支气管败血波氏杆菌PRN基因CDS区的生物信息学分析

通过生物信息学软件预测分析支气管败血波氏杆菌PRN基因编码蛋白功能及其调节机制。结果表明,支气管败血波氏杆菌PRN基因CDS区编码911个氨基酸,分子式为C_{4 121}H_{6 556}N_{1 250}O_{1 258}S₁₁,分子质量为13 196,消光系数为95 800,其理论等电点为9.64,不稳定系数为36.24,PRN蛋白的理化性质稳定;PRN蛋白有多个磷酸化位点和糖基化位点;信号肽预测PRN蛋白有1个信号肽,信号肽位置在1～34;PRN蛋白为亲水性蛋白,存在1个跨膜结构;预测二级结构主要由无规则卷曲构成,占39.08%,β-折叠占23.93%,α-螺旋占23.30%,三级结构主要由无规则卷曲和β-折叠构成。上述结果提示,该蛋白具有重要生物学意义,可为进一步开发支气管败血波氏杆菌亚单位疫苗奠定基础。     

柴达木盆地梭梭耐盐相关基因PrxQ的克隆及其蛋白结构预测

对柴达木盆地梭梭的Prx Q基因进行扩增,并利用生物软件对Prx Q基因序列进行分析,对蛋白结构进行预测。结果表明:柴达木盆地梭梭Prx Q基因长度为657 bp,编码218个氨基酸;Prx Q蛋白亲水性、二级结构、亚细胞定位、信号肽、跨膜螺旋区、三级结构预测结果显示,柴达木盆地梭梭Prx Q蛋白亚细胞定位于叶绿体,蛋白二级结构主要为无规则卷曲;Prx Q具有2个N-糖基化位点、7个蛋白激酶C磷酸化位点、2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,此外Prx Q蛋白的亲水性较强,无跨膜螺旋区。柴达木盆地梭梭Prx Q蛋白三维结构预测结果显示,Pr XQ蛋白三维结构由α螺旋、β折叠、无规则卷曲互相盘绕而成。     

柴达木盆地梭梭CMO基因的克隆及其蛋白结构预测

对柴达木盆地梭梭的CMO基因进行扩增,并利用生物软件对CMO基因序列进行分析、对蛋白结构进行预测。结果表明,柴达木盆地梭梭CMO基因长度为1 341 bp,编码447个氨基酸。CMO蛋白亲水性、二级结构、亚细胞定位、信号肽、跨膜螺旋区、三级结构预测结果显示柴达木盆地梭梭CMO蛋白亚细胞定位于叶绿体,无信号肽,蛋白二级结构主要为无规则卷曲。CMO蛋白具有多个多种类型的功能位点,为蛋白功能的实现提供了保障。此外CMO蛋白的亲水性较强,无跨膜螺旋区。柴达木盆地梭梭CMO蛋白三维结构预测结果显示CMO蛋白三维结构由α螺旋、β折叠和无规则卷曲互相盘绕而成。     

斑翅果蝇Orco基因的生物信息学分析

对斑翅果蝇非典型嗅觉受体(Orco)基因的理化性质、亚细胞定位、跨膜结构、信号肽、磷酸化位点、保守结构域、亲疏水性、蛋白功能、二级和三级结构及同源进化等进行分析.结果显示,斑翅果蝇Orco基因编码的蛋白质有486个氨基酸,相对分子质量为54 271.14 u,等电点为8.69.亚细胞主要定位于其他细胞器,不属于分泌蛋白;无信号肽序列,有7个跨膜结构和1个Pfam 7tm_6的结构域;Orco蛋白的二级结构中,α螺旋占50.21%,直链延伸占20.16%,β转角占8.64%,无规则卷曲占20.99%;三级结构主要由α螺旋和无规则卷曲缠绕折叠形成.     

重组UK114蛋白编码基因的序列特征及表达分析

UK114蛋白对调节calpain活性具有重要作用,为了初步研究UK114蛋白的生物学特性,在测序的基础上,克隆和鉴定了UK114蛋白基因,分析该蛋白结构及功能预测。提取山羊肝脏中的总RNA,通过特异性引物扩增,获得UK114蛋白基因的序列,利用生物信息学方法分析了UK114蛋白的理化性质、信号肽、疏水性、糖基化、磷酸化位点,并对其二、三级结构进行预测。结果表明,克隆所得到的重组UK114蛋白基因由414个核苷酸组成,编码137个氨基酸的蛋白,其分子量约为14 ku,等电点为6.19;该蛋白氨基酸组成中丙氨酸含量最高,占15.3%,缺乏组氨酸和色氨酸;该蛋白结构中不存在信号肽,也没有糖基化位点,存在多个磷酸化位点;蛋白质二级结构中α螺旋占到了35.04%,不规则卷曲占到37.23%,β折叠占21.17%;三级结构中α螺旋位于N端,β折叠主要位于C端。该蛋白没有信号肽和糖基化位点,说明该蛋白不是分泌蛋白,不能发生糖基化,说明结构相对来说不是很稳定;有多个磷酸化位点,决定了其功能的多样性和复杂性。研究结果可为后期的蛋白质功能研究提供一定的理论依据。     

内蒙古绒山羊CRABP I基因的克隆及表达

【目的】克隆内蒙古绒山羊视黄酸结合蛋白Ⅰ（cellular retinoic acid binding proteinⅠ,CRABPⅠ）基因的cDNA,进行蛋白结构的预测和表达分析,为绒山羊毛和绒形成的分子机理奠定基础。【方法】利用RT-PCR方法克隆内蒙古绒山羊CRABPⅠ基因序列,利用生物信息学方法预测其蛋白结构,采用实时荧光定量PCR探讨该基因在绒山羊4个胎儿日龄皮肤中的表达。【结果】内蒙古绒山羊CRABP I基因cDNA长679 bp（JN936490）,其开放阅读框为414 bp,氨基酸序列与其它物种相比具有较高的序列相似性。CRABP Ⅰ蛋白无明显的信号肽和跨膜区域,不存在N糖基化位点和O糖基化位点;蛋白二级结构主要由α 螺旋、β折叠和少量的转角及无规则卷曲构成。胎儿皮肤中CRABPⅠ基因在 90 d 的表达量明显高于100、120和130 d（P<0.05）。【结论】绒山羊的CRABPⅠ基因cDNA中的开放阅读框（open reading frame,ORF）在不同物种间较为保守,但种属特异性集中表现在第33和123氨基酸残基处,该基因在胎儿期的90 d表达量最大。     

绵羊RXRG基因的生物信息学分析

以绵羊RXRG基因为目的基因,利用生物信息学软件预测其结构和功能。结果表明,绵羊RXRG基因编码463个氨基酸,开放阅读框长度为1 392 bp,起始密码子位于228 bp处,终止密码子位于1 619 bp处。RXRG基因编码蛋白的相对分子质量为50 845.19 Da,等电点为7.55,在氨基酸组成中亮氨酸所占比率最高,色氨酸占比最低。亚细胞定位主要位于细胞核中,不属于分泌蛋白;不存在信号肽序列;存在两个保守结构域,并且为疏水性蛋白,二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主,三级结构主要由无规卷曲缠绕折叠形成。     

大肠杆菌HspQ基因的生物信息学分析

本研究应用相关生物学软件和在线数据库对大肠杆菌的HspQ基因进行生物信息学分析。结果表明其编码了105个氨基酸,推测其可能是一种亲水性蛋白,而通过蛋白磷酸化位点的预测表明其含有17个丝氨酸位点、7个苏氨酸位点、4个酪氨酸位点,通过对其跨膜结构域和信号肽预测显示其不存在信号肽也没有跨膜结构域。而我们对其编码蛋白的二、三级结构进行预测表明其主要由α螺旋和无规则卷曲两种结构组成。本研究预测结果为进一步研究热休克蛋白基因奠定了基础。     

柴达木盆地梭梭NHX基因的克隆及其编码蛋白的结构预测

对柴达木盆地梭梭的NHX基因进行扩增,并利用生物软件对NHX基因序列进行分析,对蛋白结构进行预测。结果表明:柴达木盆地梭梭NHX基因长度1 677bp,编码559个氨基酸。NHX蛋白预测显示柴达木盆地梭梭NHX蛋白定位于液泡膜,二级结构主要为α螺旋和无规则卷曲,具有4个N-糖基化位点,1个cAMP、cGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点,8个蛋白激酶C磷酸化位点,8个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,9个N-豆寇酰基化位点及1个亮氨酸拉链模型。此外NHX蛋白的亲水性较弱,具有12个跨膜螺旋区。三维结构预测显示NHX蛋白三维结构均主要由α螺旋和无规则卷曲互相盘绕而成,含有少量β折叠,研究结果为下一步柴达木盆地梭梭NHX基因的表达特性及功能研究提供了依据。     

部分小麦低分子量谷蛋白亚基二级结构的预测与分析

为了从蛋白质高级结构的水平上研究小麦低分子量谷蛋白结构与功能的关系,利用互联网上开放的预测软件和蛋白质序列分析软件对已获得全序列,并明确其染色体定位的19个LMW-GS基因的推导氨基酸序列进行二级结构的预测和分析。结果表明,在整个LMW-GS二级结构中,无规则卷曲最多,达69.51%,α-螺旋(28.97%)较β-折叠(1.36%)占有绝对优势,因而归属于α结构型蛋白。其中,信号肽由大量α-螺旋和微量无规则卷曲组成,N-端和重复区均由无规则卷曲占据,而C-末端除富含α-螺旋和无规则卷曲外,还是β-折叠的唯一分布区。同时,两个分子间二硫键存在于无规则卷曲中,而另有6个分子内二硫键分布于α-螺旋内或其附近,由此推导出小麦LMW-GS二级结构的平面模式图。这种特异的LMW-GS二级结构不仅进一步证明了“蛋白质一级结构决定高级结构”,以及信号肽引导新合成的LMW-GS顺利进入相应细胞器等经典理论,而且从空间结构的水平上阐释了LMW-GS多肽链致密化及其互聚体形成、富集,并与HMW-GS一起影响面粉加工品质的结构基础。     

普城沙雷氏菌pigX基因的生物信息学分析

通过生物信息学方法对普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)G3菌株中GGDEF/EAL结构域蛋白编码基因pigX启动子区域的调控信息以及编码蛋白质的理化特性和结构特点进行了解析。利用启动子分析软件Softberry和Neural Network Promoter Prediction对pigX基因编码区上游序列进行启动子预测,利用生物信息学方法对PigX蛋白的氨基酸组成和理化特性、磷酸化和糖基化位点、跨膜结构、信号肽二级结构和保守结构域等进行预测分析。结果显示:pigX启动子区有Fur和SoxS结合位点;PigX是微亲水性的脂结合蛋白,具有信号肽和跨膜结构域、糖基化和高水平磷酸化位点,α-螺旋和无规则卷曲是其主要二级结构。生物信息学分析预测结果表明G3菌株PigX具有较高水平磷酸化位点及由α-螺旋和无规则卷曲组成的二级结构,这与预测的PigX参与铁代谢和氧化应激反应及作为Csr D同源物与CSRB家族sRNAs分子结合的功能相吻合。     

枸杞木虱ORCO基因及其编码蛋白的生物信息学分析

枸杞木虱是枸杞的重要害虫之一,利用生物信息学软件对该虫非典型气味受体(ORCO)基因进行分析,可为进一步研究验证枸杞木虱ORCO基因的嗅觉相关功能提供理论基础。对枸杞木虱ORCO基因及其编码蛋白进行理化性质、序列特性、结构预测、进化关系等生物信息学分析。结果表明:枸杞木虱ORCO基因编码450个氨基酸,相对分子质量51.25 KD,等电点为6.32;亚细胞主要定位于其他细胞器,不属于分泌蛋白,不存在信号肽;有7个跨膜结构,Pfam:7tm_6结构域和Pfam:7tm_7结构域各1个;平均疏水性为0.254,属于疏水性蛋白;编码蛋白的二级结构中,α螺旋、直链延伸、β转角、无规则卷曲分别占54%、17.78%、3.78%和24.44%,三级结构主要由α螺旋和无规则卷曲缠绕折叠形成;进化树结果表明,枸杞木虱的ORCO基因与半翅目蚜科昆虫聚为一支。本研究的枸杞木虱ORCO基因生物信息学分析结果,为研究验证该基因及其编码蛋白在枸杞木虱取食、交配和产卵等过程中所发挥的作用提供了理论基础。     

绵羊IGFBP-6基因的克隆及序列分析

以凉山半细毛羊为研究对象,克隆了其胰岛素样生长因子结合蛋白6基因(IGFBP-6),采用生物信息学方法进行遗传进化分析,对IGFBP-6蛋白的理化性质进行分析,并对其二级和三级结构进行预测。结果表明,绵羊IGFBP-6基因的CDS全长序列为711 bp,编码236个氨基酸,与牛、人、鼠的CDS同源性分别为96%、84%、74%,氨基酸序列同源性分别为95%、80%、69%;IGFBP-6蛋白大小为24.9 ku,理论等电点(p I)为8.83。遗传进化分析结果显示,绵羊IGFBP-6基因与山羊、牛等哺乳动物关系较近,与鱼类的亲缘关系较远。IGFBP-6蛋白存在明显的疏水性区域和亲水性区域,有1个信号肽、14个磷酸化位点、3个N-糖基化位点和7个O-糖基化位点;二级结构分析结果显示,IGFBP-6蛋白无规则卷曲、α-螺旋和β-折叠区域比例分别为77.54%、19.92%、2.54%;三级结构分析结果显示,IGFBP-6蛋白存在IGFBP_N和甲状腺球蛋白-Ⅰ型功能域。     

水稻干尖线虫SPRYSEC基因的克隆及表达定位分析

根据水稻干尖线虫转录组测序结果,采用c DNA末端快速扩增技术(RACE法)从水稻干尖线虫中克隆到效应因子SPRY同源基因,并将其命名为Ab–SPRYSEC(NCBI登录号为KT188820)。该基因全长为2 089 bp,包含1个1 962 bp的开放阅读框(ORF)。预测蛋白编码653个氨基酸,相对分子质量为72 009,理论等电点为4.82,不稳定指数为41.5,属于不稳定性蛋白。保守区预测分析结果表明,该蛋白含有B302_SPRY和CTLH 2个保守结构域,属于SPRY超家族。多序列比对分析结果表明,该基因编码蛋白与马来丝虫的SPRY(XP_001891979.1)蛋白的相似度为43%。蛋白结构分析结果表明,β–折叠与无规则卷曲是Ab–SPRYSEC蛋白的主要结构元件。表达定位分析结果表明,Ab–SPRYSEC基因的表达位置在水稻干尖线虫食道腺附近。Ab–SPRYSEC基因作为水稻干尖线虫效应因子,在水稻干尖线虫侵染宿主中发挥了重要作用。     

柴达木盆地梭梭AQP基因克隆及结构预测

【目的】克隆得到柴达木盆地梭梭AQP基因并预测其结构.【方法】以柴达木盆地梭梭同化枝为材料,RT-PCR扩增其AQP基因并进行序列测定.【结果】所得柴达木盆地梭梭AQP基因的碱基数为481个,编码160个氨基酸.AQP亲水性、二级结构、跨膜螺旋区、三级结构预测显示柴达木盆地梭梭AQP二级结构主要为α螺旋和无规则卷曲.AQP有1个N-糖基化位点,2个蛋白激酶C磷酸化位点,4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,2个N-端豆蔻酰化位点,1个微体细胞C端靶信号和1个白细胞介素10家族信号.此外AQP蛋白的亲水性较弱,具有3个跨膜螺旋区.柴达木盆地梭梭AQP三维结构预测结果显示其主要由α螺旋和无规则卷曲互相盘绕而成,含有少量β折叠.【结论】研究结果为下一步柴达木盆地梭梭AQP基因的表达特性及功能研究提供了依据.     

大鼠单核细胞趋化蛋白-1基因的生物信息学分析

[目的]对大鼠单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)基因编码的蛋白质进行结构和性质分析。[方法]利用生物信息学方法对大鼠MCP-1基因编码的蛋白质的理化性质和结构进行分析,并分析该基因与其他物种的生物进化关系。[结果]大鼠MCP-1基因与小鼠的亲缘关系最近;大鼠MCP-1蛋白是一个稳定的亲水性碱性蛋白,分子式为C_(721)H_(1175)N_(197)O_(223)S_9,理论等电点为9.20,由8.78%的α-螺旋、35.81%的折叠延伸链、55.41%的无规则卷曲组成,有1个SCY结构域;该蛋白可能的信号肽剪切位点在第17位点处。[结论]MCP-1蛋白是一个稳定的亲水性分泌蛋白。该研究结果可为MCP-1的进一步研究提供理论依据。     

巨菌草内生固氮菌Klebsiella variicola GN02 nifH基因的克隆及生物信息学分析

研究巨菌草(Pennisetum giganteum)内生固氮菌Klebsiella variicola GN02 nifH基因的生物学信息,对GN02菌株nifH基因进行克隆及完整性验证,并采用多种生物学在线软件对其进行生物信息学预测和分析。结果表明,GN02菌株nifH基因具有完整的ORF,长度882 bp,编码293个氨基酸,NCBI GenBank登录号为MK131264。生物信息学分析表明,GN02菌株nifH基因具有高度保守性,与其他物种来源的nifH基因核苷酸序列及氨基酸序列同源性均达到95%以上。nifH蛋白总相对分子量为31 970.73、理论等电点pI为4.72;跨膜模型倾向N-末端向外的由内到外的跨膜、整个多肽链表现为亲水性;有2个糖基化位点但无分泌信号肽,有可能存在螺旋卷曲结构;二级结构预测表明α-螺旋和无规则卷曲是其多肽链中的主要结构元件,延伸链散布于整个蛋白质中;在数据库中能对该蛋白进行三维同源建模。     

桉树焦枯病菌MDR基因生物信息学分析及功能解析

通过生物信息软件及qPCR对桉树焦枯病菌MDR蛋白的序列特征、蛋白结构、理化性质及MDR基因在不同条件下的表达情况进行分析.结果表明,MDR转运蛋白均由α-折叠、无规则卷曲、β-转角,所占百分比α-折叠β-转角无规则卷曲.三级与二级结构预测均显示桉树焦枯病菌MDR具有典型的MDR蛋白结构,说明该蛋白家族的进化比较保守;CpABCB10基因参与调控分生孢子稳定性和萌发,CpABCB4和CpABCB9基因参与调控金属离子的转运,CpABCB7和CpABCB8基因参与调控桉树焦枯病菌的抗药机制.此外,CpABCB7基因还能参与调控桉树焦枯病菌的整个致病过程.     

紫花苜蓿蛋白质二硫键异构酶mPDI的生物信息学分析与同源建模

紫花苜蓿蛋白质二硫键异构酶的基因已经被克隆测序。利用其mRNA及氨基酸序列,应用生物信息学软件预测了该蛋白质的理化性质、亲/疏水性、信号肽、二级结构、卷曲螺旋结构、跨膜区域、糖基化位点、活性位点、亚细胞定位、功能结构域及高级结构。结果表明,该蛋白质是一个整体疏水性蛋白,细胞定位为粗面内质网,含有512个氨基酸,理论等电点为4.98,信号肽位于1～24号氨基酸;二级结构中α-螺旋占26.37％（135AA）,无规则卷曲占53.32％（273AA）,延伸链占20.31％（104AA）;包含3个卷曲螺旋结构,3个糖基化位点,2个硫氧还蛋白结构域,2个硫氧还蛋白活性位点。Ramachandram结构检测表明此模型的三维结构符合立体化学能量规则。     

基于分子对接技术的拟南芥植酸酶的水解特性

采用生物信息学、同源建模、分子对接等方法,对拟南芥植酸酶(ATMINPP)的功能结构及其与植酸的分子对接模式进行了预测。结果表明:ATMINPP由487个氨基酸组成,其二级结构由18个α螺旋、6个β折叠、伸展片段和无规则卷曲等4个主要部分构成;保守半胱氨酸在螺旋结构之间形成4个二硫键;ATMINPP蛋白有2个结构域(α/β–结构域和α–结构域),活性位点位于2个结构域的中间;对接时,带负电的植酸结合在ATMINPP带正电的亲水性口袋内;保守序列RHGARYP中的His 66对植酸氢键所结合的磷酸基团进行亲核攻击,形成中间复合物,中间复合物水解得到磷酸和磷酸肌醇衍生物,His 343为解离基团氧原子提供质子,使得磷酸基团解离。