小立碗藓扩展蛋白基因家族的鉴定与生物信息学分析

扩展蛋白(Expansins,EXP)是一类基因家族,几乎参与了植物发育的全过程,从种子萌发到果实成熟都有扩展蛋白的参与。该研究利用生物信息学的方法对小立碗藓(Physcomitrella patens) Expansin基因家族成员进行鉴定,分析了其基因结构、染色体定位以及系统发生关系。结果表明:小立碗藓基因组中含有Expansin A(EXPA) 32个、Expansin-like A(EXLA) 6个,并未发现Expansin-like B(EXLB)及Expansin B(EXPB)。扩展蛋白氨基酸序列长度在228～290 aa之间,编码蛋白质具有两个保守的结构域Pollen_allerg_1和DPBB_1。蛋白质亚细胞定位预测结果表明:运用CELLO在线工具预测发现小立碗藓中约4/5的EXP家族基因定位于细胞外;而Euk-mPLoc预测结果则显示小立碗藓EXP基因家族成员全定位于细胞外。基因结构分析表明,小立碗藓中约68%Expansin基因有含有1～3个内含子。以上结果可为深入研究小立碗藓扩展蛋白基因的分子进化与生物学功能奠定基础。     

人14-3-3蛋白家族的生物信息学分析

目的:分析人14-3-3蛋白家族的同源性及分子进化关系。方法:利用已公布的人基因组数据库,采用BLASTN程序检索人14-3-3蛋白家族各成员的编码基因和假基因,并利用DNAMAN软件进行序列联配,绘制其分子进化树。结果:该家族半数成员具有多个假基因序列,为返转座类型假基因。进化分析表明该家族有共同的祖先,可归为3个亚类。结论:人14-3-3蛋白家族每个成员长期进化所形成的多样性提示其功能具有独特性。     

扩展蛋白生理与分子生物学

扩展蛋白(expansins)是植物细胞壁中特有的一类蛋白质,对细胞壁具有独特的松弛功能.该文介绍扩展蛋白的结构、作用机制、生理功能、基因家族以及分子生物学研究进展情况.     

人Transgelin蛋白家族生物信息学分析

本研究通过对人Transgelin蛋白家族(Transgelins)3位成员(Transgelin,-2,-3)的生物信息学预测分析,显示Transgelin和-2等电点分别为8.87和8.41,Transgelin-3等电点为6.84,3位成员均为非分泌型蛋白,且极有可能是跨膜型蛋白.蛋白质稳定性分析结果显示,除Tr...     

一个特异水稻原纤蛋白FBN11的生物信息学和基因表达特性分析

Fibrillin 11(FBN 11)是植物质体中FBN蛋白家族的重要成员之一,比其他成员多300~500个氨基酸残基,说明其可能存在某些特异性结构和功能。本研究在水稻幼苗中扩增获得到了一个受非生物逆境胁迫诱导的OsFBN11基因的全长cDNA,该基因含有12个内含子和13个外显子。其编码蛋白的分子量为72.36 kD,pI值为9.26。生物信息学分析结果表明,该蛋白含有无规则卷曲、α螺旋和β-折叠3种氨基酸二级结构,不含有跨膜结构域,蛋白亲水性强,PSORT软件预测该蛋白可能定位于叶绿体中。进一步对14种植物FBN11蛋白的同源性和5个物种该蛋白的保守结构域分析,发现该蛋白兼有典型的PAP-Fibrillin结构域和蛋白激酶PKc结构域。水稻全生育期芯片分析显示该基因主要在愈伤组织、叶片和根系中高水平表达。RT-PCR检测结果显示,该基因在水稻幼苗中受ABA、NaCl和干旱胁迫处理上调表达。上述结果表明,OsFBN11可能在水稻质体发育和抗非生物胁迫反应中发挥重要作用。     

番茄PPR基因家族的鉴定与生物信息学分析

PPR(Pentatricopeptide repeats)基因家族在植物中广泛存在, 其在植物生长发育过程中至关重要。文章采用生物信息学方法, 利用Pfam已鉴定的PPR保守结构域序列检索番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组计划注释的蛋白序列, 最终确定了番茄中可能存在的471个PPR编码基因; 根据拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)中鉴定的各个结构域的特点对其进行了蛋白结构分析、分类和保守序列分析, 并对番茄PPR基因家族进行了系统进化树构建、染色体定位、亚细胞定位预测、表达和GO分析等。结果表明：番茄PPR基因家族分为P和PLS两个亚家族, 各占序列数目的一半, PLS亚家族又分为PLS、E、E+和DYW四类, 且在进化树中形成不同的分支; 各个结构域在植物中非常保守; PPR基因家族分布在番茄12条染色体上, 且多数无内含子结构; 大部分PPR蛋白具有线粒体或叶绿体定位序列, GO分析表明PPR蛋白参与RNA相关的生物学过程     

扩展蛋白与植物抗逆性关系研究进展

扩展蛋白是一种细胞壁蛋白,可调节细胞壁的松弛和伸展。目前研究表明,扩展蛋白几乎参与调节植物生长发育的整个进程。扩展蛋白还与植物的多种抗性反应有关,在植物对干旱、高盐以及病虫害等生物胁迫和非生物胁迫响应方面起着重要的调节作用。干旱胁迫下扩展蛋白基因的表达与植物的抗旱性有一定的关系;植物的耐盐性受到扩展蛋白基因表达的影响;淹水促进植物的伸长生长与扩展蛋白的表达密切相关;扩展蛋白调节细胞壁松弛为植物抗病性研究提供了新的思路。     

玉米成蛋白家族的鉴定与生物信息学分析

成蛋白(formins)在细胞骨架的调控中起着关键作用,并通过该过程参与细胞的动态调控。研究成蛋白对进一步了解真核细胞的生长和形态变化具有重要意义。但玉米(Zea mays)作为一种重要的农作物,其成蛋白家族并未被系统性鉴定以及分析。因此,本文通过对两种模式植物水稻(Oryza sativa)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的成蛋白进行同源性分析,鉴定出玉米中22个成蛋白家族成员,其氨基酸数目为300～1 699 aa,蛋白分子量为36 376.32～184 309.82 kDa,等电点为6.88～9.76。基于它们的结构域组成,这些成员可以分为16个植物Ⅰ类成蛋白,6个植物Ⅱ类成蛋白。亚细胞定位和蛋白互作网络分析结果表明,玉米成蛋白主要定位在细胞质膜上,且主要与抑制蛋白(profilin)以及ROP(rho-related GTPases from plants)蛋白互作。GO功能富集网络分析表明,玉米成蛋白主要参与细胞骨架的组成以及介导肌动蛋白聚合过程。顺式作用元件分析结果表明,玉米成蛋白基因受生长素、赤霉素等激素以及光照、昼夜节律、温度等环境因子的调控,并且都...     

水稻与拟南芥PHD-finger蛋白的系统分析

PHD-finger(plant homeodomain finger)是具Cys4-His-Cys3特征结构的锌指蛋白结构域,它广泛存在于植物或动物转录调节蛋白中。此类蛋白在植物或动物蛋白质组中具有多个功能各异的家族成员,并在发育中扮演重要的角色。鉴定了水稻44个推定的非冗余PHD-finger蛋白,并与拟南芥蛋白质组中45个该家族成员进行了比较;所构建的2棵进化树涵盖了这89个蛋白质,暗示水稻、拟南芥与人的PHD-finger蛋白中存在共同祖先。     

毛竹扩展蛋白基因的鉴定及其表达分析

为全面了解毛竹中扩展蛋白的分子特征和表达模式,本研究利用生物信息学方法在毛竹基因组中共鉴定出43个扩展蛋白基因家族成员,属于4个亚家族（EXPA、EXPB、EXLA和EXLB）,分别包含18、17、7和1个成员,分布在37个Scaffold上。除PeEXPA1没有内含子和PeEXLB1含有11个内含子外,其它毛竹扩展蛋白基因的内含子为1~5个。毛竹扩展蛋白基因编码蛋白长度为91~508个氨基酸,所有的氨基酸都具有高频密码子,大部分蛋白为碱性亲水性蛋白。大部分毛竹扩展蛋白二级结构中β转角占比例最少,而β折叠占比例最大,各亚家族多数成员具有类似的三级结构。qRT-PCR结果表明,18个EXPA亚家族成员在不同组织表达存在明显差异,除PeEXPA2、PeEXPA6外其它基因表达的最高值均出现在叶片中,表明它们可能在叶片生长过程中发挥着重要作用。     

Expansin(细胞壁松弛蛋白)的发展

Expansin是一种体外诱导分离的植物细胞壁伸展的蛋白,在修饰细胞壁基础上使细胞膨胀。Expansin的功能众多,除了促进细胞生长,还包括影响营养生长、形态发生、授粉受精、果实软化等,并表现出高度的组织、器官和细胞特异性。目前已经在多种植物及其他一些生物范围内对expansin及类expansin序列和蛋白质进行了研究,并对它们的作用机制进行了探索。     

一种植物细胞壁松驰蛋白: 膨胀素

在植物细胞的生长过程中 ,多糖和蛋白质分泌到细胞壁里层 ,并形成具有一定机械强度的网络 ,这个网络是能伸展的 ,除非细胞停止生长。在细胞的生长过程中 ,一种细胞壁蛋白—膨胀素首次被鉴定出来具有使细胞壁的多糖网络疏松的能力 ,从而使膨压驱动的细胞扩大。膨胀素由两个多基因家族即α -膨胀素和 β -膨胀素多基因家族编码 ,每种基因的表达具有部位和细胞类型的特异性 ,但最新的研究也表明拟南芥中的膨胀素可以分为三个亚家族。越来越多的膨胀素基因从各种植物中鉴定出来 ,系统分析显示它们可能从一个共同的祖先基因进化而来。膨胀素的作用机理研究的还不是很清楚 ,但因为它们具有特别的功能 ,因此展现出良好的工业化应用前景。     

Comparative analysis of expansin gene codon usage patterns among eight plant species

Expansins are essential components of plant cell wall and play an important role in plant growth, development, and stress resistance via loosening function. To understand the codon usage pattern of expansin genes, we gained the sequence data of expansin genes from eight plant species. Statistics analysis showed obvious codon characteristics between monocot and dicot plants. Comparably, expansin genes in monocot plants had really higher GC content, more high-frequency codons, and more optimal codons than that in dicot plants. Several monocot plants performed somehow as dicot plants in a few characters. Codon information of expansin genes might contribute to the understanding of the relationship and evolution clues between monocot and dicot plants. It further gained insight into the improvement of the gene expression and roles.     

小麦胚芽鞘扩展蛋白特性及对水分胁迫的响应

扩展蛋白是植物细胞壁延伸过程中的关键调节因子,在植物的生长发育以及对逆境的响应过程中起着重要作用。本文选用小麦(HF 9703)胚芽鞘为材料,采用Hepes法和SDS法分别提取小麦胚芽鞘扩展蛋白,通过改良的植物组织伸长测定仪测定其活性,并利用扩展蛋白抗体进行免疫印迹以检测其丰度,主要研究了小麦胚芽鞘扩展蛋白的特性及对水分胁迫的响应。结果表明:Hepes法提取的扩展蛋白活性较高,而SDS法的提取效率高;离体小麦胚芽鞘扩展蛋白的活性具有pH依赖性,且随缓冲液的交替更换(pH 4.5:pH 6.8)而反复逆转;扩展蛋白主要定位于细胞壁中;小麦胚芽鞘扩展蛋白和黄瓜下胚轴扩展蛋白具有交叉重组活性,但这种活性具有种属特异性。水分胁迫诱导小麦胚芽鞘扩展蛋白的活性和丰度提高,扩展蛋白活性的提高在小麦对水分胁迫的抗性方面可能具有重要作用。     

一种自动化的植物细胞壁伸展性能测定仪及其应用

应用实验室常用仪器和电子部件,包括直流稳压电源、等臂双盘天平、记录仪、恒流泵、程控仪、线性可变差动变压器（LVDT）、电磁间等,改装和配置成的植物细胞壁伸展性能测定仪,具有操作简便、测量准确和灵敏度高等优点;对大豆幼苗下胚轴生长区细胞壁的内源伸展活性和重组伸展活性的实测结果与文献报告相符,表明该仪器是一种较为理想的准确测定植物细胞壁伸展性能的自动化仪器。     

水稻AT-hook基因家族生物信息学分析

AT-hook是一种小型的DNA结合蛋白基序, 在哺乳动物非组蛋白染色体的高移动组蛋白(HMG-I/Y)中首次发现。对其它生物的研究表明, AT-hook蛋白在染色质结构组装、靶细胞特异性结合、转录调控和生长发育的调控中发挥重要作用。利用生物信息学方法, 从水稻(Oryza sativa)基因组中鉴定出了45个编码AT-hook蛋白的基因, 并对这些基因的系统进化、染色体定位及其编码蛋白的结构和功能等进行了系统的生物信息学分析。结果表明, 水稻AT-hook蛋白的结构和特性分化不显著; 45个水稻AT-hook基因可划分成5个亚族; 染色体复制是基因家族成员扩增的进化途径之一。基因数字表达分析结果显示, AT-hook基因主要在水稻幼穗中表达, 并通过qRT-PCR验证了部分基因的数字表达结果。