AT-hook基因AHL27过量表达延迟拟南芥开花

拟南芥中有29个被称为AHL的蛋白质 (AT-hook motif nuclear localized protein),但是大多数AT-hook蛋白的功能未知,其中AHL27蛋白含有一个AT-hook基序和一个PPC结构域。AHL27在不同器官的mRNA表达和GUS 组织化学染色分析表明,AHL27主要在根和花中表达;GFP-AHL27亚细胞定位显示AHL27蛋白是一个核定位蛋白。AHL27基因的过量表达,可抑制开花基因FT的表达,同时促进FLC的表达,从而延迟拟南芥在长日和短日条件下的开花时间。研究表明,AHL27基因在拟南芥的生长发育中起重要作用。     

鸡传染性支气管炎病毒中国分离株LH2/01/10纤突蛋白基因的遗传变异

 对传染性支气管炎病毒LH2/01/10的S1和S2基因分别进行RT-PCR扩增、克隆和序列测定。结果表明,其S基因由3 495个核苷酸组成,编码的多肽由1 164个氨基酸残基组成。S蛋白的切割识别位点氨基酸组成为组氨酸-精氨酸-精氨酸-精氨酸-精氨酸(HRRRR)。推测其裂解后形成的S1和S2亚单位中,S1由539个氨基酸残基组成,S2由625个氨基酸残基组成。序列分析发现:LH2/01/10与Beau、M41、CU-T2、D1466、DE072、Holte、Gray、Ark99、Conn、H52、KB85     

普通小球藻八氢番茄红素合成酶基因psy的cDNA克隆及生物信息学分析

通过RACE-PCR首次克隆获得了普通小球藻(Chlorella vulgaris)中八氢番茄红素合成酶编码基因psy的cDNA全长序列。该序列全长1605 bp,包括1245 bp开放阅读框,编码415个氨基酸。氨基酸序列对比及系统发生分析表明其与其它物种的PSY蛋白具有同源性,与绿藻聚集一支,与小球藻Chlorella variabilis、原壳小球藻 Auxenochlorella protothecoides和佐夫色绿藻Chromochloris zofingiensis的遗传距离最近(分别为0.173、0.188和0.239),并具有较高的相似性(81% ~ 84%)和一致性(69% ~ 76%)。亚细胞定位预测表明C. vulgaris PSY前45个氨基酸残基为叶绿体转运肽,可能引导翻译后的肽链进入叶绿体。保守区块、特征基序分析及三维建模显示,序列中具有多个潜在的蛋白质修饰位点,以及PSY蛋白的保守区块和特征基序,包括两个保守的底物-镁离子结合位点和两个活性位点遮蔽残基,用于结合底物及保护催化反应中间产物;C. vulgaris PSY蛋白中还具有一个特异的底物-镁离子结合位点,其活性和功能还未知。总之,研究结果揭示了普通小球藻psy基因的cDNA全长序列及可能的蛋白质序列结构特性,结果可为构建过表达载体,提高类胡萝卜素产量提供相关信息。     

普通小球藻八氢番茄红素合成酶基因psy的cDNA克隆及生物信息学分析

通过RACE-PCR首次克隆获得了普通小球藻(Chlorella vulgaris)中八氢番茄红素合成酶编码基因psy 的cDNA全长序列.该序列全长1 605 bp,包括1 245 bp开放阅读框,编码415个氨基酸.氨基酸序列对比及系统发生分析表明其与其他物种的PSY蛋白具有同源性,与绿藻聚为一支,与小球藻(Chlorella variabilis)、原壳小球藻(Auxenochlorella protothecoides)和佐夫色绿藻(Chromnochloris zofingiensis的遗传距离最近(分别为0.173、0.188和0.239),并具有较高的相似性(81％ ～ 84％)和一致性(69％ ～ 76％).亚细胞定位预测表明普通小球藻PSY前45个氨基酸残基为叶绿体转运肽,可能引导翻译后的肽链进入叶绿体.保守区块、特征基序分析及三维建模显示,序列中具有多个潜在的蛋白质修饰位点,以及PSY蛋白的保守区块和特征基序,包括两个保守的底物-镁离子结合位点和两个活性位点遮蔽残基,用于结合底物及保护催化反应中间产物;普通小球藻PSY蛋白中还具有一个特异的底物-镁离子结合位点,其活性和功能还未知.总之,研究结果揭示了普通小球藻psy基因的cDNA全长序列及可能的蛋白质序列结构特性,结果可为构建过表达载体,提高类胡萝卜素产量提供相关信息.     

野蚕孵化酶基因的克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR法从野蚕胚胎中克隆了一个885 bp孵化酶基因,命名为BmandHE(GenBank登录号:JN620366)。BmandHE ORF编码294个氨基酸残基,蛋白分子质量为33.57 kD,等电点为5.55。在BmandHE N-端存在16个氨基酸的信号肽,BmandHE序列含有锌指结合序列、Met-转角基序等孵化酶保守功能区域和构成孵化酶二级结构骨架的4个半胱氨酸残基。BmandHE与其他动物孵化酶氨基酸序列的相似性为30.4%～97.1%。进化分析表明,野蚕与昆虫家蚕、柞蚕、家蚊聚为一类,亲缘关系比较近。     

小麦ABA受体基因TaPYL9的克隆和表达分析

为了了解小麦ABA受体基因TaPYL9(Pyrabactin resistance like 9)在非生物胁迫下的功能,通过同源克隆法获得小麦TaPYL9基因,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测该基因在ABA、NaCl和PEG处理下的表达情况。结果表明,TaPYL9 cDNA全长1 173 bp,开放阅读框618 bp,编码1个包含205个氨基酸残基的不稳定的亲水蛋白,该蛋白以α-螺旋为主,含有1个由2个α-螺旋和7个β-折叠组成的PYL螺旋手柄结构;TaPYL9蛋白与山羊草AsPYL9-like蛋白亲缘关系最近,与拟南芥AtPYL9蛋白属于同一亚族;TaPYL9蛋白和AsPYL9-like蛋白保守基序相同,与拟南芥13个PYL中的AtPYL9蛋白的保守基序相似性最高;TaPYL9在ABA、NaCl和PEG处理下总体上表达量上升。综上,TaPYL9为小麦ABA受体蛋白,对ABA敏感,可能参与小麦高盐和干旱胁迫应答的调控。     

奥利亚罗非鱼DMRT1基因推导蛋白的结构和功能预测

利用生物信息学的方法对DMRT1基因推导的氨基酸序列进行结构特征和功能域预测分析,探讨了DMRT1的信号肽、亲/疏水性、跨膜拓扑结构、卷曲螺旋结构、基序、功能域及高级结构.结果表明: DMRT1基因推导蛋白不含螺旋卷曲区域,没有信号肽,是一个非跨膜的亲水性稳定蛋白,该蛋白以游离形式存在于细胞质内,不会发生跨膜运动.DMRT1基因推导蛋白包含两个相同的保守的功能结构域,分别行使性别调控,使DNA形成二聚体和结合回纹结构的功能.DMRT1基因推导蛋白含有多个磷酸化位点,推测它可能在细胞信号传导中发挥作用,且其生物活性可能接受信号途径中多种信号的调控.DMRT1的高级结构中含有两个α-螺旋区域.以上结论为实验室研究奥利亚罗非鱼DMRT1基因编码蛋白的功能,为明确DMRT1基因与性别调控的关系奠定了基础.     

有关序列特异性DNA结合蛋白的一些最新研究进展

本文对有关序列特异性DNA结合蛋白的最新研究情况作了叙述。在其结构研究中 ,介绍了同源结构域的拓扑学结构 ,同源结构域上的氨基酸基序 ,共价和非共价二聚结构域。在其作用研究中 ,介绍了非放射标记的凝胶阻滞分析法 ,C/EBP调节启动子活性的机制 ,雌激素受体在前转录起始复合物形成中的作用以及一种新的人SPI激活转录必需的共激活因子———CRSP复合物。在编码基因与其DNA序列上的结合位点研究中 ,介绍了荧光原位杂交技术进行染色体定位 ,C/EBP家族在小鼠的乳腺泌乳期和回复期的表达 ,HNF— 1结合位点对SI基因启动子上葡萄糖阻遏作用的操纵 ,看家基因人S6核糖体蛋白基因的转录调节元件的功能     

小菜蛾性信息素与性信息素结合蛋白、受体蛋白结合机理研究

【目的】研究小菜蛾性信息素与性信息素结合蛋白、受体蛋白之间作用的关键氨基酸残基和作用力类型,揭示小菜蛾识别性信息素的分子机制,为开发新型性诱剂和小菜蛾的无害化防治提供新思路。【方法】运用Discovery Studio 2.5对小菜蛾性信息素结合蛋白PxylPBP2和受体蛋白PxylOR4进行同源建模,运用程序包中LibDock模块进行分子对接,运用Calculate Energy模块计算复合物结合自由能,分析性信息素Z9-14∶AC与PxylPBP2和PxylOR4的结合模式及相互作用力。【结果】Thr9是PxylPBP2与Z9-14∶AC形成氢键的关键氨基酸残基,Z9-14∶AC易与PxylOR4中的Leu残基产生疏水作用力;PxylPBP2与Z9-14∶AC结合的主要驱动力是静电力,PxylOR4与Z9-14∶AC结合的主要驱动力是范德华力,溶剂化能均抑制Z9-14∶AC与PxylPBP2和Z9-14∶AC与PxylOR4的结合。【结论】小菜蛾性信息素受体蛋白和性信息素结合蛋白在识别和结合性信息素分子方面存在明显差异,性信息素受体蛋白与性信息素反应更灵敏、形成的复合物更稳定。     

植物U-box蛋白研究进展

U-box结构是真核生物体内尤其是植物中广泛存在的一种高度保守的基序,其构象与RING-finger极其相似,两者都能发挥泛素连接酶E3的作用,促进底物蛋白泛素化降解。U-box基序还是泛素链聚集酶E4最主要的功能因子。在植物体内U-box经常与ARM重复耦联形成U-box/ARM结构,影响蛋白-蛋白互作,参与信号传导级联反应。许多植物U-box蛋白(PUB)能有效提高植株对干旱、高盐、异常温度等非生物胁迫的抵抗能力。此外,在植物对许多病原物的抗病反应中也需要U-box蛋白的参与。     

DNA binding by proteins

Study of proteins that recognize specific DNA sequences has yielded much information, but the field is still in its infancy. Already two major structural motifs have been discovered, the helix-turn-helix and zinc finger, and numerous examples of DNA-binding proteins containing either of them are known. The restriction enzyme Eco RI uses yet a different motif. Additional motifs are likely to be found as well. There is a growing understanding of some of the physical chemistry involved in protein-DNA binding, but much remains to be learned before it becomes possible to engineer a protein that binds to a specific DNA sequence.     

Zinc finger-DNA recognition: crystal structure of a Zif268-DNA complex at 2.1 A

The zinc finger DNA-binding motif occurs in many proteins that regulate eukaryotic gene expression. The crystal structure of a complex containing the three zinc fingers from Zif268 (a mouse immediate early protein) and a consensus DNA-binding site has been determined at 2.1 angstroms resolution and refined to a crystallographic R factor of 18.2 percent. In this complex, the zinc fingers bind in the major groove of B-DNA and wrap part way around the double helix. Each finger has a similar relation to the DNA and makes its primary contacts in a three-base pair subsite. Residues from the amino-terminal portion of an alpha helix contact the bases, and most of the contracts are made with the guanine-rich strand of the DNA. This structure provides a framework for understanding how zinc fingers recognize DNA and suggests that this motif may provide a useful basis for the design of novel DNA-binding proteins.     

Convergence of Ets- and notch-related structural motifs in a heteromeric DNA binding complex

Analysis of the heteromeric DNA binding protein GABP has revealed the interaction of two distinct peptide sequence motifs normally associated with proteins located in different cellular compartments. The alpha subunit of GABP contains an 85-amino acid segment related to the Ets family of DNA binding proteins. The ETS domain of GABP alpha facilitates weak binding to DNA and, together with an adjacent segment of 37 amino acids, mediates stable interaction with GABP beta. The beta subunit of GABP contains four imperfect repeats of a sequence present in several transmembrane proteins including the product of the Notch gene of Drosophila melanogaster. These amino-terminal repeats of GABP beta mediate stable interaction with GABP alpha and, when complexed with GABP alpha, directly contact DNA. These observations provide evidence for a distinct biochemical role for the 33-amino acid repeats, and suggest that they may serve as a module for the generation of specific dimerization interfaces.     

Scissors-grip model for DNA recognition by a family of leucine zipper proteins

C/EBP is a sequence-specific DNA binding protein that regulates gene expression in certain mammalian cells. The region of the C/EBP polypeptide required for specific recognition of DNA is related in amino acid sequence to other regulatory proteins, including the Fos and Jun transforming proteins. It has been proposed that these proteins bind DNA via a bipartite structural motif, consisting of a dimerization interface termed the "leucine zipper" and a DNA contact surface termed the "basic region." An evaluation of the properties of conserved amino acids within the basic region of 11 deduced protein sequences, coupled with the observation that they are located at an invariant distance from the leucine zipper, has led to the formulation of a "scissors-grip" model for DNA binding. The architectural features of this model are well suited for interaction with directly abutted, dyadsymmetric DNA sequences. Data supportive of the model were obtained with chemical probes of protein: DNA complexes.     

Genomic structure and sequence polymorphism of E,E-alpha-farnesene synthase gene in apples (Malus domestica Borkh.)

Primer pairs were designed to amplify the genomic DNA sequence of the alpha-farnesene synthase (AFS) gene by PCR. The PCR products were sequenced, spliced and compared to cDNA sequences in the GenBank (accession No. AY182241). The genomic sequence and intron-exon organization of the AFS gene were thus obtained. The AFS genomic sequence has been registered in the GenBank (accession No. DQ901739). It has 6 introns and 7 exons, encoding a protein of 576 amino acids. The sizes of the 6 introns were 108 bp, 113 bp, > 1000 bp, 125 bp, 220 bp and 88 bp, and their phases were 0, 1, 2, 2, 0, 0, respectively. The sizes of the deduced amino acids of the 7 exons were 57, 89, 127, 73, 48, 83 and 99, respectively. The AFS protein contained three motifs: the RR(X8)W motif encoded by a sequence in exon 1, and the RxR motif and DDxxD motif encoded by two sequences in exon 4. After comparing the AFS genomic sequence (accession No. DQ901739) to the cDNA sequence (accession No. AY523409) in the GenBank, it was found that there were 6 single-nucleotide polymorphisms between the two sequences, four of which caused mutations at the amino acid level. Interestingly, one amino acid mutation (291R → RG) was found in the RxR motif, and further investigation is needed to determine whether the alpha-farnesene synthesis ability and superficial scald susceptibility of apples are influenced by this amino acid mutation and other mutations. __________ Translated from Acta Horticulturae Sinica, 2007, 34(4): 1003–1006[译自: 园艺学报]     

苹果WRKY基因家族生物信息学及表达分析

【目的】鉴定苹果（Malus domesticaBorkh.）基因组上132个WRKY基因,为研究苹果WRKY转录因子在非生物和生物胁迫以及生长和发育过程中的调控作用奠定相关理论基础,也为进一步分析苹果WRKY基因提供信息。【方法】利用HMMER 3.0软件,通过WRKY保守域全蛋白序列PF03106用于鉴定苹果WRKY基因。采用WebLogo 3、DNAMAN 5.0、MapInspect、MEME和MEGA5.1等软件对其蛋白序列进行生物信息学分析。采用RT-PCR技术检测苹果WRKY基因的组织表达情况。【结果】鉴定得到132个苹果WRKY基因。分组鉴定和进化树分析结果显示,苹果WRKY蛋白分为I、II和III类型,I组共有24个成员可进一步分为I-C和I-N亚组,其锌指结构是C₂H₂类型（CX₄CX_22-23HXH）。II组含有1个WRKY区域共有79个成员,可进一步分为II-a、II-b、II-c、II-d和II-e亚组,分别有8、12、31、14和14个成员,其锌指结构为C₂H₂类型（CX_4-5CX₂₃HXH）。III组共有29个成员,其锌指结构为C₂HC类型（CX₇CX_23-24HXC）;WRKY结构域分析显示,其高度保守,绝大多数都含有WRKYGQK七肽和锌指结构;染色体定位分析显示,苹果WRKY分布于苹果17条染色体中,呈不均匀分布。染色体1和9上分布最多,为13个;其次是染色体12,分布12个;染色体2、5和14分布最少,为4个;基因结构分析表明,MdWRKY基因家族多数由2-5个外显子组成,基因结构进化高度保守;保守元件分析表明,MdWRKY基因家族包含10个保守元件：元件1-6为WRKY盒;元件7-10为未知盒。MdWRKY基因家族都包含有WRKY盒,I组中含有2个WRKY盒,II-a和II-b亚组中含有未知元件8,III组中含有未知元件7和9。半定量结果显示,12个MdWRKY均在根、茎、叶、花和果中表达,且呈现出多种相对表达模式。【结论】苹果WRKY基因家族结构高度保守,可能参与调控苹果生长和发育等过程。     

荞麦ARF基因家族的鉴定及生物信息学分析

生长素响应因子(auxin response factor, ARF)基因应答了生长素信号,在植物生长发育中具有重要的调控作用。以荞麦基因组数据库为基础,利用BlastP比对程序共鉴定了21个荞麦ARF基因,并对其基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、保守基序、亚细胞定位、潜在磷酸化位点及系统进化关系进行了分析。基因结构分析表明,21个荞麦ARF基因均含有内含子,且不同基因间内含子数目存在较大差异。保守结构域分析显示,21个ARF蛋白均含有保守的B3和ARF结构域,部分ARF蛋白还含有Aux/IAA结构域。蛋白保守基序分析表明,21个ARF蛋白共有10个保守基序,基序长度在13~55个氨基酸之间。亚细胞定位分析表明,大多数ARF蛋白定位于细胞核,个别定位于叶绿体。潜在磷酸化位点分析显示,所有ARF蛋白均含有潜在的丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点,但各蛋白的不同磷酸化位点的数目差异较大。系统进化分析表明,21个ARF基因可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个亚家族,其中,Ⅰ亚家族可以进一步分为Ⅰa和Ⅰb两个家族,Ⅱ亚家族可以进一步分为Ⅱa和Ⅱb两个家族。研究结果为进一步克隆荞麦ARF基因及深入研究它们在荞麦中的功能提供了参考。