肽键的统计分析和蛋白质的二级结构

 本文对蛋白质序列的肽键进行了统计分析,计算了二肽构象参数P_α、P_β、P_c和三肽构象参数Q_α、Q_β、Q_c。在此基础上提出了由氨基酸序列预测二级结构的规则。预测的正确率达90％,优于Chou-Fasman方法。这个结果表明二肽(三肽)关联在形成蛋白质二级结构中具有明显的重要性。     

聚α—氨基酸纤维的研究

<正> 在制造具有动物纤维相似性质的合成纤维时,应当引入蛋白质结构的慨念。丝是一种富含β-折叠结构的多肽,而羊毛则富有α-螺旋结构。当α-氨基酸聚合成聚α-氨基酸时,其一级结构与蛋白质一样为多肽,但其二级结构则可为α-螺旋、β-折叠或无规线圈,如果一种聚α-氨基酸纺成富含β-折叠     

蛋白质折叠速率与其氨基酸序列极性的关系

以大肠杆菌60个蛋白酶以及几种常见病毒（SARS病毒、艾滋病病毒、丙型肝炎病毒及乙型肝炎病毒）各蛋白质序列中的所有α-螺旋和β-折叠片段为研究对象,计算了各片段的折叠速率和平均极性,分别在各物种的α-螺旋和β-折叠两类二级结构片段中分析了二者的相关性。得到结论：不论是大肠杆菌中的蛋白酶还是病毒蛋白,其中的两类氨基酸片段的平均极性与折叠速率都是极显著相关的：对于所有的α片段,二者呈线性正相关,而对于所有的β片段,二者成线性负相关。结果证实了在蛋白质折叠中,氨基酸的极性起着重要的作用。     

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。     

人线粒体转录延伸因子蛋白结构与功能的生物信息学分析

[目的]基于生物信息学方法分析人线粒体转录延伸因子TEFM蛋白的结构和功能。[方法]检索Uniprot数据库中人线粒体转录终止因子TEFM蛋白的氨基酸序列,利用生物信息学方法对人TEFM的理化性质、物种间的蛋白质同源性、跨膜区、亲水性/疏水性、亚细胞定位、蛋白质二级结构、保守结构域、蛋白质三级结构、蛋白质相互作用进行预测与分析。[结果]人TEFM全长360个氨基酸,理论等电点9.39,属于TEFM蛋白超家族,不含跨膜区,属于亲水蛋白;人TEFM含有一个保守的螺旋-发夹-螺旋(HHH_3)结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,三维建模空间结构与二级结构预测结果相符,进一步分析建模结果可靠。与人TEFM相互作用的蛋白质均为线粒体DNA转录因子或线粒体RNA聚合酶。[结论]人TEFM具有线粒体转录延伸因子蛋白超家族的典型结构,生物信息学分析结果对深入研究人TEFM在线粒体基因转录调控中的作用具有一定的理论指导意义。     

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。     

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。     

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。     

人P2Y_2蛋白的生物信息分析

[目的]利用生物信息学对人P2Y_2蛋白质的理化性质、物种的同源性、亲水性/疏水性、跨膜区域、蛋白质二级结构和三级结构、蛋白质间的相互作用、GO注释进行预测分析。[方法]使用多种分析软件对P2Y_2蛋白进行在线预测分析。[结果]人P2Y_2蛋白有377个氨基酸,等电点为9.72,哺乳动物中保守性较高;二级结构存在8个α螺旋和2个β折叠,三级结构预测结果的可靠性为39.42%,拉曼图分析表明预测结果较稳定,P2Y_2蛋白分布范围广,在神经元、神经胶质、内皮细胞和肿瘤的信号通路中有重要作用。[结论]P2Y_2蛋白存在2种核定位序列的不稳定疏水蛋白,有6个跨膜区且分布广泛,参与细胞衰老、伤口愈合等多种生理过程。     

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。     

人TEAD1蛋白质的生物信息学分析

[目的]采用生物信息学方法对人TEAD1蛋白质的理化性质、跨膜区域、亲疏水性、信号肽区域、二级结构、三级结构、蛋白质之间的相互作用、GO注释进行预测分析。[方法]使用多种分析软件对TEAD1蛋白质进行预测分析。[结果]TEAD1蛋白质由426个氨基酸组成,等电点为8.33,在哺乳动物中高度保守;二级结构预测发现6个α螺旋和10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;与TEAD1相互作用的蛋白质主要是核内转录调控蛋白质,并可参与Hippo信号通路。[结论]TEAD1一种存在核定位序列、无跨膜结构的亲水不稳定蛋白质,具有转录调控因子的作用,可通过Hippo信号通路,表现出促癌作用。     

蛋白质序列的混合特征值对折叠速率的影响

鉴于蛋白质折叠速率预测对研究其蛋白质功能的重要性,许多的科研工作者都开始对影响蛋白质折叠速率的因素进行研究。各种预测参数和方法被提出。利用蛋白质编码序列的不同特征参数,不同的二级结构及不同的折叠类的蛋白质对折叠速率的不同影响,我们选取蛋白质编码序列的新的特征值,即选取蛋白质序列的LZ复杂度,等电点等特征值。然后把这些特征值与20种氨基酸的属性αc、Cα、K0、Pβ、Ra、ΔASA、PI、ΔGhD、Nm、LZ、Mu、El融合,建立多元线性回归模型,并利用回归模型计算了13个全α类蛋白质、18个全β类蛋白质、13个混合类蛋白质和39个未分类蛋白质的ln（kf）与预测值之间的相关系数分别达到0.89、0.93、0.98、0.86。在Jack-knife方法的验证下发现在不同的结构中混合特征值与相应折叠速率有很好的相关性。结果表明,在蛋白质折叠过程中,蛋白质序列的LZ复杂度、等电点等特征值可能影响蛋白质的折叠速率及其结构。     

计算机模式识别技术在蛋白质二级结构预测中的应用

目前,计算机技术在生化领域中的应用正在受到重视,研究工作已经取得了一些可喜的结果。我们在将计算机模式识别技术应用于蛋白质二级结构预测中做了一点工作,现简介如下。我们从Chou-Fasman法中得到构成蛋白质的20个氨基酸中的每一个氨基酸出现于二级结构中的α-螺旋、β-折叠和无规卷曲的概率参     

计算机模式识别技术在蛋白质二级结构预测中的应用

目前,计算机技术在生化领域中的应用正在受到重视,研究工作已经取得了一些可喜的结果.我们在将计算机模式识别技术应用于蛋白质二级结构预测中做了一点工作,现简介如下. 我们从Chou-Fasman法中得到构成蛋白质的20个氨基酸中的每一个氨基酸出现于二级结构中的α-螺旋、β-折叠和无规卷曲的概率参     

小黑麦碳酸酐酶蛋白质三维结构预测

根据已经克隆到的小黑麦碳酸酐酶基因序列,将其概念地翻译成蛋白质的氨基酸序列。利用MEGA4.1、DNAStar5.02、SOPMA、Swiss-Model Workspace和NCBI-VAST等在线软件和服务器对该小黑麦碳酸酐酶(CA)的一级结构、二级结构及三维结构进行了分子结构模型预测,并对其三维结构进行了比对。结果显示,小黑麦碳酸酐酶定位于线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上,具有β类碳酸酐酶所特有的保守性基序C-[SA]-D-S-R-[LIVM]-x-[AP];SOPMA预测的二级结构显示,该酶含有α-螺旋(38.61%)、随机卷曲(54.44%)和β-折叠(6.95%)。通过VAST矢量比对工具将小黑麦碳酸酐酶与模板(lekjA)三维结构进行比对,结果显示小黑麦碳酸酐酶与豌豆β碳酸酐酶同型八聚体中的一个单体(lekjA)具有很好的匹配,故推测小黑麦碳酸酐酶全酶也可能是同型八聚体。     

鸡importin β1基因的克隆及生物信息学分析

[目的]对鸡importin β1基因进行克隆和生物信息学分析。[方法]根据Gen Bank公布的鸡importin β1基因序列(XM_015299473)设计合成特异性引物,通过RT-PCR从DF-1细胞中扩增importin β1基因CDS区并进行克隆和测序,利用生物信息学工具对其理化性质、二级结构和系统进化树进行分析。[结果]鸡importin β1基因CDS全长2 268bp,共编码755个氨基酸,该蛋白等电点为4.61,相对分子质量84.15 k Da,分子式为C3712H5901N979O1152S46。蛋白质二级结构预测显示,鸡importin β1蛋白含有丰富的二级结构,以α-螺旋为主(占64.90%)。importin β1基因同源性及系统进化树分析结果表明鸡与鹌鹑的亲缘关系最近。[结论]鸡importin β1基因的克隆和生物信息学分析为进一步研究其功能奠定了基础。     

家蝇几丁质酶MDCht9基因的克隆表达与酶活分析

[目的]对MDCht9基因进行生物信息学分析,构建原核表达载体,获得重组蛋白,并测其酶学活性。[方法]构建邻位连接树研究MDCht9基因的分类归属及其与黑腹果蝇、冈比亚按蚊和致倦库蚊几丁质酶的进化关系,采用生物信息学软件,分析MDCht9基因及编码蛋白的理化性质,信号肽、二级结构等,预测蛋白质的功能;根据其c DNA序列设计引物,PCR扩增,以p ET28(+)为载体构建重组质粒,并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,异丙硫代-β-D半乳糖苷(IPTG)进行诱导,表达产物用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,质谱鉴定纯化蛋白。几丁质酶活测定:以4MU-(Glc NAc)3为底物,测定重组蛋白的酶学活性。[结果]系统发育树表明MDCht9基因与果蝇Cht9基因同源性最高,其ORF全长1 401 bp,编码466个氨基酸,理论分子量为50 827. 2 Da,等电点为6. 97,属于亲水性蛋白。MDCht9基因编码蛋白的第1-22氨基酸为信号肽,剪切位点位于第22与第23位氨基酸之间。MDCht9蛋白的功能结构域位于第24-357位氨基酸间,是18家族几丁质糖基水解酶的催化域,第413-466位氨基酸之间的序列为几丁质结合区域。MDCht9蛋白的二级结构及三级结构显示有3种类型:以无规则卷曲为主(Cc),其次为α-螺旋(Hh)和β折叠(Ee)。构建了具有正确序列的MDCht9重组表达质粒,重组蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)中表达;通过亲和层析柱纯化的重组蛋白质谱鉴定,与MDCht9序列一致,提示MDCht9重组蛋白获取成功。酶学活性表明不同浓度的MDCht 9重组蛋白均有几丁质酶活性,而且呈现一定的量效关系,0. 18 mg/m L重组蛋白的4 MU生成量为53. 63 U,0. 045 mg/m L重组蛋白的4 MU生成量为9. 97 U。[结论]采用原核表达系统成功获得MDCht9的重组蛋白,且重组蛋白有较强的酶活性,为进一步研究其功能奠定了基础。     

SM22-α蛋白结构与功能的生物信息学分析

[目的]通过生物信息学分析手段对SM22-α蛋白结构与作用进行系统性分析。[方法]从NCBI数据库中获取SM22-α蛋白的基本信息,应用NCBI GenBank、ExPAsy、TMHMM Server v.2.0、NetPhos 3.1 Server、IEDB、SIGNALP 5.0 Server等生物信息学分析软件对SM22-α蛋白的氨基酸序列、理化性质、跨膜结构、亲水/疏水性、功能位点、信号肽、序列同源性、糖基化和磷酸化位点、空间结构以及抗原表位进行分析。[结果]SM22-α蛋白编码201个氨基酸,为碱性蛋白,其等电点为8.85,不稳定指数为31.85,并将其归为稳定蛋白。其平均亲水系数为-0.607,为亲水性蛋白。根据IEDB在线软件发现SM22-α蛋白序列的第4-31、39-50、70-89、105-111、116-122、138-197存在B细胞抗原表位。利用HLA-A*0.2:0.1算法预测SM22-α蛋白序列第61和130位序列表面存在2个T细胞抗原表位;若利用HLA-DRBI*0401算法预测则第142位序列存在1个T细胞抗原表位。SM22-α蛋白的二级结构中α螺旋占46.77%,延伸链占6.47%,β-转角占4.48%,无规则卷曲占42.29%。且通过生物信息学分析可知SM22-α蛋白在不同物种之间的同源性为97.0%~68.7%。[结论]SM22-α为碱性、稳定、亲水性胞外蛋白,且蛋白表面含有T、B细胞抗原表位,可为其抗原性药物研究提供理论参考。     

SGTA基因及其蛋白的生物信息学分析

[目的]对SGTA基因及其蛋白的结构和特征进行生物信息学分析,为研究SGTA与肿瘤形成和发展的相关性提供理论基础。[方法]运用生物信息学数据库和软件对SGTA基因的结构、单核苷酸多态性位点(SNP)、SGTA基因与其他基因的相互作用网络、SGTA蛋白的理化性质、二级结构、蛋白结构域、蛋白翻译后修饰、蛋白质之间相互作用网络进行分析。[结果]人SGTA基因有5种可变剪接产物,编码区存在78个SNP位点,其中错义突变31个,无义突变1个。人SGTA蛋白由313个氨基酸组成,是稳定性不高的亲水蛋白,α-螺旋是其主要二级结构元件,属于TRP超家族,预测有3个磷酸化激酶修饰位点和数个潜在泛素化修饰位点。与SGTA存在相互作用的基因和蛋白多数与维持体内蛋白质稳定的分子伴侣功能相关。[结论]SGTA基因及其蛋白的生物信息学分析为进一步实验研究其在肿瘤形成和发展中的地位及调控机制奠定了基础。