稻瘟菌基因组规模分泌蛋白的预测分析

利用信号肽分析软件SignalP v3．0，亚细胞器蛋白定位软件TargetP v1．01，GPI-锚定位点软件big—PI Predictor和跨膜螺旋结构软件THMM-2．0这4个软件分析预测稻瘟菌12595个蛋白序列中有1134个分泌蛋白。编码这些蛋白的可读框（ORF）最小值为78bp，最大值为7849bp，平均1231bp。引导它们的信号肽长度介于15—45个氨基酸之间，平均为21个氨基酸。435个分泌蛋白具有功能描述，主要是与代谢有关的酶类。分析了其中降解细胞壁组分和与致病相关的酶类，提示在稻瘟菌侵染水稻不同阶段产生的关键酶及基因的功能需进一步研究。     

米曲霉分泌组的预测及分析

利用信号肽分析软件SignalP3.0跨膜结构预测软件Phobius、TMHMMv2.0和THUMBUP,GPI锚定位点预测软件big-PIPredictor,亚细胞蛋白定位软件TargetP1.1,对米曲霉全基因组中的12063个氨基酸序列进行预测。在米曲霉中有1019个分泌蛋白,编码这些蛋白的ORF最小为330bp,最长为5651bp,平均为1370bp。利用LipoP1.0分析预测得到的分泌蛋白中,755个带有I型信号肽酶识别位点,25个带有Ⅱ型信号肽酶识别位点,酶切位点附近氨基酸比较保守。利用TatP1.0对1019个分泌蛋白进行分析,得到43个蛋白序列可能从Tat途径分泌,但是没有找到RR-motif。在1019个分泌蛋白中,497个有功能描述,主要包括各种酶类、能量产生与传递以及自身修复防卫等。     

可可毛色二孢全基因组分泌蛋白的预测及分析

【目的】可可毛色二孢（Lasiodiplodia theobromae）是一种世界性分布的重要植物病原真菌,可引起严重的葡萄溃疡病（Botryosphaeria dieback）,影响果木品质并造成巨大的经济损失。本研究预测并分析可可毛色二孢基因组范围内的分泌蛋白,并明确其基本特征,为该病菌分泌蛋白致病机理的研究打下基础。【方法】依据已公布的可可毛色二孢全基因组序列,利用信号肽预测软件SignalP v5.0、跨膜结构分析软件TMHMM v2.0、细胞器定位分析软件ProtComp v9.0、GPI锚定预测软件big-PI Fungal Predictor和亚细胞器定位分析软件TargetP v2.0生物信息学软件对该菌中的典型分泌蛋白进行筛选。对分泌蛋白N端信号肽的长度、氨基酸使用频率及其切割位点进行统计分析。依据蛋白序列的同源性,应用BLASTP程序对分泌组蛋白进行功能注释分析,预测其生物学功能。采用蔗糖酶缺陷的酵母分泌系统,对所选分泌蛋白的信号肽进行活性检测。利用qRT-PCR方法检测所选分泌蛋白基因在可可毛色二孢侵染葡萄中的表达情况。【结果】在可可毛色二孢全基因组编码蛋白中共筛选获得552个潜在的具有典型信号肽的分泌蛋白,占全基因组预测蛋白总数的4.3%,其编码蛋白长度集中于101—400 aa。信号肽统计分析表明,其信号肽长度以18—20 aa的序列最为集中,信号肽长度为20 aa的蛋白数量最多。信号肽中使用频率最高的氨基酸为丙氨酸;非极性、疏水的氨基酸使用频率最高,占氨基酸总数的60.2%。其信号肽的-3至-1位置上的氨基酸相对保守,切割位点属于A-X-A类型,可被Sp I型信号肽酶识别并切割。336个分泌蛋白具有功能注释,其功能较多集中于细胞壁降解有关的酶类以及致病相关蛋白,并且这些蛋白在分子量、等电点、脂肪族氨基酸指数等方面均存在差异。通过蔗糖酶缺陷的酵母分泌系统证实,挑选的9个分泌蛋白信号肽均具有分泌活性。qRT-PCR检测结果表明,所选分泌蛋白基因在该病菌侵染初期的表达发生变化。【结论】利用生物信息学分析技术从可可毛色二孢全基因组中共预测获得552个经典分泌蛋白。其信号肽氨基酸长度分布广泛,氨基酸组成中非极性、疏水的氨基酸使用频率最高。功能注释主要集中在细胞壁组分降解相关的酶类、致病侵染相关的坏死诱导相关蛋白以及几丁质结合蛋白等。     

全基因组预测稻瘟菌的分泌蛋白

【目的】分泌蛋白多为病原微生物与植物受体蛋白起作用的激发子和其它致病因子，深入研究分泌蛋白将有助于明确植物与病原微生物互作的分子机制。利用稻瘟菌基因组学研究成果，结合计算机技术和生物信息学的方法，分析其分泌蛋白组学，将有助于全面掌握其致病因子的结构与功能。【方法】利用SignalP对稻瘟菌基因库中所有ORF的N-端信号肽存在与否进行预测，再依次通过Protcomp、TMHMM、big-PI Predictor和TargetP预测程序进行验证，寻找出所有可编码信号肽的基因。【结果】对11 108个稻瘟菌的ORF进行分析，最终预测出共有1 235个ORF可编码分泌蛋白。【结论】经验证此预测方法之可靠性较高，这为深入研究分泌蛋白组学奠定了基础。     

小麦条锈菌萌发夏孢子cDNA文库中编码分泌蛋白的序列预测

【目的】植物与病原菌互作过程中,涉及许多可以与植物受体蛋白相互识别、引发植物防卫反应的病原菌激发子或其他致病因子,其中多数为分泌蛋白,深入研究分泌蛋白将有助于明确植物与病原微生物互作的分子机制。【方法】通过SignalP v3.0、TMHMM v2.0、TargetP v1.1、Protcomp v6.0 4个软件,对陕西省农业分子生物学重点实验室构建的小麦条锈菌萌发夏孢子cDNA文库中854条EST序列进行分泌蛋白预测。【结果】得到具有可溶性分泌信号肽的蛋白编码序列33条,占测定序列的3.86%,其中最小长度为196 bp,最大为1 096 bp,分泌信号肽切割位点基本位于15~42个氨基酸,平均为37个氨基酸。【结论】预测得到的分泌蛋白编码序列,可以作为小麦与条锈菌互作过程中的激发子和致病因子备选基因来进一步研究。     

大丽轮枝菌（Verticillium dahliae VdLs.17）分泌组预测及分析

 【目的】预测并分析大丽轮枝菌基因组范围内的分泌蛋白,为大丽轮枝菌分泌蛋白致病机理的研究奠定基础。【方法】利用已公布的大丽轮枝菌全基因组序列,组合使用生物信息学软件SignalP、TargetP、TMHMM、Big-pi和PROSITE,预测大丽轮枝菌基因组范围内所有分泌蛋白,定义为分泌组。统计分析分泌组中蛋白N-端信号肽特点;应用碳水化合物活性酶类数据库和病原菌-寄主互作蛋白数据库对分泌组蛋白进行注释,预测分泌组中潜在果胶酶、纤维素酶和病原菌寄主互作蛋白;利用真菌激发子的保守结构域,预测分泌组中潜在的激发子蛋白集;应用BLASTP程序比较分析大丽轮枝菌和黑白轮枝菌分泌组,获得大丽轮枝菌相对于黑白轮枝菌特异的分泌蛋白。【结果】大丽轮枝菌分泌组共有922个蛋白。信号肽分析表明,以19个氨基酸为信号肽的蛋白数目最多,非极性氨基酸丙氨酸的出现频率最高,而有带电侧链的氨基酸天冬氨酸和谷氨酸的出现频率最低,信号肽的-3和-1位置上的氨基酸相对保守。大丽轮枝菌分泌组含有158个潜在的碳水化合物活性酶类,其中,包括10个果胶水解酶和14个果胶裂解酶;190个潜在的病原菌-寄主互作蛋白、97个含有RxLx[EDQ]模体的蛋白和52个富含半胱氨酸的小分子量分泌蛋白;58个相对于黑白轮枝菌分泌组特异的蛋白。【结论】本文建立了预测大丽轮枝菌分泌组蛋白的方法。分泌组蛋白信号肽长度具有高度的变异性,氨基酸组成多为脂肪族氨基酸,序列在C-端结构域较为保守。分泌组中包含大量潜在的果胶降解酶、病原菌-寄主互作蛋白、RxLx[EDQ]模体蛋白和富含半胱氨酸的小分子量蛋白等致病相关蛋白。     

稻瘟病菌分泌蛋白组学研究

稻瘟病菌分泌蛋白在稻瘟病菌入侵水稻过程中发挥重要作用。收集稻瘟病菌(Guy11菌株)液体培养的上清液,富集蛋白,经过烷基、还原处理和酶解后,采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)对酶解肽段进行分离及鉴定,利用信号肽预测工具SignalP和蛋白质亚细胞定位软件Protcomp对鉴定到的蛋白进行生物信息学预测验证。结果显示,共鉴定出30个稻瘟病菌的分泌蛋白,其中:24个蛋白具有N端信号肽,26个蛋白可分泌到胞外,3个蛋白定位在细胞膜上。对其功能进行分类,发现多数为酶类,参与水解及能量代谢。这些酶类和蛋白的发现与进一步研究,将为揭示稻瘟病菌侵染的机理提供帮助。     

基于全基因组序列预测里氏木霉QM6a的分泌蛋白

里氏木霉(Trichoderma reesei)QM6a为重要的产纤维素酶工业生产菌株,为明确其内存在的分泌蛋白,对该菌分泌蛋白进行预测,并明确其特征。利用SignalP、ProtComp等5个软件对该菌中9 143条蛋白质序列进行分泌蛋白预测,并对上述分泌蛋白的氨基酸大小分布情况、信号肽长度及其切割位点等性质进行分析。里氏木霉中含有分泌蛋白356个,其氨基酸长度、信号肽长度与其他植物病原菌不同;信号肽切割位点属于A-X-A类型,与其他已经报道的植物病原真菌、细菌以及卵菌中分泌蛋白信号肽切割位点一致。通过上述生物信息学分析方法有效地实现了里氏木霉分泌蛋白的预测,也证明了分泌蛋白的信号肽切割位点具有物种保守性特点。     

尖孢镰刀菌甜瓜专化型基因组规模分泌蛋白的预测与分析

利用Signal P、Wo LF PSORT、TMHMM、big-PI Predictor、Target P和Secretome P等软件,对尖孢镰刀菌甜瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.melonis,FOM)全基因组26 811条蛋白质氨基酸序列进行了分泌蛋白的预测分析。结果表明,FOM全基因组编码蛋白中有1 145个经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的4.3%;有8 471个非经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的31.6%。对经典分泌蛋白特征进行分析,发现其氨基酸长度集中在100~600个氨基酸,信号肽长度集中在17~22个氨基酸。对经典分泌蛋白的功能预测分析表明,有605个分泌蛋白获得了注释,主要涉及糖代谢、转运过程、过氧化氢代谢和生物合成等。对碳水化合物酶类(CAZymes)进行分析,结果表明有277个分泌蛋白为CAZymes,占经典分泌蛋白总数的24.2%。     

酿酒酵母分泌蛋白组的计算机分析

 结合计算机技术和生物信息学的方法，采用组合的信号肽分析软件SignalP v3.0、TargetP v1.01、Big-PI predictor和TMHMM v2.0对已公布的6 700个酿酒酵母（Saccaromyces cerevieiae）基因的N-端氨基酸序列进行信号肽分析，同时系统分析了信号肽的类型及结构。结果表明，在6 700个酿酒酵母蛋白中，163个为Sec-信号肽分泌蛋白，经Sec途径分泌。在163个分泌蛋白中，有47个的信号肽没有典型的N-区，仅有H-区和C-区，其余116个分泌蛋白的信号肽包含完整的3个区，即N-区、H-区和C-区。比较了酿酒酵母与白假丝酵母菌(Candida albicans)分泌蛋白信号肽的氨基酸组成顺序，表明酿酒酵母与白假丝酵母菌的信号肽的氨基酸组成和顺序差异很大，两者信号肽长度分布范围、氨基酸种类及其出现频率大体一致。在酿酒酵母分泌蛋白中出现了少数氨基酸组成完全一致的信号肽，为进一步确认具有相同信号肽的分泌蛋白是否具有同源性，分别采用BLAST 2 SEQUENECES 和CLUSTAL W 对具有相同信号肽的分泌蛋白进行了序列比对。结果表明具有相同信号肽的分泌蛋白同源性非常高，氨基酸组成也非常保守。由此可以推断，编码这些分泌蛋白的基因属于旁系同源基因（paralogous）。酿酒酵母作为一种模式生物，以其诸多的优点，被认为是表达真核外源蛋白的首选宿主。对酿酒酵母进行基因组水平的分泌蛋白及信号肽结构的分析，可更好地利用该宿主表达分泌型的外源蛋白研究提供参考信息。     

多杀性巴氏杆菌基因组分泌蛋白的预测分析

分泌蛋白对于细菌自身的生命活动以及在介导病原体与宿主之间相互作用的过程中发挥着重要的作用,深入研究分泌蛋白将有助于明确细菌的生命活动及与病原微生物互作的分子机制.利用多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)基因组学研究成果,结合信号肽分析软件SignalP v3.0、跨膜螺旋结构软件TMHMM v2.0、亚细胞器蛋白定位软件PSORTb和GPI-锚定位点软件GPI-SOM这4个软件,对多杀性巴氏杆菌2105个编码蛋白的ORF进行预测分析,最终获得了136个分泌蛋白.对其信号肽长度、氨基酸组成、相应ORF长度进行了统计.运用Blast P对其功能进行同源性分析,发现11个蛋白为多杀性巴氏杆菌所特有,这对多杀性巴氏杆菌的临床诊断具有一定的潜在应用价值.     

Computational Analysis of Signal Peptide-Dependent Secreted Proteins in Saccharomyces cerevisiae

Computer based software such as the SignalP v3.0, TargetP v1.01, big-PI predictor and TMHMM v2.0 were combined to predict the signal peptides, and the signal peptide-dependent secreted proteins among the 6 700 ORFs in genome of Saccharomyces cerevisiae. The results showed that 163 proteins were the secreted ones containing signal peptides, and they were secreted via Sec pathway. Among the 163 predicted secreted proteins, the signal peptides of 47 secreted proteins included only the H-domain and C-domain, without N-domain, but the signal peptides of other 116 secreted proteins included all the three domains. There were differences in the constitution of signal peptides between the secreted proteins of S. cerevisiae and of Candida albicans, but the length and amino acids types of their signal peptides were similar in general. Few of the same signal peptides occurred in the secreted proteins of S. cerevisiae genome, and the homology could be compared among the secreted proteins with the same signal peptides. The BLAST 2 SEQUENECES and CLUSTAL W were used to align the two protein sequences and multi-protein sequences, respectively. The alignment result indicated that homology of these sequences with the same signal peptide was very highly conservative in amino acid of complete gene. The effect of the signal peptides in S. cerevisia on expression of foreign eukaryotic secreted proteins is discussed in this paper.     

稻瘟病菌假定的糖基水解酶62家族初步研究

 【目的】了解糖基水解酶62家族细胞壁降解酶系在稻瘟病菌致病中的作用。【方法】通过生物信息学方法对稻瘟病菌基因组中假定的糖基水解酶62家族成员进行基因结构、蛋白分泌特性及系统发育分析,并对其中一个成员MGG_01403.6进行过量表达、基因敲除分析。【结果】该家族共有8个成员,均具有细胞壁降解酶（糖基水解酶62家族）保守结构域,且均为胞外分泌蛋白;系统发育分析可以将这些成员分别聚类在两个进化分支中;成员间在不同侵染阶段表达模式有差异;MGG_01403.6过量表达和基因敲除均不影响稻瘟病菌的致病性。【结论】糖基水解酶62家族可能存在功能冗余作用,进一步的双突变或多突变可能是明确这类多基因家族基因功能的重要方法。     

辽宁省稻瘟病菌对咪鲜胺的敏感性检测

采用培养皿菌落直径法室内测定采自辽宁省6个市的6个稻瘟菌株对咪鲜胺杀菌剂的敏感性。结果表明:咪鲜胺对稻瘟菌菌丝生长抑制率较高。     

青春双歧杆菌ATCC15703I型Sec途径分泌蛋白的预测和功能分析

[目的]对青春双歧杆菌分泌蛋白进行预测和功能分析,为分析该菌胞外蛋白的分泌机制和功能打下基础.[方法]以青春双歧杆菌代表菌株ATCC15703基因组编码蛋白序列为研究对象,采用 SignalP 4.0和TMHMM 2.0 软件分析该菌株的I型Sec途径分泌蛋白,同时采用COG功能数据库(Cluster of Orthologous Groups of proteins)对预测的这类分泌蛋白进行功能分析.[结果]青春双歧杆菌ATCC15703的1 648个蛋白中有91个被I 型(Spase I)信号肽酶识别的I型Sec途径分泌蛋白,分泌蛋白的信号肽长度最大的有54个氨基酸,最小的有11个氨基酸.I 型Sec途径分泌蛋白的功能分析结果显示,分泌蛋白主要参与碳水化合物代谢与转运,氨基酸代谢与转运,复制、重组和修复,以及无机离子代谢和转运.[结论]青春双歧杆菌I型Sec途径分泌蛋白的预测和功能分析为了解该菌胞外蛋白的分泌机制提供了数据基础.     

玫烟色棒束孢基因组候选效应因子的预测分析

在玫烟色棒束孢（Isaria fumosorosea）全基因组10 061个蛋白质序列的基础上,经过SignalP v4.1分析得到1 112个具有信号肽的蛋白序列;以此为基础用TMHMM v2.0分析得到1 030个跨膜数小于2的蛋白序列;1 030个具有信号肽的蛋白经过TargetP v 1.1分析得到1 001个定位为S的蛋白序列;最后经过ProtComp v 9.0分析,得到929个蛋白质定位于细胞质中的分泌蛋白序列。929个蛋白中包含半胱氨酸含量大于等于6的蛋白序列共495个,其中146个蛋白序列的串联重复序列大于或等于9。共137个蛋白在病原物-寄主互作数据库（Pathogen-host interaction database,PHI）中获得注释,其中91个蛋白为候选效应蛋白。挑取小于300个氨基酸的蛋白序列,共筛选到19个候选效应因子。最终从10 061个蛋白序列中筛选得到19个候选致病效应因子。