圆弧青霉PG37脂肪酶的生物信息学分析

利用生物信息学软件对GenBank上登录的圆弧青霉PG37碱性脂肪酶(LipⅠ)进行预测和分析。结果表明,PG37LipⅠ全肽含多个疏水区域,无明显跨膜结构域,定位于胞外,N-末端20个氨基酸为信号肽;PG37LipⅠ成熟肽是等电点为6.16的疏水性稳定蛋白质,包含一个Lipase_3的结构域,属于α/β水解酶超家族,含磷酸化位点等多种功能性位点,具有脂肪酸代谢的功能;α-螺旋和不规则卷曲是其蛋白质二级结构的主要结构元件,在三级结构中,Ser132-Asp188-His2413个氨基酸残基组成酶活性中心。     

β-葡萄糖苷酶Bgl2238生物信息学分析

利用生物信息学方法对β-葡萄糖苷酶Bgl2238的氨基酸序列进行分析。采用Prot Param、DNAMAN、Multicoil、SOPMA、PROSAN等软件对其理化性质、亲/疏水性、不稳定指数、PEST序列、蛋白质二级结构及蛋白质修饰位点等重要参数进行预测,并对其三级结构进行同源建模及模建结果质量的评估。结果发现:Bgl2238由745个氨基酸组成,蛋白质序列中α-螺旋占36.64%,β-延伸链占19.06%,β-转角占9.40%,无规则卷曲占34.90%,存在14段非PEST序列,具有41个不同蛋白质修饰位点。采用在线网站SWISS-MODEL建模得到了Bgl2238的三级结构,分析蛋白质可及性并分析得到Ramachandran图,检测结果说明三维结构是合理的。本研究结果为β-葡萄糖苷酶Bgl2238进一步研究水解功能及提高其酶活性奠定了理论基础。     

枯草杆菌色氨酰tRNA合成酶的同源模建

色氨酰tRNA合成酶（TrpRS）在蛋白质合成系统中具有非常重要的地位。通过蛋白质同源模建得到了枯草杆菌（Bacillus subtilis）色氨酰tRNA合成酶的三维结构。研究表明合成酶的二级结构含有16个α螺旋和5个β折叠,唯一的色氨酸Trp^92位于两个亚基的界面上。模建结果对配基结合位点和活性位点以及可能与tRNA^Trp结合的方式也给出了预测。     

CXCL12-α基因编码区的克隆与生物信息学分析

目的:克隆人源CXCL12-α的成熟肽编码序列后进行生物信息学分析及其蛋白质结构与功能预测。方法:采用RTPCR方法从人骨髓组织中克隆CXCL12-α基因序列,并将编码其成熟蛋白的核酸片段插入原核表达载体pET-30a(+)中,转化Escherichia coli后进行酶切鉴定和DNA序列测定。利用在线网络生物信息学相关数据库和分析软件对测序结果进行分析,并对重组蛋白的一、二、三级结构及功能等进行验证和预测。结果:获得了基因序列为263 bp的人源CXCL12-α基因,与GenBank中公布序列一致。双酶切鉴定及DNA测序验证结果正确。生物信息学检索该基因编码蛋白的氨基酸序列与理化参数显示,蛋白无跨膜区,在第29位有一个Ser为蛋白激酶磷酸化位点,第1~21位可能为信号肽区域。ɑ-螺旋,无规则卷曲,延伸链和β-转角数量分别占总二级结构的44.94%、22.47%、21.35%、11.24%。同源建模预测信息可信度为0.68,该蛋白G-factor结构计分总平均为0.33,结构检验表明该蛋白属于正常范围内。二级结构和拓扑结构信息、蛋白质结合位点三维图和预测蛋白可能催化口袋及结合位点、三维结构模拟的可视化结构显示其空间结构稳定。结论:人源CXCL12-α分子克隆成功,网络数据库等生物信息学分析及结合蛋白质结构与功能预测可为深入研究CXCL12-α提供理论指导。     

HLA—DRα＊0101、DRβ1＊04051和DRβ1＊07011的分子克隆、测序及空间结构模建

目的：Y国探索HLA（human leukocyte antigens,HLA)不同分子的空间结构差异与功能之间的关系以及结构差异能否对预测造血干细胞移植GVHD（graft-versus-host disease,GVHD)的发生奠定基础。方法：提取人外周血总RNA,RT-PCR扩增HLA——DR等位基因全序,连接、转化大肠杆菌后并测序,将第二外显子氨基酸序列输入微机,通过INTER-NET传送至SWISS-MODELLING蛋白质空间结构模建服务器进行结构模建,结果：本文反转录了2例健康无血缘关系个体的HLA-DR位点基因全序,测序结果与HLA-DRα*0101、DRβ1*04051和DRβ1*07011的公布序列完全一致。对后两者的蛋白质空间结构模建发现它们在空间结构上存在显著差异。结论：对HLA基因位点进行全长测序可以明确判断基因型别;空间结构模建可以直观地辨别HLA不同舂子在空间结构上的差异。这为研究HLA结构与功能的关系以及HLA不完全相合的造血干细胞移植后预测GVHD的研究提供实验基础。     

千里光β-微管蛋白基因结构与功能的生物信息学分析

β-微管蛋白是影响细胞新陈代谢和行使功能的重要结构物质,研究β-微管蛋白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。从千里光全长cDNA文库中分离得到β-微管蛋白基因,并采用生物信息学软件进行序列分析。结果显示,该基因长度为1750 bp,编码的蛋白质长度为448个氨基酸,与柚子β-微管蛋白的同源性最高,达96%;其蛋白质分子量为50.01 kD,理论等电点为4.83。β-微管蛋白二级结构主要组成为无规则卷曲结构和α螺旋结构;结构域分析发现该蛋白具有两个保守结构域;三级结构预测为相对稳固的类球形结构;信号肽分析将该蛋白主要定位于细胞质、过氧化物酶体、线粒体基质等亚细胞器位置。将该基因序列上传至GenBank所获得的登录号为KF887495。本实验结果为千里光β-微管蛋白的作用机制揭示和应用研究提供了基础数据,也为植物β-微管蛋白基因的分子研究提供了理论依据及基础资料。     

α-葡萄糖苷酶三维结构的同源模建与分子设计

目的:该文预测了来源于嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)ATCC 12016编码α-葡萄糖苷酶序列的三维结构,设计突变位点,构建突变体模型,并对预测三维结构与突变体进行了评估与分析.方法:分析了α-葡萄糖苷酶的核酸序列与蛋白序列,确定了α-葡萄糖苷酶蛋白序列的同源性与保守区特征;利用来源于蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)ATCC 7064寡聚-1,6-葡萄糖苷酶三维蛋白结构作为模板,同时基于同源模建方法对α-葡萄糖苷酶序列的三维结构与突变突变体模型进行了结构预测.结果:对预测的三维结构与突变体进行评估与分析,表明预测与设计的结构达到合理化标准.结论:基于以上研究结果,构建α-葡萄糖苷酶的三维结构模型是合理的,为蛋白质工程应用建立了理论研究平台.     

核盘菌AROM蛋白的三级结构分析

核盘菌编码AROM蛋白的arom基因已经被克隆测序,本文根据该基因翻译的氨基酸序列用同源模建方法和从头模建方法分析了AROM蛋白各结构域的三级结构和功能位点,以及该蛋白二聚体可能的组装方式。结果表明,核盘菌AROM蛋白的脱氢奎尼酸合酶结构域进一步由N-端含有一个Rossmann折叠的α/β结构域和C-端的α螺旋结构域组成;5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶结构域则由两个相似结构域组成,每个结构域含有不同拷贝数的β折叠和α螺旋;莽草酸激酶结构域的N-端由三个β折叠组成;脱氢奎尼酸酶结构域为(α2β2)3多肽,在N-端有一对反平行的β链,在C-端有loop环;莽草酸脱氢酶结构域含有一个由α/β组成的催化结构域和一个含有Rossmann折叠的NADPH结合结构域。     

云南切梢小蠹气味结合蛋白的同源模建

【目的】为了研究云南切梢小蠹Tomicus yunnanensis气味结合蛋白(Odorant binding proteins,OBPs)参与其嗅觉识别过程的机理奠定基础,本文对云南切梢小蠹OBP进行了同源模建及评价分析。【方法】采用同源模建方法构建了云南切梢小蠹OBP的三维结构,并利用Procheck、Verify_3D和ERRAT等方法评估了构建模型的可靠性。【结果】对优化后的模建蛋白的结果分析发现,序列中有6个保守的半胱氨酸位点,具有气味结合蛋白的典型特征,并且Procheck、Verify_3D和ERRAT对模型的评价分数较高,结构具有很高的可能性。【结论】基于已知的同源蛋白结构信息和模建蛋白的一级序列信息,预测序列已知但结构未知的蛋白空间结构,为今后研究该云南切梢小蠹气味结合蛋白的功能结构域奠定基础。     

油菜GDSL脂肪酶基因BnGLIP的生物信息学分析

GDSL脂肪酶能催化酯类水解,在植物生理代谢及胁迫抵抗方面发挥着重要作用。通过生物信息学方法对油菜GDSL脂肪酶基因BnGLIP进行分析,分析了其序列特点及理化性质等,并对其生物学功能进行了预测。结果表明,BnGLIP是一个亲水性蛋白,具有跨膜区域同时含有信号肽,有糖基化位点和磷酸化位点,有4个保守结构框,α-螺旋和无规则卷曲是主要二级结构,进化树分析推断BnGLIP可能在油菜抵抗逆境途径中发挥作用。     

单增李斯特菌hfq基因的克隆及分子特征分析

目的:了解单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)SB5野毒株ncRNA伴侣分子hfq基因及其编码蛋白质的分子生物学特征。方法:利用PCR方法对hfq基因进行扩增、克隆及测序,对hfq基因分子特征进行分析,预测其编码蛋白质的二三级结构及功能活性位点,对其进行同源性及遗传变异分析。结果:LM hfq基因全长234 bp,编码77个氨基酸,对推导的Hfq氨基酸序列分析发现从N端到C端包含1个α-螺旋及5个β-折叠,具有RNA结合位点及六聚体结合位点。LM-SB5 hfq基因核苷酸序列与李斯特菌属各菌株同源率为94.5~100%,与其他种属细菌同源率为36.19~62.39%。结论:Hfq蛋白具有RNA的结合位点,可能在细菌ncRNA调节基因表达过程中发挥重要作用。     

植物查耳酮异构酶生物信息学分析

查耳酮异构酶（CHI）是黄酮类化合物合成途径中的关键酶之一。利用生物信息学方法对该酶基因及编码蛋白进行系统的分析,将为深入开展研究打下基础。本文利用NCBI数据库中注册的CHI基因的核酸及氨基酸序列,以葡萄CHI为主,对其组成成分、疏水性／亲水性、翻译后修饰、蛋白质二级及三级结构等进行预测和推断。结果表明：葡萄CHI不具有明显的亲水或疏水区域;二级结构主要由α-螺旋、不规则卷曲和β-折叠组成,β-转角散布于整个肽链中;β3a—β3f连同α1—α7构成了蛋白三级结构的核心;包含CHI结构域;在高级结构、活性位点等方面具有较高的保守性。     

前导肽介导的蛋白折叠机制及其对脂肪酶影响的研究进展

大多数蛋白质的形成过程主要由合成前体蛋白和合成功能蛋白两个步骤组成.在这个过程中,前导肽能够辅助蛋白质折叠或抑制它的活性.前导肽作为脂肪酶结构中重要的一段多肽链,通常作为分子内分子伴侣来辅助脂肪酶的折叠,同时该序列上包括糖基化位点在内的一些特殊位点,对酶的活性、极端环境稳定性、甲醇耐受性和底物特异性等性质具有重要影响....     

基于结构分类的蛋白质折叠模式识别方法

对用于折叠模式识别的蛋白质结构数据库进行结构分类,构建了四个分类库：Ａｌ－α库,Ａｌ－β库,α／β库,α＋β库和一个总库,然后分别统计出不同灵敏度的匹配评估函数（平均势）。对不同的平均势,不同结构类型的蛋白进行的检验发现：来源于α／β库的平均势预测能力最强,来源于Ａｌ－α库的平均势预测能力最弱;对α／β蛋白的预测成功率最高,对Ａｌ－α蛋白的预测成功率最低。这与α／β蛋白结构最规则,Ａｌ－α蛋白未加入辅基不能反映出结构的全部特征是相一致的     

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。     

基于SwissPdbViewer和MATLAB对东北虎Sox蛋白三级结构建模及分析

SOX蛋白具有一个与DNA特异结合的高保守HMG-box结构域。为研究东北虎SOX蛋白三级结构的分子机理,利用MATLAB的Bioinformatics工具从GenBank中下载东北虎SOX蛋白序列信息,以三级结构已知的SOX2为模板,联合SwissPdbViewer与MATLAB,采用同源建模方法对SOX蛋白HMG-box进行建模、预测;利用MATLAB的Visualization Tool分析预测结果的三维结构。结果显示PtSox蛋白的HMG-box由3个α-螺旋和2个loop区构成;热稳定性分析表明PtSox蛋白loop区的热力学结构不稳定;表面静电分布显示出PtSox蛋白C-端的中间有一个可能与其它小分子或蛋白质的相互作用位点的N/C腔,上述空间结构可能与其活性与功能的调控有关。     

不同植物防御素的生物信息学分析

采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的花生、鹰嘴豆、合欢、车前草、沙梨、辣椒等植物的防御素的核酸和氨基酸序列作了分析,并对其组成成分、翻译后修饰、导肽、跨膜结构域、疏水性,亲水性、蛋白质二级结构和功能结构域进行预测和推断的结果表明：此类蛋白可能是一具有信号肽的分泌型蛋白,α-螺旋和不规则卷曲是蛋白质二级结构中量最大的结构元件,β-转角和延伸链散布于整个蛋白质中,包含一个gamma-thionin功能结构域。     

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。     

全基因组预测禾谷炭疽菌的分泌蛋白

目的:禾谷炭疽菌侵染玉米、小麦等农作物引起的炭疽病,给农业生产造成了巨大经济损失。分泌蛋白在植物病原菌对植物侵染、定殖、扩展等致病过程中,发挥着重要作用。对禾谷炭疽菌分泌蛋白进行预测,并对其特征进行明确。方法:利用SignalP、ProtComp、TMHMM、big-PI Fungal Predictor和TargetP预测程序对禾谷炭疽菌中120 006条蛋白质序列进行分泌蛋白找寻,同时,对上述分泌蛋白的氨基酸分布、信号肽长度大小、信号肽切割位点以及理化性质等进行分析。结果:禾谷炭疽菌含有分泌蛋白为630个,其氨基酸长度多集中于100~600 aa之间;信号肽长度以17~20个aa的序列最为集中;信号肽切割位点属于A-X-A类型;分泌蛋白在分子量、等电点、稳定系数方面均存在差异,但大多数分泌蛋白属于亲水性蛋白。此外,上述分泌蛋白中,具有预测功能的蛋白为330个,其功能较多的集中于酶类,包括α-半乳糖苷酶、β-木聚糖酶、β-木糖苷酶等。结论:通过上述生物信息学分析方法有效地实现了禾谷炭疽菌分泌蛋白的预测,分泌蛋白的信号肽切割位点类型与已经报道的致病疫霉、粗糙脉孢霉等分泌蛋白信号肽切割位点一致,分泌蛋白功能涉及较多的酶类,也与其他已经报道的病菌分泌蛋白功能相类似。     

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。