甘蓝型油菜β碳酸酐酶的结构预测

根据已经克隆到的甘蓝型油菜β碳酸酐酶基因序列,概念地翻译成蛋白质的氨基酸序列。利用Vector NTISuite、SOPMA、Swiss-Model和NCBI-VAST等软件和服务器对甘蓝型油菜β碳酸酐酶的一级结构、二级结构、三维结构进行分子结构模型预测,并进行三维结构的比对。预测结果显示,甘蓝型油菜β碳酸酐酶是定位于叶绿体基质的蛋白质,具有β类碳酸酐酶所特有的保守性基序Cys-Xn-His-X2-Cys;SOPMA预测二级结构显示α螺旋(39.88%)、随机卷曲(39.27%)、β折叠(16.31%)和β转角(4.53%);用同源建模法构建了三维结构图;通过VAST矢量比对工具将甘蓝型油菜β碳酸酐酶与模板(1ekjG)进行三维结构比对,显示甘蓝型油菜β碳酸酐酶与豌豆β碳酸酐酶同型八聚体中的一个单体(1ekjG)很好的匹配,推测甘蓝型油菜β碳酸酐酶全酶也是同型八聚体。     

布氏锥虫自噬蛋白ATG12的表达、纯化及二级结构预测

[目的]表达纯化布氏锥虫自噬蛋白TbATG12,并对其二级结构进行预测。[方法]克隆TbATG12编码序列,采用酶切连接方法构建表达载体TbATG12(pET-28a),转化进入BL21(DE3)表达菌株诱导蛋白表达,利用Ni^(2+)-NAT亲和层析及分子筛层析方法纯化蛋白。采用核磁手段,采集一维和二维谱图,利用JPred 4预测其二级结构。[结果]16℃、0.5 mmol/L IPTG诱导20 h,TbATG12以可溶蛋白形式存在。纯化后蛋白纯度可达95%。TbATG12谱峰分布均匀,强度较强,二级结构预测其含有3个α-螺旋和5个β-折叠,为后续解析TbATG12溶液结构提供指导。[结论]克隆、表达纯化得到纯度>95%可溶TbATG12蛋白,二级结构预测和比对发现其结构在进化上很保守。     

人白细胞介素-36受体拮抗剂的二级结构及B细胞表位的预测

[目的]预测人白细胞介素-36受体拮抗剂(interleukin-36 receptor antagonist,IL-36Ra)蛋白的特性及其B细胞抗原表位。[方法]以人IL-36Ra基因序列为基础,应用Expasy工具中Prot Param程序分析人IL-36Ra蛋白的氨基酸组成、理化性质和二级结构;采用Prot Scale网络服务器预测亲水性和柔韧性;采用Emini和Kolaskar方案分析其可及性。结合其二级结构的特性,进一步预测IL-36Ra的B细胞抗原表位。[结果]人IL-36Ra的二级结构主要由无规则卷曲(44.52%)、β折叠(30.97%)、α-螺旋(18.06%)和β-转角(6.45%)组成。IL-36Ra蛋白肽链的36-37、72-79、91-96、103-110、126-130和134-138区段为B细胞表位区域的可能性较大。[结论]该研究采用多参数方案综合预测人IL-36Ra蛋白的二级结构和B细胞表位,为深入鉴定IL-36Ra的抗原表位及试验方法探索其单克隆抗体奠定了理论基础。     

猪β2m二级结构预测及同源模建

目的:研究猪β2m的结构.方法:应用EXPASY服务器(http://www.expasy.ch/tools)上的SOPMA法对β2m进行二级结构的预测,并与人的β2m的氨基酸和二级结构成分比较,在此基础上同源模建β2m的三级结构.结果:β2m二级结构成分α螺旋、β折叠、转角和无规则卷曲的数目分别为5、36、5和52,与人β2m相应二级结构的符合率分别达到100%(α螺旋)、92.3%(B折叠)、71.7%(转角)和92.3%(无规则卷曲),且二级结构的同源率要大于氨基酸的同源率.同源模建分析表明猪和人的3D结构也非常相似,只是存在个别氨基酸的差异.结论:猪和人β2m空间结构相似.     

绿脓杆菌外膜蛋白OprF的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学方法预测绿脓杆菌外膜蛋白OprF的理化性质、高级结构和细胞表位。[方法]采用在线软件预测OprF蛋白的理化性质;Signal P 4.1软件预测OprF信号肽序列;利用TMHMM软件预测ACFA蛋白跨膜结构;SOPMA服务器预测蛋白的二级结构;Swiss-Model程序预测OprF三维结构;综合ABCpred与Bepi Pred方案预测OprF的B细胞表位;运用神经网络法预测OprF的CTL表位;使用MHC-Ⅱ类分子结合肽程序预测OprF的Th细胞表位。[结果]OprF为亲水性蛋白;1~24位氨基酸为信号肽序列;存在多个酶切位点;无跨膜结构并定位于细胞膜外;二级结构中含无规则卷曲34.36%、α-螺旋31.90%、β-转角11.66%、β-片层22.09%;并可能存在3个B细胞表位、2个CTL表位、4个Th细胞表位。[结论]系统分析了OprF蛋白的理化性质、信号肽、跨膜结构、二级与三级结构,以及B、T细胞抗原表位。     

大黄鱼QM-like(PcQM)蛋白生物信息学分析

[目的]通过分析PcQM蛋白质的结构,预测其高级结构和功能,为进一步研究PcQM蛋白提供理论依据。[方法]利用Blast P和相关分析蛋白质理化性质与结构的软件,对PcQM蛋白进行结构与功能预测分析。[结果]PcQM蛋白不存在N端信号肽,存在多个酶切位点,无跨膜结构,定位在细胞质中。不存在二硫键,该蛋白含26.05%α-螺旋结构(H),20.93%β-折叠结构(E),53.02%无规则卷曲(L)。最后,通过Swiss-Model程序预测了PcQM蛋白的三级结构。[结论]较全面地分析和预测了PcQM蛋白的理化性质、二级结构和三级结构等。为深入分析PcQM在大黄鱼(Larimichthys crocea)体内免疫调节功能研究,提供了理论依据。     

小鼠可溶性ST2二级结构及B细胞表位的预测

目的:预测小鼠可溶性ST2的二级结构及B细胞表位。方法:采用SOPMA法预测小鼠可溶性ST2的二级结构;借助ProScale、Bcepred服务器,分析小鼠可溶性ST2的亲水性、可及性和柔韧性,并结合二级结构特征,预测小鼠可溶性ST2的B细胞表位。结果:小鼠可溶性ST2的二级结构由α螺旋(12.46%%)、无规卷曲(50.15%%)、β折叠(32.64%)和β转角(4.75%)组成。其B细胞表位可能位于N端第24～34、37～50、59～89、110～118、128～137、177～186、267～288和318～333氨基酸区段。结论:预测结果将有助于确定小鼠可溶性ST2的B细胞表位,为研制抗小鼠可溶性ST2抗体提供理论依据。     

马属动物CG-β的生物信息学分析

[目的]采用生物信息学的方法对马属动物(马、驴和斑马)绒毛膜促性腺激素β(CG-β)的氨基酸组成、亲/疏水性、二级结构、糖基化位点和三级结构进行预测分析。[方法]利用多种分析软件对马属动物CG-β进行预测分析。[结果]马属动物CG-β脯氨酸含量最高;二级结构均以β折叠为主要结构单元; d CG-β在13氨基酸位点发生N-糖基化,z CG-β在13和138氨基酸位点发生N-糖基化; d CG-β、z CG-β分别有14个和13个氨基酸位点发生O-糖基化;构建CG-β三级结构模型稳定可靠。[结论]马属动物CG-β均在29、48、84氨基酸位点附近呈现强疏水性,β折叠占比在50%以上,模型可靠性和稳定性达到标准。     

人中心体蛋白Cep57的生物信息学分析

[目的]对人中心体蛋白Cep57(Centrosomal Protein 57)的理化性质、亲疏水性、跨膜区域、信号肽区域、二级结构、三级结构、蛋白质之间的相互作用、亚细胞定位进行预测分析。[方法]采用生物信息学方法,使用多种分析软件对Cep57进行预测分析。[结果]Cep57由500个氨基酸组成,等电点为9.35,在哺乳动物中较为保守;二级结构预测发现9个α螺旋和3个β折叠片层,三级结构预测结果的可靠性为100%,拉曼图分析表明预测结构稳定;亚细胞定位主要分布于细胞质及细胞核。[结论]人中心体蛋白Cep57是一个存在2种核定位序列的不稳定亲水蛋白,在细胞内分布范围广泛,参与维持细胞骨架的稳定及细胞周期的调控等生理活动。     

嵌合基因CG32318及其蛋白的生物信息学分析

[目的]对黑腹果蝇嵌合基因CG32318及其蛋白的结构和功能进行生物信息学分析和预测。[方法]根据GenBank数据库中CG32318嵌合基因的mRNA序列,分别从开放阅读框、蛋白质理化性质、二级结构、信号肽、保守结构域、三维结构及蛋白质互作网络等方面分析。[结果]果蝇CG32318基因编码164个氨基酸,蛋白理论分子量为18.7k Da,理论等电点为8.90。CG32318蛋白属于不稳定性亲水性蛋白,二级结构主要包括无规卷曲(44.51%)和β-折叠(30.49%)。CG32318蛋白无信号肽和跨膜区,具有一个驱动蛋白马达和催化结构域。CG32318蛋白与Psf2、Sld5、Pole2等蛋白存在相互作用。[结论]果蝇CG32318蛋白可能具有微管结合和三磷酸腺苷ATP结合活性,参与以微管为轨道的运动过程。     

沙眼衣原体LpxA基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)LpxA基因并分析其生物学特性。[方法]根据Ct LpxA基因序列设计特异性引物,利用PCR扩增LpxA基因,并把LpxA基因连接到p MD18-T载体,挑取阳性克隆进行PCR和DNA测序验证。最后使用生物信息学软件分析LpxA蛋白的生物学性质。[结果]从Ct基因组中PCR扩增得到840 bp的Ct LpxA基因,该基因共编码280个氨基酸。LpxA蛋白无信号肽,定位在细菌细胞质。二级结构预测得知α-螺旋占19.6%,延伸链占32.8%,β-转角为11.4%,无规卷曲为36%。三级结构预测得知3个相同的LpxA分子组成同源三聚体。预测得知LpxA蛋白有11个B细胞表位。[结论]克隆得到Ct LpxA基因,并预测了其结构和功能。     

pmMsrA的生物信息学及底物对接分析

[目的]预测假单胞菌甲硫氨酸亚砜还原酶A(缩写:pmMsrA)的结构中与催化活性相关的结合位点与活性基团。[方法]采用生物信息分析软件对筛选出的pmMsrA的基因和蛋白序列进行分析,用SWISS-MODEL软件构建pmMsrA蛋白的三维结构,使用Auto Dock软件实现pmMsrA与底物分子的模拟对接。[结果]pmMsrA的基因开放阅读框669bp,编码222个氨基酸,理论等电点为4.87,分子量为24.6 kDa。pmMsrA属于高度保守的甲硫氨酸亚砜还原酶(PMSR)超家族。多重序列比对得出pmMsrA和模板1FVA具有58%的相似性,可构建一个高质量的pmMsrA蛋白三维结构模型。pmMsrA蛋白的催化活性位点位于"GCFWG"模体结构的Cys-60,C-末端的Cys-206和Cys-214对pmMsrA的再生循环起重要的作用。分子对接结果显示底物与酶的可能结合位点是136位天冬酰胺(136N),137位天冬氨酸(137D)和204位酪氨酸(204Y)。[结论]获得pmMsrA的生物信息相关预测参数,成功构建pmMsrA的三维结构,并实现与底物S-苯甲亚砜的空间模拟对接。     

基于生物信息学方法预测人线粒体转录终止因子3蛋白的结构与功能

目的:基于生物信息学预测人线粒体转录终止因子3(hMTERF3)蛋白的结构与功能。方法:利用GenBank、Uniprot、ExPASy、SWISS-PROT数据库资源和不同的生物信息学软件对hMTERF3蛋白进行系统研究,包括hMTERF3的理化性质、跨膜区和信号肽、二级结构功能域、亚细胞定位、蛋白质的功能分类预测、同源蛋白质多重序列比对、系统发育树构建、三级结构同源建模。结果:软件预测hMTERF3蛋白的相对分子质量为47.97×103,等电点为8.60,不具信号肽和跨膜区;二级结构分析显示主要为螺旋和无规则卷曲,包含6个MTERF基序,三级结构预测结果与二级结构预测结果相符;亚细胞定位分析结果显示该蛋白定位于人线粒体;功能分类预测其为转运和结合蛋白,参与基因转录调控;同源蛋白质多重序列比对和进化分析显示,hMTERF3蛋白与大鼠、小鼠等哺乳动物的MTERF3蛋白具有高度同源性,在系统发育树上聚为一类。结论:hMTERF3蛋白的生物信息学分析为进一步开展对该蛋白的结构和功能的实验研究提供了理论依据。     

β-葡萄糖苷酶Bgl2238生物信息学分析

利用生物信息学方法对β-葡萄糖苷酶Bgl2238的氨基酸序列进行分析。采用Prot Param、DNAMAN、Multicoil、SOPMA、PROSAN等软件对其理化性质、亲/疏水性、不稳定指数、PEST序列、蛋白质二级结构及蛋白质修饰位点等重要参数进行预测,并对其三级结构进行同源建模及模建结果质量的评估。结果发现:Bgl2238由745个氨基酸组成,蛋白质序列中α-螺旋占36.64%,β-延伸链占19.06%,β-转角占9.40%,无规则卷曲占34.90%,存在14段非PEST序列,具有41个不同蛋白质修饰位点。采用在线网站SWISS-MODEL建模得到了Bgl2238的三级结构,分析蛋白质可及性并分析得到Ramachandran图,检测结果说明三维结构是合理的。本研究结果为β-葡萄糖苷酶Bgl2238进一步研究水解功能及提高其酶活性奠定了理论基础。     

鮰爱德华菌外膜蛋白OmpLC基因的生物信息学分析

采用PCR方法从鮰爱德华菌基因组中扩增出外膜蛋白OmpLC基因,利用生物信息学相关软件和网络数据库,预测该基因编码产物的基本理化性质、亲疏水性、信号肽、跨膜性、二级结构、结构域及基序、以及三级结构,同时构建OmpLC同源基因的系统发育进化树。结果表明:该蛋白由360个氨基酸组成,分子量为39.407 k D,理论等电点为4.98,不稳定系数为18.26,是一种稳定的强亲水性蛋白,有信号肽,成熟蛋白无跨膜螺区。其二级结构中α螺旋、β折叠和无规则卷曲分别占6.67%、45.28%和48.06%,其空间结构为β桶状,属于OM_channels superfamily的gram_neg_porins成员。蛋白质多重序列比对和聚类分析显示,该蛋白序列与OmpLC蛋白(AEQ59632、AEQ59639)具有高度同源性,且在系统发育树上与二者聚为一簇。鮰爱德华菌OmpLC的生物信息学分析不仅为进一步探索该蛋白的功能提供参考资料,也为研究鮰爱德华菌的感染和致病机理,研制相关疫苗提供理论依据。     

人转录因子AP4的生物信息学分析

[目的]预测分析人转录因子激活增强子结合蛋白4(activating enhancer binding protein 4,AP4)的性质、结构和功能。[方法]采用生物信息学方法对人AP4蛋白的理化性质、物种间同源性、信号肽与跨膜区、亲水性、蛋白亚细胞定位、蛋白质二/三级结构、三级结构可靠性、蛋白质相互作用等方面进行预测和分析。[结果]人AP4蛋白全长338个氨基酸,理论等电点5.63,相对分子质量38.73 kDa。AP4在进化上较为保守,不含信号肽与跨膜区,属于亲水性蛋白质,94.1%可信度定位于细胞核。二级结构含10个α螺旋区,占全部氨基酸的54.14%,5个β折叠区,占7.99%,其余37.87%的氨基酸处于无规卷曲状态。三维建模结果可靠。预测到10个与AP4存在相互作用的蛋白。[结论]系统预测分析了人AP4蛋白的性质、结构和功能。     

猪SLA-DR二级结构预测及同源模建

应用EXPASY服务器（http：／／www．expasy．oh／tools）上的SOPMA法对SLA—DR的α链和口链进行二级结构的预测,并与人的HLA—DR相应的α链和β链的氨基酸和二级结构成分比较,在此基础上同源模建SLA—DRα链、β链及复合体SLA—DR的三级结构。结果显示,SLA—DR的α链各二级结构成分α螺旋、β折叠、转角和无规则卷曲的数目分别为36、61、4和69,β链中分别为42、56、16和74。α链和β链各二级结构成分与复合体SLA—DR具有高度的符合率,分别达到98．7％（α螺旋）、99．1％（β折叠）、83．3％（转角）和97．2％（无规则卷曲）。各功能区分析,SLA—DR的α1和β1区为结合抗原的高变化区。同源模建和三级结构分析表明SLA—DR的α链和口链具有独立的三级结构,并可以组成复合体SLA—DR。     

三河牛β-乳球蛋白基因型及其启动子序列特点

[目的]分析三河牛β-乳球蛋白(β-Lg)的基因型,并探索其启动子序列与乳中含量的关系。[方法]采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)检测乳中β-Lg遗传变异体及其相对表达量,并通过PCR扩增,比对不同遗传变异体启动子的序列差异。[结果]三河牛(n=62)乳清中β-Lg有AA、AB和BB共3种基因型,频率依次为0.290、0.403和0.307,A和B两种等位基因频率接近;对37个纯合型β-Lg启动子的部分序列进行PCR扩增(636 bp)和测序,并与普通牛β-Lg基因序列(GenBank登录号：U31361.1)比对,共检测到6个突变位点,其中-430、-362、-216和-204位点基本上是等位基因特异的,且有3个突变点在3种转录因子结合基序中;建立了三河牛乳中β-Lg含量的高效液相色谱测定方法,发现β-Lg含量在AA型中极显著高于AB型(P<0.01),但AA、AB型与BB型之间均无显著差异。[结论]三河牛β-Lg A和B两种等位基因频率接近,其启动子-430、-362、-216和-204位点具有等位基因特异性,并可能影响等位基因表达。     

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。