希金斯炭疽菌中碳水化合物酶类蛋白的理化性质分析

为深入了解希金斯炭疽菌中化合物酶类蛋白(CAZymes)的功能,以前期获得的238个CAZymes为研究对象,对其进行理化性质预测分析,结果表明,近2/3的蛋白理论等电点小于6,属于酸性蛋白,同时,通过随机数软件对上述蛋白进行10%抽样分析,明确了不同理论等电点类别的分泌蛋白所具有的分子质量、分子式、半衰期、不稳定性系数、脂肪族氨基酸指数、总平均亲水性等理化性质。     

粘绿木霉Gv29-8碳水化合物酶类蛋白理化性质预测分析

粘绿木霉Gv29-8是已完成全基因组测序的重要生防拮抗菌之一,为对其碳水化合物酶类蛋白的理化性质进行预测分析,以粘绿木霉中185个CAZymes蛋白序列为研究对象,对其理化性质进行了预测分析。结果表明:近2/3的蛋白理论等电点(p I)小于6,属于酸性蛋白,同时,通过随机数软件对上述蛋白进行10%随机抽样分析,发现不同理论等电点类别的CAZymes蛋白所具有的分子式、原子数量、半衰期、不稳定性系数、脂肪族氨基酸指数、总平均亲水性等性质不尽相同。其中,比例为26.67%的蛋白属于不稳定蛋白,比例为13.33%的蛋白属于亲水性蛋白。     

黄单胞菌分泌蛋白的理化性质及特征分析

基于全基因组序列已经公布的黄单胞菌Xanthomonas campestris B100、Xanthomonas campestris pv. campestris 8004、Xanthomonas campestris CN14中分泌蛋白序列为基础数据，采用Protscale、SMART、TargetP 2.0 Server等生物信息学分析软件对上述分泌蛋白展开理化性质、保守结构域以及转运肽等分析，结果显示：黄单胞菌中分泌蛋白理论等电点与氨基酸长度之间无相关关系， 44.73%的蛋白为不稳定蛋白， 83.21%的蛋白亲水性小于0，属于亲水性蛋白。同时，在每种黄单胞菌的分泌蛋白中，具有明显保守结构域的蛋白数量平均为12个，并且所有分泌蛋白均具有信号肽，转运肽预测可能性分布也较为平均。     

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。     

不结球白菜抗芜菁花叶病毒蛋白BcTuRsO的生物信息学分析

采用生物信息学方法,利用多种在线软件对不结球白菜抗芜菁花叶病毒(TuMV)蛋白BcTuRsO的系统进化、理化性质、亲水性、跨膜区、亚细胞定位、所含模体及蛋白质结构进行预测和分析。系统进化树分析结果表明,该蛋白在不同物种之间具有保守性。理化性质分析结果显示该酶含194个氨基酸,分子量为21 731.3,理论等电点pI值为6.60。TMpred跨膜分析结果显示,它含有1个显著的跨膜螺旋区,这个区域与ProtScale预测的疏水区基本重叠。用Target P server和WOLFPSORTserver程序预测该蛋白为细胞质蛋白。结构域分析结果显示该蛋白含多种磷酸化位点。二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主。     

枸杞果实酸性转化酶基因生物信息学分析

借助生物信息学工具对已克隆枸杞果实酸性转化酶蛋白LBSAI的理化性质、亲水性/疏水性、跨膜结构域、二级结构和三级结构等方面进行预测和分析。结果表明:枸杞果实酸性转化酶蛋白为不存在信号肽亲水性蛋白;在氨基酸第37~39位置间产生一个跨膜螺旋结构;该蛋白二级结构主要有无规则卷曲和延伸链构件,并散布于整个蛋白。研究为进一步研究枸杞果实酸性转化酶基因调控蔗糖代谢途径机理提供理论参考。     

木薯MADS-box基因克隆及其响应乙烯信号的表达模式分析

利用电子克隆技术从木薯基因组DNA中获得1个MADS-box基因,对其理化性质进行分析,并对该蛋白响应激素信号进行研究.结果表明:该基因含有全长为687 bp的ORF,编码229个氨基酸.通过对该蛋白进行ProtScale程序预测表明,该蛋白可能为亲水性蛋白;理化性质分析表明,该蛋白相对分子量为26.1037 ku,等电点为6.87;跨膜结构域预测表明,该蛋白为非分泌型蛋白;亚细胞定位分析该蛋白可能定位于细胞核;磷酸化位点分析表明该蛋白能被丝氨酸激酶所磷酸化.运用定量PCR对该基因响应乙烯信号的表达模式进行分析,结果表明,该基因能够响应乙烯信号,并在外施乙烯12h时具有最高的表达量.本研究为进一步研究该基因响应乙烯信号影响木薯叶片的生长发育提供研究基础.     

小麦不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白预测及对比研究

【目的】通过对小麦3种不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白进行找寻及性质对比分析,为进一步找寻新型农药作用靶标奠定理论基础。【方法】选择已经公布全基因组序列的3种小麦营养型病原真菌,基于GPCR蛋白所具有的7重跨膜结构典型特征,利用3种蛋白跨膜在线预测程序(TOPCONS、TMHMM、Philius)对上述病原真菌的候选GPCR蛋白开展找寻,以及候选GPCR蛋白序列长度、理论等电点、不稳定系数、最强亲(疏)水性残基等特征和遗传关系进行对比分析。【结果】小麦白粉病菌、叶枯病菌、叶斑病菌中分别含有候选GPCR蛋白11、32、69个,蛋白序列平均长度为396 aa。蛋白的理论等电点平均值在8.78左右,不稳定系数在40左右,亲水性在-2.70左右,疏水性在3.20左右,而最强亲(疏)水性氨基酸残基分布不一致。上述112个候选GPCR蛋白按遗传关系聚为三大类,分别具有71、36、5个蛋白。【结论】小麦不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白数量以活体型真菌数量最少,死体型真菌数量最多,半活体型真菌介于两者之间。不同候选GPCR蛋白在理论等电点、不稳定系数等理化性质及遗传关系等方面具有一定同质性特征...     

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。     

沙田柚乙烯应答因子的鉴定和生物信息学分析

利用高通量测序对沙田柚自交和异交花柱进行转录组测序,通过差异分析得到了沙田柚乙烯应答因子基因序列。采用生物信息学方法,对其编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、高级结构以及功能域等方面进行了预测和分析。该基因全长为1013 bp(Gen Bank登录号为MG905213),开放阅读框(ORF)全长498 bp,编码的蛋白质含166个氨基酸。编码蛋白质的相对分子量为18.45 k Da,理论等电点为7.90。该蛋白质具有一个与AP2 superfamily蛋白相同的保守结构域,为亲水性非分泌不稳定蛋白,不属于跨膜运动,共有24个可能的磷酸化位点。氨基酸序列分析表明,该基因编码的蛋白质与芸香科的甜橙(Citrus sinensis,XP-006467696.1)和克莱门柚(Citrus clementina,XP-006449381.1)的AP2蛋白的同源性分别为100%和98%。系统进化树表明,沙田柚的乙烯应答转录因子与甜橙和克莱门柚亲缘关系很近,属于同一进化分支。     

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。     

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。     

水稻生育后期蛋白质组差异表达的图谱分析

从蛋白质组学角度对水稻生育后期的叶片蛋白质组变化进行了研究,利用Imagemaster 2D Elite 5.0软件对所得到的双向电泳图谱进行分析比较,以揭示水稻叶片蛋白质组的表达差异。结果表明,经图谱分析共得到差异蛋白质点47个,其中孕穗期及抽穗期新增蛋白质点6个,21个随生育进程表达丰度增加,6个蛋白质点表达丰度逐渐减弱,其它14个蛋白质点呈无规则变化,多表现为在某个生育时期具有峰值;蛋白质是细胞功能执行者,受细胞功能或细胞环境变化的影响,因此,上述蛋白质发生变化的原因可能与水稻后期的发育转变有关系。     

14个物种RPSA基因编码区生物信息学分析

采用生物信息学方法比较分析了大熊猫、牛、家犬、马、原鸡、人、猕猴、小家鼠、兔、绵羊、黑猩猩、毛猩猩、褐家鼠和野猪RPSA基因编码区(CDS)的遗传多样性,并对该基因编码的氨基酸序列、蛋白质二级结构和结构功能域进行预测和分析。结果表明,在来自14个物种的84条基因序列中检测到338个多态位点,共发现42种单倍型,物种间及物种内RPSA基因编码区存在较丰富的遗传多样性。RPSA基因编码蛋白质等电点均低于6,呈酸性;蛋白质二级结构的主要结构元件是α-螺旋和无规则卷曲,有一个保守结构域。     

大丽轮枝菌分泌蛋白提取方法比较

【目的】采用超滤法（UF）、三氯乙酸沉淀法（TCA）、离子交换富集法（IEX）分别从大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）高致病性菌株VdG1培养上清液中提取分泌蛋白,对提取样品进行质谱鉴定。寻找适合大丽轮枝菌分泌蛋白的提取方法,为大丽轮枝菌分泌蛋白组深入研究奠定基础。挖掘大丽轮枝菌分泌蛋白中潜在的致病相关蛋白,为其深入功能验证及致病机理研究提供平台。【方法】3种方法提取大丽轮枝菌VdG1分泌蛋白,shot-gun方法进行质谱鉴定。利用生物信息学软件WoLFPSORT、SignalP、TMHMM、PHOBIUS对其中经典分泌蛋白进行预测。通过CAZy和PHI数据库进行经典分泌蛋白中碳水化合物水解酶（CAZy）和病原菌寄主互作因子（PHI）注释,BLASTp软件进行RxLx、LysM、Cys Pattern等模体蛋白比对分析。提取的蛋白样品接种感病棉种（军棉1号）进行样品生物学活性及致病性检测。【结果】TCA法、IEX法和UF法制备大丽轮枝菌分泌蛋白,其提取效率分别为1.18、0.96和0.56 mg?L-1。SDS-PAGE电泳检测显示UF法提取的蛋白样品条带少而模糊。而TCA法和IEX法提取的蛋白样品条带较多,样品的纯度也较高;经生物信息学软件预测分析,提取的蛋白样品中含有经典分泌蛋白分别为124、112和75个;质谱鉴定的分泌蛋白中含有潜在致病因子分别为98、85和57个;另外,IEX法制备大丽轮枝菌分泌蛋白效果较好,具有小分子偏好性,且能够保持样品的生物学活性,该蛋白样品接种棉花叶片能够引起萎蔫、坏死的症状。【结论】3种方法提取大丽轮枝菌分泌蛋白,UF法提取效率最低,纯度最差,蛋白数量最少,蛋白样品中含有潜在的毒素蛋白数量也最少,而且对于大体积处理相当耗时。TCA法和IEX法都适合大丽轮枝菌分泌蛋白的制备,但是TCA法制备过程中不能保持样品的生物学活性,后续适合于2-D电泳检测等试验。IEX法首次应用于病原菌分泌蛋白的制备,操作简单、方便,全部过程均由仪器系统完成。制备的大丽轮枝菌分泌蛋白具有生物学活性,能够引起棉花叶片的萎蔫、坏死病症。另外,数据库及软件比对分析发现大丽轮枝菌分泌蛋白组中含有CAZy酶类61个、PHI相关蛋白38个、RxLx模体蛋白13个、LysM模体蛋白1个、Cys Pattern的模体蛋白15个、VdNEP蛋白家族2个。该结果将为致病相关蛋白的筛选和深入功能验证提供重要依据。     

Proteomic analysis of pathogen-responsive proteins from maize stem apoplast triggered by Fusarium verticillioides

During the attack of a pathogen, a variety of defense-associated proteins are released by the host plant in the apoplast to impede the perceived attack. This study utilized the mass spectrometry (LC-MS/MS) and label-free quantification method to analyze the apoplastic fluid (APF) from maize stalk and identified the proteins responsive to the Fusarium verticillioides infection. We have identified 742 proteins, and among these, 119 proteins were differentially accumulated (DAPs), i.e., 35 up-regulated, 18 down-regulated, and 66 proteins were only induced by the pathogen infection. The differentially accumulated proteins were analyzed for their Gene Ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes (KEGG) pathway enrichment. The highly enriched Biological Process (BP) term was the L-serine biosynthesis process, whereas the most enriched Molecular Function (MF) term was the cysteine-type endopeptidase inhibitor activity. It was also found that the pathways related to the biosynthesis of amino acid, biosynthesis of secondary metabolites, protein processing in the endoplasmic reticulum, and carbohydrate metabolic pathways were significantly enriched. Moreover, 61 out of 119 differentially accumulated proteins were predicted as secretory proteins. The secretory pathways analysis showed that a greater number of proteins were secreted through the conventional secretion system compared to the unconventional secretion system. The identified secreted proteins were related to a variety of pathways in defense responses including cell redox homeostasis, cell wall modification, signal transduction, carbohydrate metabolism, binding proteins (metal ion binding, RNA binding and heme-binding), maintenance and stabilization of other proteins, indicating a complex response from the plant to the fungal infection. Our data suggested that a number of host proteins belonging to various pathways have been modulated in the apoplastic region.     

小鼠胚胎发育不同阶段肝脏差异蛋白质组分析

利用固相pH梯度双向凝胶电泳技术分离胎龄12,13,14,16,18d的胎鼠及成鼠肝脏总蛋白,考染显色．PDQuest2DE软件分析获得6个不同发育时期的蛋白质表达谱。从总体看,14,16,18d胎鼠与成鼠肝脏的蛋白质表达谱较为一致,而12d和13d的肝脏蛋白质表达谱则与它们有较明显的差异,其蛋白质表达量显著降低,许多蛋白甚至缺失。以18d的胎肝图谱为参考,14,16d与其匹配率分别为57％,61％,成鼠与其匹配率为69％。与18d胎肝图谱相比,14d表达上调3倍以上的点有27个,16d表达上调3倍以上的点有13个,成鼠表达上调3倍以上的点有15个。并应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱对14个差异蛋白质进行分析鉴定,经数据库查询,其中6个蛋白点获得了有意义的结果,分别为细胞周期依赖激酶调节亚基1、凡科尼蛋白、酪氨酸蛋白激酶BLK、通用转录因子3C多肽4、TBC1家族因子13、巨噬细胞受体MARCO。研究结果表明,在小鼠胚胎发育过程中,肝脏合成蛋白的种类和数量均迅速增加,并且细胞的增殖和生长、免疫功能的发育和完善以及蛋白质与核酸的合成和运输在其胎肝发育过程中起着非常重要的作用。     

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。     

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.     

嘉兴市餐厨废弃物秋冬理化特性

[目的]明确嘉兴市餐厨废弃物秋冬理化特性。[方法]针对餐厨废弃物一日三餐随季节的变化情况,跟踪分析其含水率、挥发性固体(VS)、总固体含量(TS)、氨氮、总氮(TN)、总碳(TC)及p H,分析餐厨废弃物性质变化对后续加工处理的要求。[结果]嘉兴市餐厨废弃物的含水率为70%左右;TS和VS值均为0.1~0.5;TC含量为70~80 mg/L;TN含量为6~16 mg/L;p H略偏酸性(6~7)。[结论]试验结果为后续的餐厨废弃物的资源化提供了理论依据。