西方蜜蜂毒蕈碱型乙酰胆碱受体基因的生物信息学分析

利用生物信息学方法分析了西方蜜蜂 Apis mellifera毒蕈碱型乙酰胆碱受体的核酸和氨基酸序列,并对其组成成分、疏水/亲水区、跨膜拓扑结构域、分子系统进化关系进行了预测和推断.结果显示,该受体定位在第8条染色体上,由618个氨基酸组成,分子量69 906.5D,等电点(pI)8.56;是G蛋白偶联型受体,含N-糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、cAMP/cGMP依赖蛋白激酶磷酸化位点.     

洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR的克隆及生物信息分析

本研究采用PCR方法克隆了洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR,并对cepR基因编码蛋白的结构和功能进行生物信息学分析和预测。同源性分析表明,CAS19的cepR核苷酸序列与Burkholderia cepacia LMG1222cepR基因的同源性为99%;cepR基因全长768bp,包含一个完整的231bp的开放阅读框架,编码239个氨基酸;该基因编码蛋白分子量为26.59kD,理论的等电点为5.55,含有一个LuxR型HTH结构域,在氨基酸残基的不同区域分布有酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点、N-肉豆蔻酰化位点和N-糖基化位点,还有一个明显的跨膜结构。本研究结果将为洋葱伯克霍尔德氏菌嗜铁素合成相关研究提供调控基因信息和参考依据,并为其进一步开发和利用奠定基础。     

SARS-CoV-2非结构蛋白NSP14的生物信息学分析

目的:通过生物信息学手段预测新型冠状病毒(SARS-CoV-2)中非结构蛋白NSP14的性质特征。方法:以SARS-CoV-2的NSP14氨基酸序列为研究对象,通过Blastp与SARS-CoV的NSP14进行比对,并利用ProtParam、ProtScale、PredictProtein和SWISS-MODEL等生物信息学软件工具对NSP14的理化性质、结构和活性区域等进行预测。结果:SARS-CoV-2的NSP14由527个氨基酸残基构成,是一种可溶性亲水蛋白,与SARS-CoV中NSP14氨基酸序列的一致率达到95%。NSP14二级结构中无规则卷曲含量最高,该蛋白质包含了N-糖基化位点、cAMP或cGMP依赖蛋白激酶磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和N-豆蔻酰化位点等5个保守基序。NSP14同时具备N端核糖核酸外切酶和N7-甲基转移酶2个结构域,其活性区域的总面积和体积分别为1469.712?~2和1708.967?~3。结论:基于SARS-CoV-2中NSP14的氨基酸序列,运用生物信息学相关软件分析和预测了NSP14蛋白的性质和结构,为新型冠状病毒疫苗研制和药物筛选提供理论依据。     

油菜花粉发育相关基因RALFbn的克隆与表达分析

根据美国NCBI数据库中快速碱化因子(RALF)类基因序列的已知信息,克隆了油菜的快速碱化因子基因RALFbn,对其核酸序列及预测蛋白进行了生物信息学分析,并在油菜多种组织内观测其表达情况.结果表明:(1)经克隆获得油菜RALFbn基因的cDNA序列全长为510 bp,无内含子,编码79个氨基酸.(2)生物信息学分析发现,油菜RALFbn蛋白具有RALF类蛋白保守的“YIXY”区和4个保守的半胱氨酸残基,并且含有N豆蔻酰化位点、酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、和酪氨酸激酶磷酸化位点等多个生物活性位点,说明该蛋白在油菜中潜在的生理调节能力较为活跃.(3) RT-PCR检测RALFbn基因在油菜生殖器官中的表达结果发现,RALFbn主要在油菜雄蕊中表达,而在雌蕊、花瓣和萼片中没有表达.提示RALFbn基因极可能与油菜雄蕊中花粉的发育相关.     

β肾上腺素受体的结构与功能域

β肾上腺素受体具有视紫红质样结构,包括由膜两侧亲水环相互联结7个疏水性跨膜α螺旋结构,N端无信号序列而含有2个N-糖基化位点,C端富含丝氨酸和苏氨酸残基.7个跨膜结构构成配基结合位点.β受体细胞膜内侧环状序列形成两亲α螺旋结构,与G蛋白相互作用.C端及第3个内侧环的丝氨酸及苏氨酸残基构成受体磷酸化位点,参与受体功能调控.     

稻瘟病菌组蛋白脱乙酰化酶SIR2 HDACs的功能初探

利用生物信息学方法对稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)组蛋白脱乙酰化酶SIR2家族成员(SRT3001、SRT3002、SRT3003、SRT3004、SRT3005、SRT3006和SRT3007)的生物学功能进行研究.结果表明,SIR2 HDACs家族成员位于不同的染色体上,分布于细胞的不同部位;它们编码的蛋白均含有蛋白激酶C磷酸化、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化、N-糖基化、N-豆蔻酰化4个相同的位点;它们均无跨膜区,且为亲水蛋白质,都无信号肽.多序列比对发现稻瘟病菌SIR2 HDACs家族结构域高度保守,均含有SIR2结构域;这些蛋白可能参与病原菌的转录调节、能量代谢和染色质沉默等过程.     

棉花抗逆相关基因GhDr1的克隆及生物信息学分析

通过TAIL-PCR的方法从棉花中克隆到未知功能的新基因GhDr1,生物信息学分析结果表明,GhDr1的预测蛋白含有酪氨酸激酶和蛋白酶C磷酸化位点、潜在的锌指类功能模块、MAPK磷酸化位点及MAPK相互作用识别位点;与GhDr1同源基因位于同一基因簇的基因多为参与逆境信号转导的蛋白。推测GhDr1基因可能在逆境信号转导途径的磷酸化级联反应中被调节,参与棉花逆境应答的生理过程。     

Endophilin B1 基因及蛋白的生物信息学分析

目的:利用生物信息学方法分析人Endophilin B1基因以及蛋白的结构,为进一步研究其功能和参与的调控机制提供一定的理论依据。方法:通过GenBank搜索Endophilin B1基因及蛋白序列,采用生物信息学方法分析该基因在不同物种中的差异,分析该蛋白的亚细胞定位,二级结构,功能域以及抗原表位。结果:该基因编码一个长度为365个氨基酸的蛋白,具有两个BAR和SH3两个功能域。Endophilin B1蛋白理论分子量为40796.3,理论等电点为5.78。二级结构中α螺旋(H)占56.44%,β折叠(E)占5.48%,无规卷曲占38.08%。Endophilin B1蛋白含有4个可能的N连接糖基化位点,5个潜在的酪蛋白激酶II磷酸化位点,7个豆蔻酰基化位点,3个PKC磷酸化位点以及2个酪氨酸激酶磷酸化位点。并进一步利用DNAstar软件分析了了该蛋白的抗原表位。结论:利用生物信息学预测出的结构和功能信息,能为Endophin B1蛋白的相关研究提供一定的信息基础。     

美洲大蠊Per a 9的抗原表位特征及三维结构建模

Per a 9是美洲大蠊主要过敏原蛋白之一。通过生物信息学方法了解美洲大蠊过敏原蛋白Per a 9的结构特征,为蟑螂变态反应性疾病的诊断和治疗提供线索。BLAST得到Per a 9相似序列,构建同源进化树,结果显示美洲大蠊Per a 9与德国小蠊精氨酸激酶在进化上具有较近的亲缘关系。Per a 9主要为α＋β结构的亲水性蛋白,其主要抗原表位集中于33—46、55—74、89—117、123—135、199—217、235—243、251—266、286—354区域。Motif预测其具有1个鸟嘌呤磷酸转移酶活性位点,6个蛋白激酶C磷酸化位点,7个酪氨酸激酶II磷酸化位点和2个N豆蔻酰化位点。其预测的三维结构基本能反应Per a 9真实的空间构象,这将为今后进一步了解和掌握Per a 9结构和功能的关系打下理论基础。     

鸡Tmem9B同源基因的克隆与序列分析

溶酶体跨膜蛋白9B (TMEM9B,c11orf15)是最近被发现的炎症信号通路中的关键因子,在NF-κB和MAPK信号途径起重要调控作用.本实验采用克隆技术成功获得了海兰褐鸡Tmem9B基因的全长编码序列,并利用生物信息学方法对Tmem9B进行序列分析和测序.结果表明,鸡Tmem9B同源基因编码序列全长570bp,进化高度保守,编码189个氨基酸的蛋白,序列上存在信号肽、Tmemb_9和跨膜序列等几种结构域,并含N端豆蔻酰化位点、N端糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶II磷酸化位点等3种修饰位点.同时,在鸡Tmem9B基因的开放阅读框内预测到5个microRNA靶位点,Tmem9B在鸡的骨骼肌、肾、脑等多种组织中广泛表达,推测鸡Tmem9B基因可能具有多种功能.本研究将为深入研究鸡Tmem9B基因的功能奠定基础.     

灰飞虱Bursicon基因的克隆、序列分析及在不同发育阶段的表达

Bursicon是通过G蛋白受体调节昆虫表皮硬化及展翅的功能蛋白, 它在昆虫蜕皮后的表皮硬化过程中起着关键作用。为探讨灰飞虱Laodelphax striatellus的 bursicon的功能, 利用RT-PCR和RACE技术克隆获得1 126 bp的bursicon α和761 bp的bursicon β全长序列, 将其分别命名为Lsburs-α和Lsburs-β。生物信息学分析表明： Lsburs-α开放阅读框长483 bp, 编码160个氨基酸, 该蛋白具有2个N-豆蔻酰化位点、 3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点以及2个蛋白激酶C磷酸化位点。Lsburs-β开放阅读框长417 bp, 编码138个氨基酸, 该蛋白具有2个N-豆蔻酰化位点、 3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点以及1个酪氨酸激酶磷酸化位点。qRT-PCR结果表明： Lsburs-α和Lsburs-β在灰飞虱各龄期均有转录表达, 并在若虫期随龄期增加呈上升趋势, 在羽化期达到峰值, 成虫期表达量逐渐降低。结果提示bursicon与灰飞虱蜕皮后的外表皮硬化关系密切。本文结果为深入研究bursicon的功能、受体调节和信号通路等奠定了基础。     

TTV武汉分离株DNA克隆和序列分析

用PCR技术从一武汉病人血清中分离获得TTV DNA片断,把此DNA片断克隆到pMD18-T质粒载体中,进行全序列测定并用计算机软件对核苷酸、氨基酸序列和ORF2多肽特征进行比较和分析.所分离获得的TTVDNA片断全长1333bp,含TTV完整的ORF2及部分ORF1序列,核苷酸和氨基酸序列与其它基因型为1a的TTV分离株具有极高的同源性.ORF2多肽含202个氨基酸,在N端部分和C端部分具有较高的亲水性和较强的抗原性,而中间为一段疏水区域,抗原性较弱.N端结构以α螺旋为主,含有典型的酪氨酸激酶磷酸化价点(RARD-WPGY,38-45aa)和三个潜在的蛋白质激酶C的磷酸化位点;C端富含脯氨酸,结构以β转向为主,含有三个连续的N-十四烷酰化位点,推测ORF2编码的蛋白可能是一种磷酸化蛋白.     

青稞HbSnRK2.4的克隆及其序列特征与表达特性分析

干旱胁迫是制约农作物生产的重要限制因素之一,研究并增强作物的抗旱性具有重要意义。Sn RK2(Sucrose nonfermenting 1-related protein kinase 2)基因编码一类蔗糖非酵解型蛋白激酶,该酶在ABA信号转录途径和抗渗透胁迫中起着重要作用。以青稞(Hordeum vulgare subsp.vulgare)抗旱品种喜马拉雅10号为材料,利用RT-PCR技术克隆获得了Sn RK2基因全长c DNA序列,命名为Hb Sn RK2.4(登录号:KJ699389)。生物信息学分析表明,该基因全长1 310 bp,编码362个氨基酸序列,蛋白分子量为41.94 k D,等电点(p I)为5.96。Prosite Scan分析结果表明,Hb Sn RK2.4含有多个干旱胁迫响应蛋白的作用位点,如酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点及N-豆蔻酰化位点等。利用实时定量PCR方法研究了Hb Sn RK2.4在干旱胁迫条件下及复水后不同时间点的表达情况,发现Hb Sn RK2.4在土壤绝对含水量为33.4%时表达量最高,随着土壤绝对含水量的下降而下调表达;当达到作物正常生长所需的土壤绝对含水量时又开始上调表达;进行干旱胁迫后(15.5%)基因表达量下降;复水后8 h时恢复正常表达水平。     

MAP30蛋白结构功能的生物信息学研究

使用protparam、PHDhtm、PredictProtein等生物信息学在线服务器,对MAP30蛋白进行全面分析预测,研究MAP30蛋白具有的抗HIV活性,为临床应用提供抗科学依据和理论基础。结果表明:MAP30蛋白为稳定的碱性疏水蛋白,序列上存在三段跨膜螺旋结构和一段无序化位区域,肽链上的二硫键可使分子间形成聚集体,是一种分泌蛋白。MAP30蛋白序列包含信号肽、低复杂度区域和RIP样活性区域3个区域,具有细胞外被膜、异构酶、免疫应答三种功能。序列上分布着N-糖基化位点、N-豆蔻酰化位点、Shiga/ricin核糖体失活蛋白活性位点和多段蛋白激酶磷酸化位点。     

小鼠Neto2基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆并生物信息学分析小鼠Neto2基因。[方法]]通过RT-PCR方法从小鼠脑组织中克隆Neto2基因,利用生物信息学工具对其理化性质、蛋白结构和系统进化进行分析。[结果]成功构建载体pMD19T-m Neto2。小鼠Neto2基因CDS全长1 662 bp,编码553个氨基酸,该蛋白分子式为C2776H4312N762O826S32,相对分子质量62.6 k Da,等电点为7.18。结构分析显示,小鼠Neto2蛋白二级结构以无规卷曲为主(54.25%),该蛋白有两个跨膜区域及磷酸化修饰位点,无信号肽。小鼠Neto2与Grik2、Necab3、Kars、Grip1等蛋白存在相互作用。[结论]小鼠Neto2蛋白是含553个氨基酸残基的亲水蛋白,含62个磷酸化位点,参与调节神经生长发育、兴奋性神经递质传递、学习记忆等生物学功能。     

人VASH_1蛋白结构和功能的生物信息学分析

[目的]对人VASH_1蛋白结构和功能进行生物信息学分析。[方法]利用生物信息学工具对人VASH_1蛋白的基因结构、跨膜区域、空间结构、理化性质和功能区进行预测。[结果]人VASH_1蛋白由365个氨基酸残基组成,该蛋白等电点9.50,相对分子质量40 956.5Da,分子式为C1805H2874N532O536S11。通过分析发现该蛋白为非跨膜的亲水蛋白,主要由无规卷曲构成。[结论]人VASH_1蛋白是由365个氨基酸残基组成的亲水蛋白,含有21个磷酸化位点和13个可能的抗原位点,与多种蛋白间存在相互作用。     

产气荚膜梭菌青海分离株virS基因序列分析与蛋白结构预测

为了探究产气荚膜梭菌virS基因的结构及其编码蛋白的功能,本研究提取了产气荚膜梭菌青海分离株基因组DNA,PCR扩增virS基因、测序并分析序列与蛋白结构,使用在线服务器对VirS蛋白进行功能位点、三级结构、信号肽以及跨膜结构域预测。研究表明,产气荚膜梭菌分离株virS基因长度为1323 bp,编码440个氨基酸;分离株virS基因与JIR4025菌株、FORC-025菌株、Del1菌株、FORC-003菌株、LLY-N11菌株、CP15菌株、13菌株、ATCC13124菌株、JP55菌株、JP838菌株、EHE-NE18菌株以及SM101菌株等参考产气荚膜梭菌比对后,显示其核苷酸序列同源性依次为99.2%、99.5%、99.4%、99.4%、99.3%、99.3%、99.2%、99.0%、98.9%、98.2%、97.9%以及95.4%,氨基酸序列同源性依次为99.1%、99.5%、99.8%、99.5%、99.5%、99.5%、99.1%、99.5%、99.5%、98.2%、97.7%以及94.6%;二级结构预测表明分离株VirS蛋白主要由α螺旋组成,其次是β折叠;三级结构预测显示分离株VirS蛋白有5种结构,蛋白功能位点预测表明分离株virS蛋白具有5个N-糖基化位点、2个N-豆蔻酰化位点、5个蛋白激酶C磷酸化位点、2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个酪氨酸激酶磷酸化位点和1个糖基水解酶家族V。     

大豆类受体蛋白激酶基因GmRLCK的克隆及初步分析

植物类受体蛋白激酶(receptor-likeproteinkinase,RLK)在高等植物生长发育和环境刺激的信号传导中起着重要的作用。本文报告了一个新的大豆类受体蛋白激酶基因的全长cDNA克隆及对其基因结构和功能的初步分析。研究表明该基因序列编码的蛋白包含一个跨膜域、一个具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的胞内域和一个缺少N-末端信号肽的胞外域。采用生物信息学方法分析表明,该基因与一些拟南芥菜类受体蛋白激酶基因具有很高的相似性,这些激酶N-末端都缺少信号序列,属于植物胞质类受体激酶(receptor-likecytoplasmickinase,RLCK)亚家族。因此命名该大豆基因为GmRLCK(GenBankAccessionNo.AY687390)。对GmRLCK激酶域中磷酸化可能性较高的位点进行了预测。RT-PCR的结果表明,GmRLCK在大豆子叶、根、花以及豆荚中都有较高的表达,而在胚根、茎和成熟叶片中的表达相对较弱。进化分析表明GmRLCK与一些衰老相关的植物类受体蛋白激酶具有较近的亲缘关系。     

乙型肝炎病毒S蛋白的序列特征分析

乙肝病毒S蛋白是病毒的包膜蛋白,与病毒进入细胞有关,它存在逆转录过程并且具有极强的潜伏性。本论文应用生物信息学分析乙肝病毒S蛋白的序列特征,利用在线分析软件预测乙肝病毒S蛋白的理化性质和亲疏水性、跨膜区域、信号肽特征、磷酸化位点、二级结构以及乙肝病毒S蛋白的最佳抗原表位形成位置等。结果显示了乙肝病毒S蛋白由226个氨基酸组成,理论等电点是8.21,为不稳定蛋白,总平均亲水性为0.649,是疏水蛋白质,并且该蛋白存在信号肽,有4个跨膜区,有30个潜在的磷酸化位点,主要二级结构为α螺旋和无规则卷曲,同时,结合乙型肝炎病毒S蛋白的序列可及性、线性表位、β转角、柔性、抗原性的预测结果,可以找到潜在的抗原表位区域,为乙型肝炎的表位疫苗研制提供重要的参考依据,有利于进一步对乙型肝炎S蛋白的抗原性进行研究。     

奥利亚罗非鱼DMO蛋白结构和功能预测的研究

目的:对奥利亚罗非鱼DNO蛋白的结构和功能进行预测研究.方法:利用生物信息学的方法对DMO基因推导的氨基酸序列进行结构特征和功能域预测分析,探讨了DMO的信号肽、亲/疏水性、跨膜拓扑结构、卷曲螺旋结构、基序、功能域及高级结构.结果:DMO在第1～17,39～113,153～301.372～410区段为高亲水性区域,属亲水性基团,具有两个螺旋卷曲区域,97～112,155～168氨基酸区域,没有信号肽,含有两个跨膜结构域,发生跨膜运动;DMO包含两个保守的DM-domain和DNA锌指结构等功能结构域;DNO含有1个亮氨酸拉链结构(21～42),7个蛋白激酶C磷酸化位点(49～51,184～186,191～193,235～237,270～272,294～296,333～335),5个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点(189～192,225～228,227～230,231～234,233～236).1个cAMP-andcGMP-依赖蛋白激酶磷酸化位点(296～299)10个肉豆蔻酰化位点(59～64,121～126,125～130,129～134,135～140,301～306,304～309,307～312,310～315,350～355);DMO蛋白含有27.38%的α-螺旋,8.8%的β-转角和53.79%的无规卷曲;DMO的高级结构中含有两个α-螺旋区域.结论:DMO蛋白与性别调控有关,并在细胞信号传导中发挥作用,且其生物活性可能接受信号途径中多种信号的调控,这为进一步研究奥利亚罗非鱼DMO基因编码蛋白的功能,明确DMO基因与性别调控的关系奠定了基础.