盘基网柄菌DdLIS1蛋白生物信息学分析

LIS1蛋白是一种与人类无脑回疾病以及细胞癌变相关的重要蛋白。对盘基网柄菌DdLIS1进行生物信息学分析,探究盘基网柄菌能否作为研究人类无脑回疾病及细胞癌变机制的模型。现从NCBI中的Genank找到盘基网柄菌DdLIS1的氨基酸序列,随后进行blastp找到模式生物中相似序列,利用理化性分析网站ProtScale、ProtParam分析DdLIS1的理化性质,通过NCBI中的保守结构域库(CDD)分析DdLIS1的保守结构域,使用MEGA6.0并选用邻位连接法构建系统进化树,分别使用PredictProtein、SWISS-MODEL网站预测Dd LIS1蛋白的二级结构、三维结构。结果得出DdLIS1蛋白全长为419,属于亲水性蛋白,有7个保守结构域,属于WD40家族,与人类和小鼠的氨基酸序列相似性为72%。二级结构中β折叠所占比例最高,为49.40%,α螺旋、随机卷曲分别占该蛋白7.16%、43.44%,与三级结构一致。以上结果说明DdLIS1与LIS1高度相似,有助于盘基网柄菌能够作为研究人类无脑回疾病以及细胞癌变机制的模型。     

盘基网柄菌肌动蛋白的生物信息学分析

盘基网柄菌Dictyostelium discoideum是目前黏菌中研究最清楚的模式生物,其捕食过程与肌动蛋白的多聚化密切相关。为探讨盘基网柄菌肌动蛋白的序列特征,本研究利用生物信息学方法分析了盘基网柄菌32条肌动蛋白的蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction)和可能含有的保守基序。结果表明:盘基网柄菌32条肌动蛋白与其他蛋白存在一组复杂相互作用关系和5组比较简单的相互作用关系;利用MEME SUITE分别分析盘基网柄菌32条肌动蛋白序列的保守基序和与actin17呈最佳匹配的21种生物肌动蛋白的保守基序,结果共获得6个保守基序,即motif1,motif2,motif3,Motif1,Motif2,Motif3。其中motif1,Motif1,Motif3为本研究新发现的保守基序,这3个保守基序可定位于Profilin-actin-VASP202–244(PDB ID:3CHW)三维结构的重要位置。以上结果表明actin3,actin10,actin14,actin15,actin17,actin31可能为盘基网柄菌比较重要的肌动蛋白;motif1,Motif1,Motif3可能是盘基网柄菌肌动蛋白在进化中重要的保守基序。     

球根白丝膜菌γ-actin基因的克隆及表达分析

根据真菌肌动蛋白(actin)基因保守区序列设计引物,用简并PCR法和RACE技术分离得到球根白丝膜菌(Leucocortinarius bulbiger)γ-肌动蛋白基因(Lb-act)的全长cDNA序列。该序列全长为1 357 bp,包含一个1 137 bp的开放阅读框(ORF),编码378个氨基酸,5'端非翻译区(5'UTR)92 bp,3'UTR长度128 bp。Port Param软件在线分析结果表明,该cDNA所编码的蛋白质理论等电点为5.12,相对分子质量为95.022 kD,具有真菌γ-actin基因3个保守特征序列。Blast同源性检索结果表明,Lb-act氨基酸序列与担子菌肌动蛋白序列有较高的相似性,其与双色蜡蘑的肌动蛋白氨基酸序列的亲缘关系最近。Lb-act基因在不同碳源及磷水平培养条件下表达量基本一致,验证了该基因作为分子内标的可靠性。     

刚毛柽柳液泡膜H~+-PPase基因的克隆与胁迫下的表达分析

通过对刚毛柽柳转录组分析,鉴定获得1个液泡膜H~+-PPase基因的cDNA序列,命名为ThVP1。该cDNA序列全长3 022bp,开放阅读框为2 298bp,编码765个氨基酸,编码蛋白相对分子质量80.37kD,理论等电点5.25。ThVP1编码蛋白的疏水性较强,含有13个跨膜区。氨基酸多序列比对结果显示,ThVP1具有典型的液泡膜H~+-PPase家族3个高度保守片段(CS1、CS2和CS3),与大豆VP1氨基酸序列一致性最高,为93%。系统进化分析表明,ThVP1属于I型液泡膜H~+-PPase基因。实时荧光定量RT-PCR分析显示,NaCl和PEG胁迫下,ThVP1在柽柳根和叶中均呈现明显上调表达,表达量最高达到对照的20.9倍,暗示ThVP1可能在刚毛柽柳抗旱耐盐过程中发挥重要作用。     

白及丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)基因的序列分析

丝氨酸羟甲基转移酶（SHMT）是植物细胞光合作用和一碳代谢的关键酶之一,研究SHMT基因的序列信息对揭示其蛋白结构与功能具有重要指导意义。从白及转录组数据库中分离得到SHMT基因（NCBI登录号：MG544187）,运用生物信息学软件对该基因进行序列分析。结果显示：该基因长度为1 953 bp,编码的蛋白质长度为471aa、分子量为51.861 06 kD、理论等电点为7.17,SHMT二级结构主要由无规则卷曲结构和α螺旋结构组成,核苷酸和氨基酸序列与铁皮石斛SHMT相似性最高,达93%,结构域分析发现该蛋白具有高度保守结构域,三级结构预测为四聚体结构,跨膜区及信号肽分析发现该蛋白无跨膜区及信号肽,亚细胞定位分析发现该蛋白主要位于细胞质、叶绿体亚细胞器位置。本分析结果为白及SHMT的应用研究提供了基础数据,也为植物SHMT基因的分子研究提供了理论依据及基础资料。     

砂藓丙二烯氧化环化酶基因RcAOC1的克隆及生物信息学分析

本研究采用PCR技术从砂藓(Racomitrium canescens)中克隆得到丙二烯氧化环化酶(allene oxide cyclase,AOC)基因,命名为RcAOC1。构建了RcAOC1过表达转基因烟草(Nicotiana tabacum)并对T0代转基因烟草进行了基因型鉴定。对RcAOC1进行了相关生物信息学分析,RcAOC1的cDNA开放阅读框长561 bp,编码含有186个氨基酸的多肽序列。RcAOC1蛋白理论等电点为5.16;不稳定系数为56.25,属于不稳定的蛋白质;脂肪指数为25.13,属于疏水性蛋白质。对蛋白的跨膜结构域进行分析,结果显示RcAOC1基因编码的蛋白不含跨膜区。预测RcAOC1蛋白不含有信号肽,属于非分泌型蛋白。砂藓中AOC1蛋白与其它植物中的AOC蛋白质序列具有较高的相似性,其中与小立碗藓AOC蛋白亲缘关系最近。本研究的结果为进一步研究RcAOC1基因的应用奠定了理论基础。     

德国小蠊泛素基因的克隆及序列分析

设计一对简并引物,从德国小蠊Blattellager manica细胞中克隆了泛素基因的编码区,GenBank登录号为AY501003。序列分析表明,该编码区的长度为228 bp,编码的多肽由76个氨基酸残基组成,相对分子质量为8.47 Kd ,其等电点为5.73。同源性比较发现,德国小蠊泛素基因与其他真核生物泛素基因在氨基酸水平上具有94%以上的相似性。     

水稻中与拟南芥CYP704B1基因同源序列的查找及序列分析

本文运用了生物信息学方法对在水稻中与拟南芥CYP704B1同源序列的查找及对该条序列进行核酸一级结构和其表达产物的一级结构、二级结构以及三级结构进行初步分析。通过分析我们得出,该条序列长度为1903bp,有多种酶的限制性酶切位点,与其Sorghum bicolor hypothetical protein基因相似性很高,本条序列共编码506个氨基酸。预测的相对分子质量为58164.91ku,理论的PI为8.56。氨基酸总体来说疏水性不强,属于亲水性氨基酸。有22个磷酸化位点。该蛋白质有信号肽,有一个跨膜区,该氨基酸序列二级结构的分析结果显示,a螺旋占52.96%;延伸链占11.26%,无规卷曲所占的比例为35.77%,并且分布不连续。该序列编码的蛋白质含有一个跨膜结构域并且重叠了一个低度复杂结构域。通过Swiss Model全自动模式对该蛋白三级结构预测与分析,该蛋白最佳匹配的模板是3mzs.1.A.最佳比对区域位于其该蛋白序列的第28-506位氨基酸残基,序列一致性达21.19%,GMQE值为0.55。通过对其系统发生树的建立,由两种方法N-J法和M-P法构建的系统树,可以看出该同源序列与Aegilops tauschii节节麦和Zea mays玉米同源相似性较近。     

异育银鲫GABA A受体γ2亚基全长克隆及生物信息学分析

近年来GABA A受体亚基特异性在药物筛选、研发过程中的应用得到广泛地关注,其中有关α1、β2和γ2三种功能性亚基的研究最为深入。异育银鲫因其良好的生长、繁殖优势,在国内得到广泛养殖。采用RACE法克隆得到了异育银鲫GABA A受体γ2亚基基因全长cDNA,并进行了生物信息学分析。该基因长2 763 bp,其中CDS区长1437 bp,可编码477个氨基酸的前体蛋白。预测蛋白分子量55.3 k D,理论等电点9.13。异育银鲫体内GABA A受体γ2亚基氨基酸序列N端存在1个长度为35个氨基酸的信号肽,4个长度分别为23、20、23和23个氨基酸的跨膜区,3个N-糖基结合位点和2个O-糖基化位点,1个特异性结构域,其氨基酸序列具有明显的氯离子门控通道家族特征。氨基酸序列与其他物种氨基酸序列的同源性都在89%以上,表明该蛋白属于GABA A受体亚基家族。系统进化树表明异育银鲫与斑马鱼聚为一支,亲缘关系最近。     

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。     

杜仲Dirigent蛋白编码基因的克隆及序列分析

分别以杜仲基因组DNA和cDNA为模板克隆DIRs基因,并分析其序列及其蛋白的遗传特性。以杜仲为研究对象,利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术获得杜仲DIRs序列,并结合生物信息学方法对杜仲DIRs的序列进行深入分析。从杜仲中克隆DIRs基因序列,利用生物信息手段分析DIRs基因与其它物种的同源性、结构域、功能域、蛋白质理化特性、蛋白质序列跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点以及编码蛋白二级结构等进行分析。克隆的杜仲DIRs片段序列有468bp,不含内含子,编码155个氨基酸。推测的编码蛋白的氨基酸序列与芝麻、五味子同源性最高,分别达71%和70%,具有的5个保守基序,第1～148位之间是个高度保守的结构功能域—Dirigent,为亲水性蛋白,相对分子质量为17kD,理论等电点为4.91,不具有跨膜区;亚细胞定位在细胞质中,不属于分泌蛋白;序列预测具有13个磷酸化位点,未预测到糖基化位点,二级结构主要以无规则卷曲结构组成。以上研究为进一步探讨DIRs基因在木脂素生物合成途径中的功能提供了理论依据。     

油茶Pht1;2的克隆及生物信息学分析

目的:克隆和分析油茶高亲和磷转运蛋白基因,为研究其结构和功能打下基础。方法:以油茶品种‘华硕’为试材,通过RT-PCR和RACE的方法克隆出油茶磷酸转运子Pht1基因家族一个成员的全长cDNA序列,命名为CoPht1;2(GenBank登录号:JX412956.1),通过生物信息学技术对其序列的理化性质、结构与功能进行分析和预测。结果:CoPht1;2 CDS长度为1 590bp,编码530个氨基酸,与其它物种的Pht1氨基酸序列具有较高的相似性,其中与杨柳科毛果杨的Pht1相似性最高,达到77.5%;该基因所编码蛋白质的分子量为58.02 kDa,理论等电点pI为8.97,二级结构主要由α-螺旋、β-折叠和不规则卷曲构成,包含12个明显的跨膜螺旋拓扑结构。结论:预测显示该蛋白是一个疏水跨膜蛋白,具有磷转运蛋白的主要特征,初步判定其与油茶磷吸收有关,其功能有待进一步验证。     

籽粒苋苹果酸酶基因克隆及分析

NAD/NADP-苹果酸酶(NAD-ME/NADP-ME)是C4植物光合途径的关键酶。采用RT-PCR技术对籽粒苋NAD-ME基因进行克隆,获得了籽粒苋NAD-ME基因的cDNA序列。结果表明,该序列开放可读框长度为1 872 bp,编码623个氨基酸;多序列比对和进化树分析表明,该基因核苷酸序列与其他植物已报道的NAD-ME/NADP-ME基因的核苷酸序列一致性高达75.1%~80.6%,其氨基酸序列与其他植物的NAD-ME/NADP-ME蛋白一致性为73.2%~80.3%。对推断氨基酸序列的蛋白保守区、疏水性/亲水性、潜在跨膜片段、信号肽、蛋白固有无序化和蛋白二级结构分析表明,该蛋白具有苹果酸酶的保守区、兼具亲水性和疏水性,并且含有无序结构域,可能是一种跨膜的非分泌性蛋白。     

斑地锦查尔酮合酶基因及启动子的克隆与分析

黄酮类化合物槲皮素是斑地锦主要药效成分之一,而查尔酮合酶（CHS）是槲皮素生物合成过程中的关键酶。为阐明斑地锦中槲皮素生物合成机制,本研究以斑地锦为材料,根据转录组测序数据结合3’RACE、Tail-PCR技术,克隆了CHS基因及其启动子,将该基因命名为EmCHS(GenBank登录号为ON652865)。对EmCHS蛋白进行氨基酸序列比对、理化性质、跨膜结构域、亚细胞定位和系统进化树等分析,并采用实时荧光定量PCR技术检测EmCHS在不同生长期不同组织中的表达情况。结果显示,EmCHS开放阅读框（ORF）全长为1 194 bp,编码397个氨基酸,EmCHS蛋白定位于细胞质,理论等电点为5.96,相对分子质量为43.48 kD,不含跨膜区域,为结构稳定的亲水性蛋白。氨基酸序列比对和系统进化树分析结果显示,EmCHS与同为大戟科的木薯氨基酸序列相似性最高（91.92%）,符合植物分类学的特点。RT-qPCR实验表明,EmCHS基因在斑地锦不同生长期不同组织中均有表达,且存在明显差异,在生殖生长期叶内表达水平最低,生殖生长期根内表达水平最高。克隆到的EmCHS启动子（GenBank登录号...     

大熊猫生长激素受体(GHR) cDNA 的克隆与序列分析

根据已报道的若干物种GHR 基因cDNA 序列设计引物, 利用RT- PCR 技术首次从大熊猫肝脏组织总RNA中扩增出GHR 基因编码区全长cDNA 序列, 克隆于pGEM®-T 载体后进行测序和序列分析。结果表明,大熊猫GHR 的ORF为1 917 bp , 编码638 个氨基酸的前体蛋白, 由18 个氨基酸的信号肽和620 个氨基酸的成熟肽组成,与人、狗、猪GHR 结构相似, 大熊猫GHR 成熟肽由246 个氨基酸的胞外区、24 个氨基酸的跨膜区和350 个氨基酸的胞内区组成, 并具GHR 的特征性结构。序列相似性比较显示, 大熊猫GHR 与哺乳类GHR 具有69 %～93 %的高序列相似性, 与爬行类和鸟类的序列相似性也达到60 % , 而与鱼类的序列相似性较低, 仅为30 %左右。与其它哺乳动物GHR 相比, 大熊猫GHR 在氨基酸序列上也存在明显的特异性。     

黑腹果蝇CG18853基因编码蛋白的生物信息学分析

目的:利用生物信息学方法分析黑腹果蝇CG18853基因编码蛋白的结构和功能。方法:基于NCBI数据库中黑腹果蝇CG18853基因编码蛋白的氨基酸序列,从蛋白质的理化性质、跨膜区、信号肽、亚细胞定位、结构域、三维结构及不同物种间同源蛋白进化关系等方面进行分析。结果:果蝇CG18853蛋白的理论分子量约38.5 kDa,理论等电点为8.80。CG18853蛋白为不稳定亲水性蛋白,无跨膜区和信号肽,具有DNA光修复酶FAD结合结构域。果蝇CG18853蛋白与模板3umv.1.A有60.87%的氨基酸序列一致;CG18853蛋白与长鼻袋鼠、金鱼、拟南芥、粳稻的编码产物高度同源。结论:黑腹果蝇CG18853蛋白具有DNA光修复酶家族的典型结构,可能在细胞核中参与DNA损伤修复过程。     

斑马鱼TATA结合蛋白的生物信息学分析

斑马鱼TATA结合蛋白(TBP)是转录过程中的重要起始因子。利用生物信息学方法对斑马鱼TBP的理化性质、物种间同源性、保守结构域、跨膜区、亲水性/疏水性、蛋白质二级结构、蛋白质三级结构、蛋白质相互作用进行预测分析。分析表明,斑马鱼TBP全长302个氨基酸,等电点9.8,属于TATA结合蛋白超家族,不含跨膜区,属于亲水蛋白;二级结构以无规则卷曲为主,含5个α螺旋区和8个β折叠区,三维建模空间结构可信度98.9%,进一步分析建模结果可靠;与斑马鱼TBP相互作用的蛋白质均为转录因子或TFⅡD复合物组分。分析结果对于深入研究斑马鱼TBP在基因转录中的作用具有一定的理论指导意义。     

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。     

黄芪bHLH类转录因子的克隆测序和生信分析

[目的]对黄芪bHLH转录因子进行克隆测序和生物信息学分析。[方法]根据黄芪转录组数据预测引物，以黄芪cDNA为模板，扩增获得黄芪bHLH转录因子片段，克隆测序后得到全长核苷酸序列，然后应用生信方法进行分析。[结果]结果表明来源于黄芪的bHLH转录因子全长855 bp,编码284个氨基酸，理论相对分子质量为71.76 kDa,理论等电点为5.18;亚细胞定位于细胞核，不存在跨膜区及信号肽，为非分泌蛋白；与其他物种同源基因的氨基酸序列分析表明黄芪bHLH与大豆的bHLH家族具有较高的同源性。[结论]黄芪bHLH转录因子基因的成功克隆和生物信息学分析为进一步阐明黄芪皂苷生物合成途径及其调控机制提供研究基础。