人SIRT1基因启动子及蛋白的生物信息学分析

为深入分析人SIRT1基因启动子及蛋白的结构和功能,本文采用生物信息学方法分析人SIRT1基因5′端启动子、启动子区Motif、转录因子结合位点、甲基化CpG岛、单核苷酸多态性、进化关系、理化性质、二级和三级结构、保守结构域、突变和翻译后修饰位点、互作蛋白及生物学功能。TSSW和Neural Network Promoter Prediction数据库预测其区间分别存在3个、2个启动子。MEME数据库预测启动子区存在3个Motif。EMBOSS、MethPrimer和CpG Finder数据库都发现CpG岛聚集分布于1600~2200 bp区。PROMO和AliBaba2.1数据库预测其启动子区域共同转录因子为22个。JASPAR软件获得6个与正负链相结合的转录因子。SNP Function Prediction数据库还发现不同种族等位基因频率存在差异。人SIRT1基因位于染色体10q21.3上,广泛分布在不同组织中。人SIRT1蛋白由747个氨基酸组成,属于亲水、不稳定的蛋白质,在不同物种间具有较高的保守性。结构域位于第254~489位氨基酸序列,属于SIR2超家族,主要分布在细胞核和线粒体中,二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主,相比AlphaFold2,SWISS-MODEL数据库构建的三级模型更可靠。SIRT1蛋白共含有突变位点106个、N-糖基化位点1个、磷酸化位点61个,与EP300、TP53等多种蛋白相互作用,并且参与昼夜节律过程、类固醇激素反应、细胞内受体信号等,涉及寿命调节通路、AMPK信号通路、FoxO信号通路等。本研究为了解SIRT1对炎症反应等疾病的影响及感染机制提供了参考依据。     

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。     

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。     

基于生物信息学方法分析人CREB结合蛋白的结构与功能

为了预测分析人CREB结合蛋白(CREB-binding protein,CBP)的结构和功能。本研究利用生物信息学相关数据库及软件对人CBP蛋白的理化性质、保守性、亚细胞定位、信号肽、跨膜结构域、二级结构、三级结构、相互作用蛋白及功能进行预测。结果表明,人CBP蛋白是一种定位于核内的不稳定亲水性蛋白质,无跨膜区和信号肽。其二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,并且该蛋白质HAT结构域在各物种间高度保守,推测与其酶活性密切相关的氨基酸残基为Tyr1433、Leu1434、Asp1435、Arg1664。此外,人CBP蛋白能够与TP53、CREB1、NCAO3等多种转录因子或转录辅激活因子发生相互作用,主要参与转录调控、细胞分化、组织发育、信号转导及细胞凋亡等生物学过程。本研究为进一步研究CBP在恶性肿瘤发生发展中的作用机制提供了理论依据。     

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A1AT蛋白的生物信息学分析

通过生物信息学预测分析程序发现,人A1AT(alpha-1 antitrypsin)蛋白是由418个氨基酸组成的外分泌蛋白质,其等电点为5.37。同源性分析推断,在其第73~93位和第351~372位氨基酸间存在两个重要的功能区域。此外,A1AT蛋白二级结构中存在13个较大的α螺旋区域,占总蛋白质的42.58%。高级结构的分析发现,RCL结构域的存在对A1AT的结构和功能具有重要的影响。GO和KEGG分析发现,A1AT参与机体抗炎症反应、凝血反应以及细胞的迁移、侵袭、增殖过程。分析所得的A1AT生物信息学数据为其在疾病诊断和治疗方面的研究提供了重要的理论数据。     

人LRG1基因的原核表达及生物信息学分析

为了探讨LRG1基因结构与功能,对该基因进行克隆并构建到原核表达载体上,并对其进行表达及生物信息学分析。用Trizol法提取人肝癌HepG2细胞总RNA后,PCR扩增得到LRG1片段,经鉴定后将目的基因与原核表达载体pET28a连接,经诱导表达获得His-LRG1蛋白。LRG1基因cDNA片段大小为1 044 bp,编码347个氨基酸;成功构建pET28a原核表达载体,经多次不同条件诱导后,得到大小约40 kD目的蛋白;利用软件对LRG1蛋白的一级、二级结构进行了预测,分析总结得LRG1基因编码的蛋白是一个不稳定且具有亲水性的蛋白,可与多种信号开关相互作用。LRG1属于高度保守的富亮氨酸重复家族成员,其原核表达载体不易诱导产生大量目的蛋白,克隆表达该基因有利于验证其结构与功能关系。     

人Boule基因启动子区结合蛋白的生物信息学分析

目的：对精子发生RNA结合蛋白Boule基因启动子区结合蛋白进行生物信息学分析。方法：从基因参考序列数据库获取Boule基因启动子区序列,使用TFSEARCH程序对启动子序列中的转录因子结合位点进行预测。结果：成功获得长度为2kb的人Boule基因启动子区序列。该启动子区Thresholdscore〉90的共有60个转录因子结合位点,涉及sox家族、GATA结合蛋白家族、热休克因子家族、锌指蛋白Kruppel家族、POU家族、runt家族、同源异型框基因家族、TALE类同源结构蛋白家族、转录因子螺旋环螺旋家族、IKAROS家族、FOX家族11个家族的转录因子和3个TATAbox。结论：Boule基因表达的调控是在一定时间或空间上、一种或多种调节蛋白作用的复杂过程。调控Boule基因表达的转录因子绝大部分与胚胎发育、性别决定、个体生长密切相关。     

杜仲BR受体蛋白基因EuBRI1克隆及生物信息学分析

为解析杜仲BR相关基因功能,本研究通过前期构建的杜仲转录组数据库注释的信息,获得BRI1同源序列。设计特异性引物,以杜仲基因组DNA及c DNA为模板进行PCR扩增克隆得到3 612 bp cDNA序列,命名为EuBRI1。序列分析发现EuBRI1是一个无内含子的完整开放阅读框,编码1 203个氨基酸的蛋白。分析表明,EuBRI1为稳定亲水性蛋白,相对分子质量为131.361 kD;理论等电点p I为6.31;对其二级结构分析显示α-螺旋占31.50%,无规卷曲占55.94%,延伸链占12.55%,EuBRI1含信号肽序列和跨膜结构以及BRI1家族激酶的保守结构域。进化树分析表明,EuBRI1蛋白序列与醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)BRI1进化上较接近,与橡胶树(Hevea brasiliensis)BRI1相对等较远。研究结果为进一步阐明杜仲BR相关基因的功能奠定基础。     

人ARNTL基因的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆人ARNTL基因并分析其生物学特性。[方法]通过NCBI数据库中的人ARNTL基因设计引物,进行PCR扩增,将其连接在pGEX-4T-1载体上,然后通过双酶切及测序鉴定克隆的正确性,再使用在线软件分析预测人ARNTL的生物学特性。[结果]酶切结果显示人ARNTL基因开放阅读框为1 878 bp,编码625个氨基酸残基,分子量为68 690.67 Da, pI为6.40。ARNTL蛋白是主要位于细胞核中的亲水性蛋白,不含跨膜结构域,无信号肽,其二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸链构成,并且三级结构与二级结构预测结果一致。[结论]成功克隆了人ARNTL基因,并对人ARNTL蛋白进行了生物信息学分析,为深入研究该蛋白的分子作用机理打下一定基础。     

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Sirt6基因启动子区结合蛋白的生物信息学分析

目的:对人Sirt6基因启动子区结合蛋白进行生物信息学分析。方法:从Gene Bank数据库中获取人Sirt6基因5’调控区,使用在线软件JASPAR对该序列可能存在的转录因子结合位点进行预测。结果:Relative profile score threshold在85%、90%、95%和100%时,该序列存在939、276、70和9个可能的转录因子结合位点,包含Ahr、SPIB、Pdx1、Prrx2、MZF1、Mafb和KLF5等。结论:人Sirt6基因5’调控区存在多种转录因子的结合位点,这些转录因子大多与免疫系统调节、肿瘤发生和代谢调节等有关。     

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。     

人BEST1蛋白结构和功能的生物信息学分析

BEST1又称BESTROPHIN-1,是位于视网膜色素上皮的一种膜蛋白,具有调节细胞体积、传导离子运输、维持细胞稳态等功能,在机体中发挥着重要的作用,且大量文献报道,该基因点突变能产生一系列视网膜退行性疾病.为了进一步研究该蛋白质的性质和功能,本研究利用生物信息学的方法对该基因序列及编码蛋白质序列进行生物信息学分析,...     

生物信息学分析人DIXDC1基因的结构与功能

DIXDC1(dishevelled-axin domain containing 1)是新近发现的Wnt通路成员,但针对该基因的功能研究报道很少。本研究通过生物信息学方法分析了DIXDC1蛋白的理化性质、亚细胞结构定位、跨膜区和信号肽、二级结构和超二级结构,蛋白相互作用网络,及DIXDC1分子的进化保守性等。结果表明,人DIXDC1蛋白是酸性亲水蛋白,无跨膜区和信号肽,定位于细胞核和细胞质的可能性较大,主要二级结构元件是α螺旋,属于CH和DIX蛋白超家族。本研究分析得知DIXDC1具有利于蛋白间相互作用的结构特点和在多种亚细胞结构的定位特点,表明其具有更为复杂的功能,为深入研究DIXDC1的具体基因功能提供一定的参考。     

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。     

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...     

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。