细菌萜类合成酶的生物信息学分析

【目的】目前对于萜类合成酶(Terpenoid synthase,TPS)的研究主要集中在植物和真菌中,而对细菌TPS的系统研究尚少。建立在大量已经被测序的细菌基因组基础上,利用生物信息学方法,对细菌TPS在全基因组范围内进行识别、分类和功能分析。【方法】利用TPS的隐马尔科夫模型(Pfam编号为PF03936)搜索自建的细菌蛋白质组数据库,预测出细菌TPS。对这些候选TPS的蛋白序列用MAFFT 7.130b进行多序列比对,并利用MEGA 6.0对多序列比对结果进行进化分析。利用MEME和PredictProtein分别进行细菌TPS的基序(Motifs)和点突变分析。【结果】建立在生物信息学分析的基础上,1 423条细菌TPS被识别,它们分布在8个门中,即放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和衣原体门(Chlamydiae)。进化分析表明细菌TPS可分为4大类,Motifs分析表明除了各类之间保守的基序(Motifs)外,还有特异的Motifs,这暗示着细菌TPS在不同类别之间的功能分化。点突变分析表明,细菌TPS不同位点的氨基酸突变对TPS功能的影响不同。【结论】细菌TPS主要分布于8个门中,其中在2个门中细菌TPS尚未见报道,即厚壁菌门(Firmicutes)与酸杆菌门(Acidobacteria)。基于进化分析,可以把细菌TPS分为4类,各类之间的差异可能是由类特异的Motifs决定的,另外细菌TPS不同氨基酸位点的突变分析为今后验证TPS的功能提供了很好的理论基础。     

脂质体介导基因转移的研究进展

基因转移是基因工程技术的重要环节之一,无论何种基因操作均离不开基因的转移,其最常用的方法有钙盐沉淀法、反转录病毒法、DEAE－右旋糖昔法、电融合法、显微注射法等,这些方法尽管都有其适用性,但各有缺点,如钙盐沉淀法虽然较早使用,但对细胞膜有较大的破坏性,且不易于活体动物,反转录病毒转染效率较高,却存在病毒潜在感染的危险。脂质体是由可生物降解的磷脂组成的双分子层结构,与生物膜有较大的相似性和组织相容性。自Baphanl[1]发明并做为生物膜模型研究以来,至今已应用于医学生物学的各个领域。70年代后期,Robert等将…     

植物MicroRNA功能的研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物基因表达的一类负调控因子,植物miRNA主要在转录水平上通过介导靶基因的甲基化、在转录后水平介导靶mRNA的切割或降低靶mRNA的翻译来调节基因的表达,从而调控植物器官的形态建成、生长发育、激素分泌与信号转导以及植物对逆境胁迫因素的应答能力。该文主要综述了近年来植物miRNA在植物生长发育、激素调节与信号转导以及逆境胁迫应答中的重要作用,并针对miRNA的网络调控特征提出了今后miRNA功能研究的方向。     

植物甜蛋白brazzein基因的克隆与表达

根据大肠杆菌偏爱的密码子,利用PCR技术体外人工合成brazzein cDNA序列,并将其克隆至原核高效表达载体pET30a( )中。重组载体pET30a( )-brazzein转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,经IPTG诱导后,SDS-PAGE结果证明pET30a( )-brazzein在大肠杆菌中获得高效表达,目的蛋白占总菌体蛋白25％左右。     

植物miRNA的进化

鉴于miRNA在植物基因表达调控中的重要作用, 人们已经开展对植物miRNA的预测、鉴定、功能和进化等方面的研究。随着许多模式植物基因组测序的完成, miRNA的基因组学和进化信息的整合为miRNA的起源和进化研究提供了越来越多的证据和假说, 然而尚未见关于植物miRNA进化方面的系统报道。文章从miRNA的起源以及相应的几种假说、miRNA的产生和消亡、miRNA的功能进化等几方面来分析和综述植物miRNA进化的研究进展。     

中粒咖啡萜类合成酶基因家族的生物信息学分析

萜类化合物具有重要的生理、生态作用和药用价值,萜类合成酶(TPS)是合成萜类化合物的关键酶。通过整合中粒咖啡(Coffee canephora)的基因组和转录组数据,利用生物信息学方法,鉴定出43个萜类合成酶全长基因,并对这些基因的分子进化、结构、复制、表达及功能分化的机理进行了探究。结果表明,中粒咖啡萜类合成酶基因可以分为5个亚家族(a、b、c、e/f、g),不同亚家族的基因结构差异很大;串联复制是基因家族扩增的主要原因;表达分析结果表明,萜类合成酶基因在不同组织中的表达差异明显;中粒咖啡萜类合成酶基因启动子区的顺式调控元件可能与基因的功能分化相关;不同亚家族之间的功能差异主要由亚家族特异的氨基酸决定。     

miRNAs调控lincRNAs的生物信息学预测与功能分析

基因间长链非编码RNAs(Long intergenic non-coding RNAs, lincRNAs)是位于蛋白编码基因之间的长度超过200 nt的非编码RNAs, 在动物中参与细胞周期调控、免疫监视、胚胎干细胞分化等多种生物学过程, 但是lincRNAs在大多数植物中的功能尚不清楚。MicroRNAs(miRNAs)是真核生物中一类在转录水平和转录后水平介导基因沉默的21 nt左右的内源性单链小非编码RNAs分子, 通过序列互补的方式调控靶标基因的表达。目前miRNAs的靶标研究主要集中于编码蛋白的基因, 而对于靶标为非编码RNAs的研究较少, 尤其在植物中的研究更为少见。为了系统挖掘植物中lincRNAs的功能, 文章整合miRNAs数据、cDNAs数据和降解组数据, 利用生物信息学方法找到拟南芥(Arabidopsis thaliana)337个成熟miRNAs在2708个lincRNAs上的可能结合位点, 构建了miRNAs-mRNAs-lincRNAs调控网络, 并根据竞争性内源(ceRNA)假说预测lincRNAs的功能, 为进一步阐明植物中miRNAs对lincRNAs的调控机制以及lincRNAs的功能奠定了基础。     

长链非编码RNA研究进展

长链非编码RNA(long noncoding RNAs,lncRNAs)是一类长度超过200nt的非编码RNA分子,通过信号分子、诱饵分子、引导分子、支架分子等4种方式在转录水平和转录后水平调控基因的表达。lncRNAs的表达水平相对于蛋白编码基因较低,但它们在X染色体沉默、基因组印迹、染色体修饰、转录激活、转录干扰以及核内运输等方面具有重要的功能。相对于研究较多的非编码小RNA,lncRNAs的功能目前尚不完全清楚。该文从lncRNAs的起源、分类、分子机制、功能和进化等方面综述了lncRNAs的研究进展,为进一步探究lncRNAs的功能和作用机制提供依据。     

黄瓜性型分化的分子机制

黄瓜(Cucumis sativus)是雌雄异花植物性型分化研究的重要模式植物,近年来虽然其性型分化的分子机制研究取得了一定的成果,但其性型分化的调控机制尚未完全阐明。该文综合花器官发育基因、性别决定基因、内源激素、环境因子、性型分化假说,在分子水平构建了黄瓜性型分化的表达调控网络。同时对激素和性别决定基因协控的黄瓜单性花器官凋亡机制进行了阐述,并就miRNA在黄瓜性型分化调控中的作用进行了探讨。     

miRNA-124靶标功能的生物信息学挖掘

以miRNA-124为例,将miRNA的靶标预测信息与芯片数据分析中下调的基因信息整合起来,从而筛选出miRNA-124的候选靶标,然后对这些靶标的功能进行了深入分析.研究结果表明miRNA-124的靶标可分为两类:直接靶标和间接靶标,间接靶标是通过直接靶标的调控起作用的.miRNA-124靶标的功能主要是蛋白结合作用.miRNA-124靶标的筛选和功能挖掘,为科学工作者选择和验证其它miRNAs靶标的功能打下了坚实的基础,同时此方法可以推广到其它miRNAs的功能研究中.