人TRIM28基因及蛋白质的生物信息学分析

[目的]通过生物信息学预测分析人TRIM28基因的启动子及蛋白质的理化性质、信号肽、亲疏水性、跨膜区域、蛋白结构、与之相互作用的蛋白质及功能。[方法]使用相应软件分析TRIM28相关信息。[结果]TRIM28的3个启动子中第一个通过甲基化对其表达影响较深;TRIM28蛋白质是由835个氨基酸组成的无信号肽、无跨膜结构的不稳定亲水蛋白质,等电点为5.52,哺乳动物中高度保守;二级结构包括10个α螺旋和12个β折叠片层,三级结构构建需更多可靠的模板;TRIM28主要定位于细胞核,自身及相互作用蛋白质主要参与染色质修饰及DNA损伤修复过程。[结论]TRIM28第一个启动子甲基化影响其表达,蛋白质无信号肽、无跨膜结构、不稳定系数高达46.43,属不稳定亲水蛋白质,定位细胞核,参与染色质修饰和DNA损伤修复。     

人APEX1基因的生物信息学分析

APEX1是影响基因表达和氧化还原活性相关碱基修复和多功能蛋白的关键基因,对APEX1基因及编码蛋白进行生物信息学方面的深入分析,更有利于对APEX1基因相关癌症及其他遗传流行病学的阐述。本研究利用生物信息学分析方法以11个物种APEX1基因序列及编码蛋白序列为研究对象,对人APEX1基因进行了系统进化分析及预测启动子及Cp G岛,并对其蛋白质理化性质及结构功能等进行了预测分析。核酸分析结果表明,人APEX1基因包含5个外显子,预测核心启动子区域为158~208 bp。进化分析结果显示,人与黑猩猩的遗传距离为0.003,亲缘关系最近。蛋白预测软件结果显示,人APEX1蛋白主要由自由卷曲及α-螺旋结构组成,无合适信号肽及明显跨膜区,表明该基因不参与跨膜物质运输及信号转导。     

人Latexin基因及蛋白质的生物信息学分析

Latexin(Lxn)是人的羧肽酶抑制剂,并有肿瘤抑制因子的作用。利用生物信息学分析Lxn基因的启动子和Cp G岛以及Lxn蛋白质的理化性质、结构特点、功能特征后发现,Lxn基因存在两个启动子和Cp G岛,且一个Cp G岛与启动子重合;Lxn是全长222个氨基酸,等电点5.52,无信号肽、无跨膜结构的亲水不稳定蛋白质;蛋白质二级结构有4个α螺旋和9个β折叠,三级预测结构可信度为99.55%,拉曼图表明结构稳定;与Lxn相互作用的蛋白质主要是羧肽酶,另外Lxn还参与炎症反应和温度引起的痛觉反应等生物过程;启动子和氨基酸在灵长类间的同源性极高。对Lxn的表达、结构及功能的预测分析可以为研究Lxn在生命过程中的作用提供重要的信息。     

人转录因子FoxM1B的生物信息学分析

目的:分析预测人转录因子FoxM1B启动子及蛋白结构和功能。方法:运用生物信息学软件对人FoxM1B基因的启动子区域及其蛋白的理化性质、跨膜区、信号肽和亲疏水性进行预测分析;利用软件模拟生成人FoxM1B蛋白质的三级结构图像,了解与其相互作用的蛋白网络。结果:采用生物信息学软件预测出人FoxM1B基因5'侧翼存在转录起始位点及启动子,且启动子(1300~1900bp)的侧翼有1个CpG岛。人FoxM1B蛋白是亲水性蛋白,且不包含跨膜结构域和信号肽;在二级结构中,无规卷曲是其主要折叠方式,模拟生成蛋白质三级结构图像与二级结构预测一致。人FoxM1B蛋白与CCNB1、CCNA2、MYBL2、CDK1和PLK1等蛋白存在相互作用,可能通过这些蛋白参与细胞周期和DNA损伤修复过程。结论:对人FoxM1B基因及其编码蛋白的性质、结构和互作蛋白等进行了预测分析,为后续实验研究提供了依据和线索,奠定了重要的信息基础。     

人TCF7L2基因启动子生物信息学分析

[目的]探讨人TCF7L2基因启动子特征。[方法]从UCSC数据库获得人TCF7L2基因5’调控区2 000 bp序列,利用多种在线软件对启动子、转录因子结合位点、Cp G岛、SNP等进行分析。[结果]5’调控区2 000 bp序列正义链上至少存在5个潜在的启动子,其中-242～-192 bp、-853～-803 bp之间可能包含核心启动子。查找到1个TATA盒,存在1个长度为499 bp的Cp G岛。Ali Baba2. 1、PROMO和JASPAR软件分别预测到241、944、1 035(正义链)个转录因子结合位点。利用conreal程序在人和小鼠TCF7L2基因启动子保守区域内预测到207个共同的转录因子结合位点,涉及到66种转录因子。启动子区发现2个SNP位点。[结论]对人TCF7L2基因启动子进行了生物信息学分析,获得了启动子特征。     

人KIAA0146基因及蛋白质的生物信息学分析

KIAA0146是同源重组修复蛋白质复合体BLM/RAD51的支架蛋白质。当前KIAA0146相关的实验研究非常少。本文采用生物信息学方法对KIAA0146基因及其蛋白质进行快速分析以期为其往后的实验研究提供线索。首先发现KIAA0146基因存在多个转录起始位点及启动子,且启动子(2 127~2 177 bp)和(3 127~3 177 bp)的侧翼各有2个Cp G岛。然后发现KIAA0146是亲水的不稳定蛋白质。由于未发现KIAA0146蛋白包含信号肽和跨膜区域,所以它可能既不是分泌蛋白质也不是跨膜蛋白质。但是KIAA0146可能是细胞核蛋白质,在其N端包含核定位信号"RARGSKRKR",而且构建的KIAA0146蛋白的三级结构提示它可能具有核酸结合结构域。最后发现RAD51、ATM、RAD51B、MRE11A、BLM、DNA2、RMI1、BRCA1、BRCA2和XRCC2可能与KIAA0146相互作用,而且KIAA0146可能通过与这10个蛋白质相互作用参与DNA损伤应答及修复、发育和细胞代谢调节等生物过程。总之,文中对KIAA0146基因结构及其蛋白质的亚细胞定位、三级结构和潜在的分子功能等进行了预测分析,为往后实验研究KIAA0146提供了重要的理论依据和新线索。     

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。     

人PRMT5基因的生物信息学分析

PRMT5 (Protein arginine methyltransferase 5)已经广泛地作为组蛋白甲基转移酶修饰H4R3、H2AR3和H3R8,从而潜在地影响多个信号传导途径。本研究为了对人PRMT5基因进行生物信息学方面的深入分析,以PRMT5基因序列及编码蛋白序列为材料,通过生物信息学方法分析了PRMT5基因的DNA序列、启动子及CpG岛、RNA结构,及该蛋白的理化性质、亚细胞定位、信号肽与跨膜区域、互作蛋白、系统发育等。研究结果表明,人PRMT5在物种间的保守性相对较高,位于染色体14q11.2,大小为1 911 bp,潜在核心启动子在1 014~1 064 bp,没有预测到CpG岛。PRMT5基因编码637个氨基酸残基,分子量为10 157 Da,等电点为5.88,不稳定系数是44.33;该蛋白更可能定位于细胞质,无明显的信号肽及跨膜结构;主要的二级结构元件是α-螺旋结构和无规卷曲,包含一个SAM-dependent MTase功能结构域,同时有10个可能的互作蛋白;进化分析表明黑猩猩和猕猴与人PRMT5蛋白亲缘关系最近。     

藏药黑紫獐牙菜香叶醇-10羟化酶基因克隆及生物信息学分析

[目的]对藏药黑紫獐牙菜香叶醇-10羟化酶(geraniol 10-hydroxylase,G10H)基因分子克隆和生物信息学分析。[方法]采用PCR方法扩增并克隆了藏药黑紫獐牙菜香叶醇-10羟化酶基因,再用DNAMAN、Mega等生物软件以及TMHMM Server.v.2.0、Prot Scale等在线软件对该基因进行了生物信息学分析。[结果]所得G10H基因总长为1 488 bp,编码495个氨基酸(Gen Bank accession KR709239),无信号肽,部分跨膜,蛋白质二级结构主要以α螺旋(22个)、β折叠(8个)为主,黑紫獐牙菜G10H与9个物种氨基酸序列具有高度的同源性。[结论]该酶N端无信号肽,为非分泌蛋白。G10H酶要实现其功能,在核苷酸和氨基酸水平上必须具有相当的保守性。     

GPC3基因的结构与功能生物信息学预测

磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(Glypican 3,GPC3)作为原发性肝癌标志物,对其结构与功能进行生物信息学分析。借助生物信息学相关软件,对该基因所编码的氨基酸理化性质、信号肽、跨膜结构、蛋白质的二级结构,蛋白质翻译后修饰、蛋白三级结构及亚细胞定位及B细胞线性表位、蛋白质相互作用网络进行生物信息学分析。GPC3蛋白为稳定的亲水性蛋白,具有信号肽,主要定位于细胞质膜。二级结构元件只要以α螺旋,β折叠为主。有18个Ser、7个Thr、23个Tyr可成为蛋白激酶磷酸化位点。GPC3蛋白与Wnt信号家族蛋白具有相互作用。分析预测GPC3,为探究其参与原发性肝癌方面有重要意义。     

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。     

人ASK1基因原核表达载体的构建及其功能分析

[目的]构建人ASK1基因原核表达载体并进行生物信息学分析。[方法]以pCDNA3.1-hASK1为模板扩增hASK1基因,构建pGEX-KG-hASK1重组质粒,菌落PCR筛选阳性克隆并进行测序验证,最后对hASK1蛋白进行生物信息学分析。[结果]成功构建原核表达载体pGEX-KG-hASK1。生物信息学分析显示,hASK1蛋白由1 374个氨基酸残基组成,等电点5.52,相对分子质量154.5 k Da。该蛋白无跨膜区结构,二级结构由α-螺旋、折叠延伸链、无规卷曲构成。[结论]hASK1蛋白是含1 374个氨基酸残基的亲水蛋白,含79个磷酸化位点,能与多种信号蛋白相互作用。     

人CITED4基因及蛋白的生物信息学分析

[目的]预测人CITED4基因启动子信息及其蛋白质的理化性质、亲疏水性、细胞亚定位、蛋白质结构、相互作用蛋白质以及GO注释,以期为发现其新功能提供理论和结构基础。[方法]利用Promoter Scan、Prot Param和Clustal X2.1等预测分析CITED4基因及其蛋白的相关信息。[结果]CITED4基因有2个启动子,其转录活性受SP1、AP-2和CREB影响;其蛋白质是由184个氨基酸组成的主要定位于细胞核的不稳定疏水蛋白质,不稳定系数为65.05;氨基酸序列在152~173间保守性强;二级结构含有47个α螺旋16个β折叠;三级结构的建立需要更多可靠的模板,CITED4通过与AP-2等转录因子相互作用调控多个基因的转录活性。[结论]CITED4表达受SP1、AP-2和CREB的调控,CITED4蛋白通过调节多个靶基因的转录调控人体正常生理或病理状态。     

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。     

牛DLK1基因的生物信息学分析

DLK1基因是位于DLK1-DIO3印记区域内一个父源表达的印记基因。本研究利用生物信息学方法对牛DLK1基因进行了分子进化分析、基因和蛋白质结构分析并预测了其启动子和CpG岛区域。对7种动物DLK1基因mR NA序列的分子进化分析结果显示,牛与羊的遗传距离最小,亲缘关系最近。蛋白质在线分析软件表明,DLK1蛋白由信号肽、EGF结构域以及跨膜区组成。牛DLK1基因包含5个外显子,且存在多种可变剪切体。启动子在线软件预测,牛DLK1核心启动子可能位于该基因起始密码子上游1 790~1 840 bp处。预测结果表明,人、小鼠和牛三个物种DLK1潜在的核心启动子区所处的位置具有一致性,并且三个物种的启动子区DNA序列具有高度保守性。以上研究结果为进一步阐明牛DLK1基因的生物学功能及其印记调控机理提供了参考依据。     

小鼠Bcl2a1a蛋白的生物信息学预测分析

目的:分析小鼠Bcl2a1a全长基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,利用软件预测其蛋白的二、三级结构与特征。方法:运用生物信息学相关软件分析和预测人类BCL2A1和小鼠Bcl2a1a基因的同源区段,预测小鼠Bcl2a1a基因的启动子区域及蛋白跨膜区域与信号肽;利用软件模拟生成蛋白三级结构图像,并了解小鼠Bcl2a1a蛋白与其他蛋白的相互作用关系。结果:小鼠Bcl2a1a基因全长5497 bp,编码的蛋白含有172个氨基酸残基,相对分子质量为460 087.23,属于不稳定的疏水性蛋白。小鼠Bcl2a1a基因与人类BCL2A1基因的同源区域在≥200 bp的位置。2个软件预测的小鼠Bcl2a1a基因启动子最可能在3439～3543 bp和4600 bp,但由于没有预测到CpG岛存在,所以结果准确率较低。小鼠Bcl2a1a蛋白无跨膜结构域,无信号肽;在二级结构预测中,α螺旋为Bcl2a1a蛋白的主要折叠形式;该蛋白仅含有1个BCL结构域,且与Bbc3、Apaf1、Bcl2l2、Trp53、Bak1、Bid、Nfkb1、Jun、Rel、Rela等蛋白形成相互作用网络。结论:Bcl2a1a基因及蛋白的生物信息学分析为相关研究奠定了重要的信息基础。     

Bacillus subtilis NX-2聚谷氨酸合成酶基因pgsBCA的克隆及生物信息学分析

克隆Bacillus subtilis NX-2中的聚谷氨酸合成酶基因pgsBCA并进行测序。应用生物信息学分析方法和工具对PgsB、PgsC、PgsA蛋白质的理化性质、跨膜区域、信号肽、细胞定位等进行分析和预测,并探讨它们的作用方式。结果表明:PgsB蛋白不含有跨膜区,它与ATP结合并催化ATP的水解,为PGA合成提供能量;PgsC蛋白保守性最高,其含有4个跨膜区域,是疏水性膜结合蛋白;PgsA为亲水性稳定蛋白,在N端存在1个跨膜区域。     

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。     

布鲁氏菌rirA基因的表达与功能分析

[目的]构建布鲁氏菌rirA基因的原核表达载体并进行表达、鉴定。[方法]将rirA基因克隆至pET-28a载体,构建重组质粒pET-28a-rirA,并转化至E.coli BL21(DE3)中,IPTG诱导表达后,通过SDS-PAGE和Western blotting检测目的蛋白的表达及其反应原性,并对该蛋白进行生物信息学分析。[结果]PCR扩增出rir A基因全长为462 bp,编码153个氨基酸,SDS-PAGE分析表明获得了约19.8 k Da的融合蛋白,Western blotting结果显示该融合蛋白与羊抗布鲁氏菌阳性血清发生特异性反应,表明其具有良好的反应原性;生物信息学分析显示,该蛋白无跨膜区结构,不存在信号肽,二级结构以α-螺旋为主并利用Phyre2服务器成功构建了该蛋白的三维模型。[结论]成功构建了rirA基因的原核表达载体,所表达蛋白具有良好的反应原性。并且作为胞内蛋白参与布鲁氏菌铁代谢的转录调控。     

人CREB1基因及蛋白的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学方法预测分析人CREB1基因的启动子情况及蛋白质的理化性质、亲疏水性、细胞亚定位、蛋白质多级结构、与之相互作用的蛋白质以及GO注释。[方法]利用相应软件及网站预测分析CREB1基因及其蛋白的相关信息。[结果]发现CREB1基因存在4个启动子,其转录受SP1和AP-2影响较大;其蛋白质是由431个氨基酸组成的主要定位于细胞核的不稳定亲水蛋白,其等电点为5.44,序列在多个物种间保守性强;二级结构主要由α螺旋和无规卷曲;需要更多可靠的模板构建三级结构;CREB1调控由c AMP介导的信号通路,对神经系统疾病及肿瘤的发生发展有重要作用。[结论]SP1和AP2通过调控多个启动子影响CREB1的表达,其蛋白质主要定位于细胞核,通过调控c AMP介导的信号通路维持人体正常生理状态。