结构等重要参数进行了预测和分析,并在三级结构的基础上进行了同源建模。结果表明,不同APP菌株之间核酸序列相似性较大,而氨基酸序列存在较大差异,二级结构以延伸链和随机卷曲为主要构件,其空间结构与脑膜炎双球菌GNAl870蛋白相似性较高,以此为模板成功构建了三维结构分子模型,为TbpB基因功能的深入研究提供了线索和参考依据。     

杨树木质素合成酶CCR基因的序列分析及蛋白结构预测

利用RT—PCR从欧美杨107次生木质部中克隆出-961bp的CCR基因片段。通过生物信息学软件对该序列的核苷酸序列、拟翻译的氨基酸序列的疏水性、残基带电量及表面暴露区、蛋白质二级结构、亚细胞定位及三维结构等进行了初步分析预测。结果表明该CCR基因含一个编码301个氨基酸的完整开放阅读框,其成熟蛋白为亲水性的、主要存在于细胞膜,具有大多数植物CCR蛋白普遍存在的KNWYCYGK的保守性基序,其二级结构中共包含12个α螺旋,20个β折叠,11个卷曲,并构建了其三维结构图。     

木质素合成酶C3H基因的生物信息学分析

应用生物信息学的方法对GenBank中拟南芥、火炬松、胡麻、紫花罗兰等植物香豆酸-3-羟基化酶（c3h）基因以及本实验室克隆的欧美杨107的c3h基因（AM920690）核苷酸序列以及翻译的氨基酸序列的组成成分、导肽、跨膜结构域、疏水性／亲水性、蛋白质二级结构及功能域等进行了初步分析预测。分析表明欧美杨107的C3H氨基酸序列不存在导肽,无跨膜结构域,肽链表现为亲水性;二级结构域与P450高度匹配,其高级结构中含有由含铁血红素和半胱氨酸组成的活性中心,并构建了c3h进化树,对其分子进化进行了探讨。     

灯盏花chi的克隆及其生物信息学分析

查尔酮异构酶(CHI)是调控黄酮生物合成的关键酶,分离和克隆这一酶的功能基因,对利用转基因技术进行灯盏花黄酮生物合成的调控具有重要意义。本研究采用RT-PCR和RACE技术,获得了chi cDNA全序列,GenBank登录号为GU208823.1,序列全长996 bp,开放阅读框为594 bp,编码197个氨基酸,3-Race有一个多聚腺苷酸加尾信号。应用软件预测该基因编码蛋白分子量约为21.6 kD,理论等电点为4.78。该基因编码的蛋白无跨膜结构域,其二级结构的主要构件为α-螺旋和随机卷曲。对其三级结构进行了建模,表明其结构与苜蓿chi的三级结构相似。同时根据灯盏花chi N端序列变化的特征,提出了灯盏乙素的合成可能与chi在细胞亚结构的定位及其与合成代谢相关酶形成复合酶的特异性有关。研究为利用基因工程定向改变灯盏花黄酮代谢产物奠定了基础。     

植物肌醇-1-磷酸合成酶的生物信息学分析

采用生物信息学工具及网络资源,对已在GenBank上注册的玉米、小麦、芝麻、菜豆、海茄冬、红三叶等植物的肌醇-1-磷酸合成酶的核酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、导肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、分子系统进化关系、蛋白二级及三级结构等进行预测及推断。结果表明:植物肌醇-1-磷酸合成酶在进化过程中非常保守,且可能为定位于细胞质的亲水性蛋白;结构预测表明不同来源的MIPS蛋白尽管在结构上有所差异,但是其催化位点及NAD+结合区基本一致,具有较强的保守性。     

植物萜类合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的生物信息学分析

采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的橡胶、烟草、辣椒、穿心莲等植物的萜类合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的核酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、信号肽、跨膜拓朴结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级及三级结构、分子系统进化关系等进行预测和推断。结果表明该类酶基因的全长包括5′、3′非翻译区和一个开放阅读框,无信号肽,是一个跨膜的亲水性蛋白,包括两个功能HMG-CoA结合motif及两个功能NADPH结合motif,α-螺旋和不规则盘绕是蛋白质二级结构最大量的结构元件,β-转角和延伸链散布于整个蛋白质中,蛋白质的功能域在空间布局上折叠成“V”形,“V”形的两臂由螺旋状的N结构域和S结构域构成,中间部分由L结构域构成。     

甘蔗β-1,3-葡聚糖酶基因的电子克隆与分析

以高粱β-1,3-葡聚糖酶基因(β-1,3-glucanase gene)cDNA序列为探针,搜索甘蔗EST数据库,而后通过电子克隆技术,拼接获得甘蔗β-1,3-葡聚糖酶基因ScBG。采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、卷曲螺旋、亚细胞定位、信号肽、功能域及高级结构等方面进行了预测和分析。结果表明:ScBG基因全长1270bp,包含一个长达1011bp的完整开放读码框(open reading frame,ORF),编码336个氨基酸,分子量为34.8KD,理论等电点为4.98。该蛋白质很可能是胞外定位的诱导物释放型酸性葡聚糖酶,是一种稳定的分泌蛋白,且可信度达最高等级1。该蛋白属于糖苷水解酶第17家族,含有N端信号肽,在第7～29位氨基酸处含有跨膜信号区,在第31～321位氨基酸处含有糖苷水解酶17家族结构域,含2个主要的功能结构域。10个物种ScBG蛋白氨基酸序列的同源性分析表明,甘蔗ScBG基因编码蛋白与高粱β-1,3-葡聚糖酶基因的编码蛋白的同源性最高,达79.82%。以上研究结果为ScBG基因下一步的分子克隆、功能鉴定和应用提供基础。     

Prediction of the secondary and tertiary structures of interferon from four homologous amino acid sequences

The secondary and tertiary structures of interferon were predicted from four homologous amino acid sequences. Three methods of secondary structure prediction gave differing results that were interpreted to suggest that there might be four α-helices that are important in the tertiary fold. The validity of this interpretation was assessed by the application of the methods to predict the secondary structures of two proteins known to consist of four α-helices. A possible tertiary model for interferon is then proposed in which the four α-helices pack into a right-handed bundle similar to that observed in several known protein structures. This model was shown to be stereochemically feasible by an α-helix docking algorithm. One of the resultant structures is shown to be compatible with the known disulphide linkages in interferon. Certain residues that are conserved between the different sequences lie near each other in our model and these residues might form a functional site. In the absence of a crystal structure for interferon, a predicted tertiary model will help further structural and functional studies.