刺葡萄DFR基因克隆及生物信息学分析

根据葡萄DFR基因CDS序列设计刺葡萄开放阅读框(ORF)特异引物,利用RT-PCR技术克隆获得其DFR基因序列,并通过生物信息学方法分析其生物学特性。结果表明,刺葡萄DFR基因ORF序列全长1 014bp,编码337个氨基酸,命名为Vitis davidii dihydroflavonol 4-reductase gene(VdDFR),GenBank登录号为KF915803。刺葡萄DFR蛋白预测分子量为37 593.2Da,理论等电点pI为5.81,是一个跨膜亲水蛋白,无典型信号肽,不属于分泌蛋白,并且亚细胞定位主要位于细胞质中(70%);二级结构以无规则卷曲为主(52.82%),是一种mixed类蛋白;该蛋白有潜在的7个糖基化位点和16个磷酸化位点,具有NAD(P)结合位点,有NAD依赖型的表异构酶/脱氢酶的N端结构域,属于NADB_Rossmann超家族成员。核苷酸序列分析表明,刺葡萄DFR基因与美丽葡萄、山葡萄和酿酒葡萄的同源性为99%,与圆叶葡萄同源性为98%,与显齿蛇葡萄同源性为94%,进化上比较保守,利用DFR基因编码区碱基序列所建立的系统关系树与真实的植物进化基本一致。     

十字花科植物DFR蛋白的生物信息学分析

采用生物信息学的方法分析已经在GenBank上注册十字花科植物的DFR基因序列及相应氨基酸序列,并对其理化性质、结构特征、系统进化关系等进行预测。结果表明,十字花科植物的DFR蛋白大部分都有6个外显子,分子质量36 481.89～43 129.21 Da,大多数蛋白亚细胞定位于叶绿体中;除了BnaDFRA402,其他的DFR蛋白均具有酶活性部位、NADP结合位点和底物特异结合位点,这些保守区域形成了5个motifs;每个DFR蛋白均有多个磷酸化位点,以Ser为主,以Thr和Tyr磷酸化为辅;二级结构均由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲组成,其中α-螺旋为主要结构元件。     

葡萄等植物DFR基因家族生物信息学分析

二氢黄酮醇4-还原酶（Dihydroflavonol4-reductase,DFR）是花青素合成途径的关键酶之一,也是该途径的关键调控位点之一。该文以葡萄DFR家族为例,对多个物种DFR基因及编码蛋白在基因结构、编码氨基酸基本理化性质、疏水性、功能域、亚细胞定位和进化关系等方面进行了比较分析。为葡萄等富含花青素植物中花青素合成及调控研究提供基础资料。     

石榴等观赏植物DFR基因生物信息学分析

根据GenBank中已登录的红花石榴、粉花石榴、姜荷花、芍药、水母雪莲、大丽花、瓜叶菊和兰花等植物二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因的核苷酸序列和氨基酸序列,应用生物信息学软件对其核苷酸序列的外显子、氨基酸序列的理化性质、疏水性/亲水性和跨膜结构等进行了预测。结果表明,这几种植物DFR基因均存在1个外显子,含量最丰富的氨基酸是Ala、Gly、Cys和Thr;除红花石榴和粉花石榴DFR属于不稳定蛋白外,其余植物均属于稳定蛋白。这几种植物DFR蛋白均为亲水性蛋白,存在明显的疏水区和亲水区以及跨膜结构等。     

葡萄VvWDR1生物信息学分析及其互作蛋白分析

[目的]探究葡萄WDR1蛋白的作用机理,丰富原花青素和花青苷物质合成调控机理。[方法]采用PCR技术克隆葡萄WDR1基因CDS区,运用生物信息学分析对其编码蛋白理化性质、亲疏水性、信号肽及跨膜结构域、二级结构、三级结构、保守结构域等进行预测;将VvWDR1的CDS全长克隆至酵母双杂交诱饵载体pGBKT7中,转化酵母感受态细胞并进行毒性及自激活检测分析;通过酵母双杂系统对葡萄WDR1与MYBPA2、MYC2蛋白互作机制进行研究。[结果]WDR1基因cDNA全长1 011 bp,编码366个氨基酸,分子量37.8 kD,等电点5.07,分子式为C1671H2588N458O518S11;无信号肽且不具有跨膜结构域,其编码蛋白的二级结构中无规则卷曲39.29%,β-折叠26.79%,α-螺旋22.02%,β-转角11.90%;该蛋白含有5个WD40基序。同时对葡萄WDR1蛋白进行系统进化分析,发现与PhAN11、AtTTG1的同源性较高;成功构建表达载体pGBKT7-WDR1、pGBKT7-MYC2、pGADT7-MYC2,并鉴定出VvWDR1在酵母细胞中无自激活活性且无毒性;酵母双杂交试验结果显示,共转化pGBKT7-WDR1/pGADT7-MYBPA2与pGBKT7-WDR1/pGADT7-MYC2的酵母菌可以在SD/-Trp-Leu-His-Ade的四缺培养基上正常生长。[结论]克隆得到葡萄WDR1基因,对其进行生物信息学分析,且通过酵母双杂交证明VvWDR1与VvMYBPA2、VvMYC2编码的蛋白之间存在相互作用。     

葡萄GRAS基因家族生物信息学分析

为研究葡萄中GRAS基因家族的特征,本文首先利用生物信息学方法对葡萄91条GRAS蛋白序列的系统发生和GRAS基因组定位进行分析,然后对其氨基酸组成成分、理化性质以及二级和三级结构进行预测和分析,同时还分析了葡萄与拟南芥的GRAS基因家族之间的联系。结果显示这91条蛋白序列与拟南芥35个GRAS基因蛋白序列一起分成了8个亚族,说明拟南芥与葡萄GRAS基因间具有较高的保守性。基因组定位结果发现91条GRAS基因分布在17条染色体上。研究还发现不同亚族间氨基酸数目、氨基酸序列间的疏水性存在一定的差异;而二级结构预测结果发现,91条氨基酸序列以α-螺旋和随机卷曲为主要组成部分,且91条氨基酸序列三维结构相似。     

FOS蛋白的研究进展及生物信息学分析

FOS蛋白作为一类核蛋白转录因子,在调控细胞生长、分裂、增殖、分化乃至程序性死亡等方面具有重要的作用,它的表达影响了许多生命活动和过程,引起了人们的广泛关注,并在学习记忆及射精的标记方面吸引了学者的眼球。对FOS蛋白的作用进行了综述,并对人、大鼠及小鼠FOS蛋白进行了生物信息学分析,旨在为FOS蛋白在生理学方面的研究提供参考依据。     

山葡萄DFR基因全长cDNA的克隆与序列分析

应用RT-PCR和SMART RACE等技术克隆山葡萄二氢黄酮醇4-还原酶基因的全长c DNA序列,结果表明,该基因全长1 362 bp,包括1 014 bp的完整开放阅读框,推测其编码337个氨基酸。该基因表达产物相对分子质量为37.50 ku,等电点为5.95,是稳定蛋白,不包含信号肽。蛋白质疏水性分析结果表明,DFR疏水性最大值为2.511,最小值为-2.267,平均值为-0.146,整体表现为亲水性。二级结构分析结果表明,DFR的二级结构主要以α-螺旋(35.31%)和不规则卷曲(46.29%)为蛋白最大量的结构元件。对不同植物DFR氨基酸序列进行多重比对发现,同源性较高,DFR与NADPH结合区域和底物结合区域都表现出高度保守。用推导的氨基酸序列与蛋白质数据库进行同源性比较,其氨基酸序列与欧亚种葡萄、大豆、矮牵牛等植物的DFR氨基酸序列两两比对的相似性系数分别为98%、76%、74%。     

葡萄OVATE基因家族生物信息学及表达

【目的】OVATE是一类调控植物生长发育的转录抑制因子,对葡萄OVATE基因家族(Vv OFPs)进行生物信息学和组织特异性表达分析,为该类基因的功能研究奠定基础。【方法】根据OVATE保守域蛋白序列(PF04844)对葡萄OVATE基因家族进行鉴定,利用生物信息学方法对葡萄OVATE基因家族染色体定位、基因结构、保守结构域、亚细胞定位等方面进行预测和分析,并分析葡萄和拟南芥OVATE基因家族的进化关系。采用实时荧光定量PCR技术检测Vv OFPs组织表达特性。【结果】葡萄OVATE基因家族包含17个成员,不均匀地分布在11条染色体上,均没有内含子结构,编码115—444个氨基酸,等电点4.55—9.69,均为亲水蛋白;所有蛋白均包含完整的OVATE保守结构域,亚细胞定位主要在细胞核中。根据进化树拓扑结构,将葡萄和拟南芥OVATE蛋白家族聚为六类(Ⅰ—Ⅵ),其中,Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ类仅包含两个基因,Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ类中Vv OFPs和At OFPs相互交错地聚类在一起;Vv OFPs和At OFPs共包含10个未知基序,保守元件1和2位于OVATE结构域区域,此外,在OVATE结构域外每个类别均包含特有基序。Vv OFPs具有组织表达特异性,12个基因在根、茎、叶、花和果实中均可以检测到表达,其余5个基因仅在特定组织中表达。多数Vv OFPs在根、嫩茎和花中表达量较高,在嫩叶和果实中仅检测到少数基因表达;Vv OFPs在不同发育期表达量存在差异,通常在开花前1周和开花期表达量较高,而花后4周果实中表达量较低。1对旁系同源基因表达模式相似,3对旁系同源基因产生了新的表达模式。【结论】葡萄OVATE结构域序列比较保守,其在不同组织中呈现出多种表达模式,推测其可能参与了葡萄生长发育的调控。     

葡萄NAC转录因子的生物信息学分析

NAC基因家族是高等植物所特有的一类转录因子家族,广泛参与植物生长发育、逆境胁迫应答等反应。通过对71种葡萄NAC蛋白与22种其他物种NAC蛋白的生物信息学分析,对与非生物逆境胁迫相关的12种NAC蛋白的染色体定位、理化性质、亲/疏水性、二级结构及亚细胞定位等进行了分析和预测。结果显示,葡萄NAC蛋白共分为5大类,与非生物逆境相关的NAC蛋白聚集在第Ⅲ类。分析显示不同NAC蛋白间氨基酸、疏水性及稳定性之间存在一定差异,二级结构主要为随机卷曲等。分析结果可为进一步研究通过葡萄NAC基因调控葡萄的生长与抗逆机制提供参考。     

葡萄VvWRKY70基因生物信息学及表达特性分析

WRKY是植物特有的转录因子,在多种生物和非生物胁迫中发挥作用。基于RNA-seq技术,课题组前期研究发现,SO2熏蒸结合低温保鲜过程中多个功能未知的葡萄WRKY基因差异表达。经氨基酸序列同源性比对,研究选择与AtWRKY70氨基酸序列相似度最高的VvWRKY70进行生物信息学及表达特性分析。生物信息学分析结果表明,VvWRKY70基因启动子区含有W-box元件及茉莉酸甲酯、水杨酸等激素响应元件;编码蛋白由322个氨基酸组成,分子质量约36.57 ku,属亲水性蛋白;该蛋白丝/苏氨酸含量丰富;二级结构主要由无规卷曲和α-螺旋组成,N端含有高度保守的WRKY结构域,C端为C₂HC型锌指结构,属WRKY第Ⅲ亚家族;预测显示,其主要定位于细胞核中,且在进化上较为保守。qRT-PCR分析表明,VvWRKY70在玫瑰香葡萄根、茎、叶、花蕾、果中均有表达;葡萄果实VvWRKY70受SO₂和灰霉菌诱导上调表达,低温处理组下调表达。综上可见,VvWRKY70可能作为转录因子参与调节植株生理和果实发育过程,并在葡萄果实采后SO₂保鲜过程中...     

细胞保护蛋白PTD-FNK生物信息学分析

PTD-FNK蛋白是人工形成的重组蛋白质,已被证明在细胞凋亡、精子冷冻保存过程中对细胞有一定的保护作用,虽然在实践中应用普遍,但国内未见其机理分析和通过蛋白结合参与调控的报道。结合Protparam、ProtScale等相关在线软件预测和分析PTD-FNK蛋白的理化性质、亲水性、二、三级结构等;分离培养猪睾丸支持细胞,采用HIS pulldown技术拉下PTD-FNK未知的互作蛋白,得到的数据用UniProt数据库对比。生物信息学结果表明,PTD-FNK蛋白编码295个氨基酸,蛋白质分子量33.195 ku,分子式为C_{1 456}H_{2 225}N₄₃₇O₄₃₉S₁₀;该蛋白含有PKC、PKA特异性磷酸化的结合位点。得到的互作蛋白有葡萄糖调节蛋白78、波形蛋白-1、组蛋白等。预测PTD-FNK蛋白可能通过PKA、PKC特异性磷酸化结合位点或者与蛋白互作的方式参与细胞凋亡、精子发生等过程。     

FoxA1蛋白的生物信息学分析

转录因子FoxA1通过与染色体结合释放出DNA结合位点对信号转导和细胞增殖进行调控。研究发现多种肿瘤组织中FoxA1表达上调,参与肿瘤生长调控,揭示FoxA1有可能成为新的肿瘤治疗靶点。该研究采用生物信息学方法,在获得FoxA1基因和蛋白序列的基础上,对其结构、性质以及与其有相互作用的蛋白进行初步的生物信息学分析,以期为进一步研究FoxA1的生物学特性奠定基础。     

细胞周期蛋白家族的生物信息学分析

[目的]对细胞周期蛋白家族的序列进行生物信息学分析,从而研究物种间细胞周期蛋白的分类体系。[方法]选取已完成基因组测序的10个物种的细胞周期蛋白,按细胞周期蛋白中周期蛋白框结构域的序列完整性及结构域的数目进行分类,并进行多次筛选比对,分别构建具完整单周期蛋白框结构域和完整双周期蛋白框结构域细胞周期蛋白的系统发育树。[结果]随物种进化,细胞周期蛋白的序列类型和序列数量显著增加。对完整单域和完整双域细胞周期蛋白的聚类分析结果显示,原核生物的细胞周期蛋白、单细胞真核生物的PHO80与PCL、植物的P和U、动物的Y组成原核型细胞周期蛋白,并进化形成真核型细胞周期蛋白,真核型细胞周期蛋白的进化趋势是增加类型和数量,动物以增加细胞周期蛋白的类型为主,而植物则是以增加细胞周期蛋白类型中的成员为主;另一进化趋势是由单域向双域发展,物种进化程度越高,所具有的双域细胞周期蛋白的类型就越多。[结论]为物种间细胞周期蛋白的分子进化研究提供了参考。     

水稻DnaJ蛋白的生物信息学分析

DnaJ蛋白是一类很大的蛋白家族,因含有保守的DnaJ结构域而得名。本文对水稻DnaJ蛋白进行了生物信息学分析表明,水稻中共有101个DnaJ蛋白,分为典型的三大类。通过表达证据搜索发现,除了11个基因没有表达证据外,其他基因在水稻中都有表达。此外,对水稻的DnaJ蛋白家族进行了初步的进化分析。     

葡萄miR159家族生物信息学分析及靶基因预测分析

为了研究葡萄miR159基因家族在葡萄生长发育过程中发挥的作用,利用生物信息学工具和方法,对葡萄miR159家族成员进行了基因定位、前体序列二级结构预测、成熟序列保守性分析、靶基因及其功能预测以及系谱进化分析。结果显示:在葡萄miR159家族成员中vvi-miR159a和vvi-miR159b两个成员均分布在染色体15上,vvi-miR159c分布在染色体17上;葡萄miR159家族成员基本上符合进化规律;葡萄miR159家族成员的前体均可形成稳定的茎环结构,且其成熟序列都产生于其前体茎环结构的5'端臂上,其碱基序列保守性较高;葡萄miR159家族对应的靶基因主要有两个(GSVIVT01012447001与GSVIVT01037362001),经BLAST分析,主要为GAMYB转录因子家族。     

稻瘟菌蛋白激发子在酵母双杂交系统中的自激活检测

利用PCR方法扩增稻瘟菌蛋白激发子基因pemG1,并在其上下游分别引入酶切位点EcoRI和XhoI,经双酶切后与诱饵质粒载体pLexA连接构建重组诱饵质粒pLexA-PEMG1,将该重组诱饵质粒转入酵母菌株EGY48[p8op-lacZ]中进行β-半乳糖苷酶整板分析检测自激活。结果表明,成功构建了重组诱饵质粒pLexA-PEMG1,并且其无自激活报告基因作用,对酵母菌株也无毒性作用。这说明该重组诱饵质粒可用于酵母双杂交系统,为筛选番茄cDNA文库获得诱饵蛋白PemG1的相互作用蛋白奠定了基础。     

葡萄miR159家族生物信息学分析及靶基因预测分析

为了研究葡萄miR159基因家族在葡萄生长发育过程中发挥的作用,利用生物信息学工具和方法,对葡萄miR159家族成员进行了基因定位、前体序列二级结构预测、成熟序列保守性分析、靶基因及其功能预测以及系谱进化分析。结果显示:在葡萄miR159家族成员中vvi-miR159a和vvi-miR159b两个成员均分布在染色体15上,vvi-miR159c分布在染色体17上;葡萄miR159家族成员基本上符合进化规律;葡萄miR159家族成员的前体均可形成稳定的茎环结构,且其成熟序列都产生于其前体茎环结构的5'端臂上,其碱基序列保守性较高;葡萄miR159家族对应的靶基因主要有两个(GSVIVT01012447001与GSVIVT01037362001),经BLAST分析,主要为GAMYB转录因子家族。     

灰葡萄孢基因组果胶酶生物信息学分析

为有效防控果蔬灰霉病,本研究采用生物信息学方法对灰葡萄孢基因组内果胶酶的分布情况、理化性质及三级结构进行了分析.结果表明:灰葡萄孢基因组内检索出6条PG氨基酸序列,4条PME蛋白氨基酸序列和4个PEL家族蛋白.BcPG1～BcPG16蛋白序列长度为370～514 aa,信号肽长度在16～22 aa,磷酸化位点丰富;Bc...