不同物种TYRP2基因完整编码区生物信息学分析

应用生物信息学和比较基因组学方法,比较分析了人、毛猩猩、绵羊、牛、猪、马、犬、斑马鱼、大熊猫、小家鼠、褐家鼠、鸭嘴兽、非洲爪蟾、原鸡、绿头鸭、斑胸草雀、黑猩猩、恒河猕猴、狨、灰短尾负鼠和兔21个物种TYRP2基因完整编码区(CDS),并对其遗传多样性、分子系统发育、编码蛋白的氨基酸序列、信号肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、二级结构等进行了预测。结果表明,从21个物种的42条基因序列检测到741个多态位点,共生成26种单倍型。物种间TYRP2基因序列编码区存在较丰富的遗传多样性,物种内该基因序列编码区则存在较强的保守性。TYRP2基因密码子有较强的偏爱性。根据核苷酸歧异度和遗传分化系数对物种的亲缘关系进行分析,结果表明,人与黑猩猩亲缘关系最近,小家鼠和褐家鼠亲缘关系最近。TYRP2基因多肽存在信号肽,有跨膜结构域,表现为疏水性,二级结构的主要组成元件为无规卷曲和α螺旋。     

不同物种RAB27A基因完整编码区生物信息学分析

应用比较基因组学和生物信息学方法比较分析了人、黑猩猩、恒河猴、家鼠、挪威鼠、狗、猪、牛、马、短尾负鼠、鸡和非洲爪蛙RAB27A基因完全编码区(cds),并对该基因的遗传多样性及分子系统发育进行了分析。结果表明,来自12个物种的52条基因序列检测到239个多态位点,共生成17种单倍型。RAB27A基因物种内保守性较强,但在物种间核苷酸多样性和氨基酸多样性相对丰富。     

梅花鹿GHR基因完整编码区序列生物信息学分析

为了研究梅花鹿生长激素受体基因的结构和功能,从GenBank中下载梅花鹿、牛、山羊、猪、北极狐、大熊猫、人、猕猴、小鼠、大鼠、鸡、家鹅、绿头野鸭及金鱼的生长激素受体基因完整编码区及氨基酸序列,对梅花鹿与其他13个物种生长激素受体基因的完整编码区及其编码氨基酸序列进行相似性比对,并基于氨基酸序列构建系统进化树,利用BioEdit 7.0等软件对梅花鹿生长激素受体基因的碱基组成及其编码蛋白的理化性质和结构特征进行生物信息学分析。结果表明,梅花鹿与山羊、牛的生长激素受体基因氨基酸序列相似性较高,亲缘关系最近;梅花鹿生长激素受体基因完整编码区长度为1 905bp,编码634个氨基酸,A+T含量高于G+C;其编码的蛋白是一种分子质量为70.927 8ku、等电点为4.56的疏水性不稳定酸性蛋白;该蛋白含有1个信号肽,属于一种分泌型蛋白;存在1个强跨膜区、36个广泛磷酸化位点,二级结构元件以无规则卷曲为主。研究结果可为梅花鹿生长激素受体基因的进一步分析提供详细的生物信息学基础资料。     

不同物种Mitf基因编码区生物信息学分析

[目的]对不同物种Mitf基因编码区（CDS）进行生物信息学分析。[方法]采用生物信息学方法分析了小家鼠、褐家鼠、人、黑猩猩、狨、毛猩猩、猕猴、家马、大熊猫、野猪、原鸡和非洲爪蟾Mitf基因编码区的遗传多样性,并对Mitf氨基酸序列、组成成分、导肽、信号肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级结构和结构域进行预测和推断。[结果]在12个物种的37条Mitf基因CDS序列中,共检测到466个多态位点,生成16种单倍型,Mitf基因序列编码区在种内及种间存在丰富的遗传多样性;Mitf蛋白理论等电点均低于7,呈酸性,N端无信号肽,无跨膜结构域,肽链表现为亲水性;蛋白质二级结构的主要元件为α-螺旋和无规则卷曲,有2个保守结构域。[结论]该研究为探明Mitf基因在不同种间和种内的遗传分化,进而为相关黑色素基因的遗传学和进化分析奠定了基础。     

不同物种Atrn基因编码区生物信息学分析

采用生物信息学的方法分析了人、牛、野牦牛、小须鲸、水牛、狼、狨、狨鼠、白犀牛、星鼻鼹鼠、犰狳、小马岛猬、埃氏象鼩、猫、裸隐鼠、食蟹猴、猕猴、雪貂、小家鼠、长臂猿、中央狐蝠、褐家鼠、野猪、松鼠等24个物种Atrn基因编码区(CDS),并对该基因核苷酸多样性及氨基酸序列进行了分析和预测。结果表明,Atrn基因序列编码区的种内、种间存在丰富的遗传多样性,来自24个物种的61条基因序列中共检测到多态位点899个,生成31种单倍型。Atrn蛋白N端存在信号肽和跨膜区,属于定位于生物膜上的膜蛋白或分泌蛋白。Atrn蛋白为不稳定的亲水性蛋白,理论等电点为7.17,Atrn蛋白呈弱碱性,蛋白质二级结构主要结构元件是无规则卷曲和α-螺旋。     

不同物种CDK5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东非狒狒、黑猩猩、裸鼢鼠、牛、欧洲雪貂、人、灰鼠猴、大猩猩、长臂猿、猪CDK5基因编码区(CDS)的遗传多样性。结果表明,来自10个物种的47条基因序列中检测到个532多态位点,共生成30种单倍型,物种间及物种内CDK5基因序列编码区存在较丰富的遗传多样性;理论等电点均大于6,N端无信号肽,无跨膜结构域,肽链表现为亲水性;蛋白质二级结构主要结构元件是α-螺旋、无规则卷曲。     

不同物种FABP3基因编码区及蛋白生物信息学分析

利用生物信息学和比较基因组学方法对猪、小家鼠、褐家鼠、人、黑猩猩、牛、羊、原鸡、热带爪蟾、非洲爪蟾、斑马鱼、粗尾婴猴、东非狒狒、家猫、狗、野马、普通狨等21个物种的FABP3基因编码区及蛋白质进行分析,探究该基因在种内及种间的遗传分化关系,并全面了解不同物种FABP3蛋白的理化性质、结构、功能位点等。结果表明:21个物种47条编码区共检测到210个多态位点、28种单倍型,不同物种间的核苷酸歧义度、净遗传距离和遗传分化指数的变化范围很大,FABP3基因编码区在种内及种间均存在遗传变异。FABP3蛋白为酸性蛋白,具疏水性,较稳定,是一种定位于细胞质或细胞器(除内质网和线粒体)基质中的非分泌蛋白,其二级结构主要为β-折叠、α-螺旋和自由卷曲。野猪FABP3蛋白的主要结构为10条反平行β-折叠,且有一个重复的+1拓扑结构包绕着一个配基结合位点,属于Calycin结构超家族。其功能保守区为第7~24位氨基酸,推测其主要功能为结合脂肪酸等疏水性分子或有机阴离子。     

白菜CRM基因家族的生物信息学分析

CRM(Chloroplast RNA splicing and ribosome maturation)蛋白结构域参与调控植物线粒体和叶绿体内包含Ⅱ型内含子基因的剪接.研究利用生物信息学的方法,对白菜(Brassica rapa,AA,2n=20)CRM基因家族的基因数量、保守基序、进化关系、氨基酸等电点以及表达量差...     

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。     

植物次生代谢产物生物反应器研究进展

植物次生代谢产物生物反应器是植物生物反应器的一种,通过代谢调控及代谢工程等现代生物技术手段在分子水平上对植物原有次生代谢途径进行遗传改造达到提高植物中有用次生代谢产物含量的目的。随着越来越多植物次生代谢途径的不断解析,植物次生代谢产物生物反应器的研究和应用前景越来越广阔。以萜类和生物碱类等次生代谢产物为代表,简述了植物次生代谢产物生物反应器的研究进展及展望。     

秋茄WRKY基因家族的生物信息学分析

WRKY蛋白在植物胁迫响应和应答过程中发挥着重要作用。秋茄生长环境恶劣,生存压力使其进化出极强的胁迫响应能力,对各种胁迫的响应是决定秋茄逆境生存的重要因素。目前,关于秋茄WRKY基因家族的研究报道较少。对秋茄WRKY基因家族进行全面的研究,共鉴定出71个KcWRKY基因。结构域分析和进化分析结果表明,KcWRKY基因高度保守且分为3组。保守基序分析结果表明,同组的KcWRKY基因基序分布一致而组间差异显著,说明同组的KcWRKY基因可能具有相似的功能。染色体定位和复制关系表明,71个KcWRKY基因不均匀分布在秋茄基因组18条染色体上,存在4对串联重复基因和大量片段复制基因,这些基因可能在秋茄胁迫响应进化历程中发挥了重要作用。根据KcWRKY基因在不同器官的表达模式推测KcWRKY71参与调节编码线粒体和叶绿体蛋白的胁迫响应,KcWRKY66参与秋茄叶和果衰老的调节。本研究揭示了秋茄WRKY转录因子的基本结构与性质,研究结果能为后续深入研究秋茄WRKY转录因子的功能奠定基础。     

不同植物半胱氨酸蛋白酶及其基因的生物信息学分析

采用生物信息学方法对GenBank中已经登录的10种植物的半胱氨酸蛋白酶(Cysteine Protease,CP)基因和氨基酸序列进行了解析,对其组成成分、理化性质、翻译后修饰位点、二级结构、亚细胞定位和分子进化等进行了预测和推断。结果表明:10种植物CP的基因全长在1053¹443 bp,编码3501443 bp,编码350⁴80个氨基酸,在蛋白质N端存在信号肽;10种植物CP都具有酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和N端肉豆蔻酰化修饰位点;大多数植物CP具有N端糖基化位点和蛋白激酶C磷酸化位点;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;根据构建的CP系统进化树,不同科植物具有一定的亲缘关系。     

合作猪IFN-β基因编码区克隆及生物信息学分析

克隆合作猪干扰素β(Interferon-beta, IFN-β)基因的编码区序列(Coding region sequence, CDS),预测分析其结构与功能。以NCBI/GenBank中猪IFN-β(登录号:NM_001003923.1)的序列设计特异性引物,通过TA克隆技术得到合作猪 IFN-β基因完整CDS区,用生物信息学方法对其进行分析。结果表明,合作猪 IFN-β基因CDS区全长561 bp,编码186个氨基酸,与参考序列相比,其编码区的第177位点处的C突变为T,为同义突变。分子质量约为21.95 ku,理论等电点(PI)为4.93,不稳定系数为62.91,平均疏水性为-0.172;二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,三级结构与二级结构预测基本一致。合作猪与巴马猪、梅山猪和疣猪 IFN-β核酸序列的相似性为99.47%、99.82%和98.75%。进化树结果表明,合作猪与梅山猪亲缘关系最近。合作猪IFN-β属于干扰素ab超家族,是不稳定的酸性亲水性蛋白,含有信号肽和跨膜区。     

猪HIF-1α基因启动子区及编码区的生物信息学分析

利用生物信息学方法,对NCBI中公布的猪缺氧诱导因子HIF-1α基因的5′端上游2 000 bp长度的候选启动子区进行了核心启动子及转录结合位点的预测;同时对其所编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、跨膜结构域、信号肽、高级结构及进化关系进行了分析。结果显示：猪HIF-1α基因5′端上游存在潜在启动子区,存在CpG岛,存在多个转录因子结合位点,编码的蛋白为亲水性蛋白;蛋白质等电点为5.11,共由824个氨基酸组成,含量最高的为亮氨酸。HIF-1α蛋白主要定位于细胞核内,不存在跨膜结构域,为非跨膜蛋白,不存在信号肽,二级结构主要为α-螺旋及无规卷曲。此外通过对猪HIF-1α基因序列的同源性比较发现,与猪HIF-1α基因同源性最近的是绵羊,同源性最远的是原鸡。此研究为猪HIF-1α基因结构和功能的探索提供了一定的理论依据。     

植物花青素生物合成途径相关基因研究进展及其基因工程修饰

对植物花青素生物合成及调控基因的研究进展、基因工程在调控花青素合成途径中的应用进行了综述。植物花青素生物合成属次生代谢途径,对该途径关键酶基因的调控可降低或提高目标化合物的产量,可通过调控植物次生代谢的方式对植物进行遗传改良。对植物通过积累花青素来适应紫外线辐射、防卫害虫及真菌侵害的分子机制进行研究,有助于培育抗病、抗逆的植物新品种。     

天祝白牦牛MSTN基因编码区克隆及生物信息学分析

为探讨天祝白牦牛MSTN基因的分子结构特征,通过PCR扩增和测序技术以及生物信息学分析工具对天祝白牦牛MSTN基因进行克隆、测序及相关生物信息学分析。结果表明,天祝白牦牛MSTN基因编码区序列全长1 128 bp,编码375个氨基酸残基;天祝白牦牛MSTN基因编码蛋白分子量42.55 ku,理论等电点为6.14;生物信息学预测发现,天祝白牦牛MSTN蛋白是不稳定的亲水蛋白,mRNA二级结构的最小自由能为-1 135.16 k J·mol~(-1),蛋白质二、三级结构均是以无规卷曲和延伸链为主的混合型蛋白。天祝白牦牛MSTN基因的成功克隆为进一步研究牦牛MSTN的遗传特性和生理机制奠定了基础。     

不同植物半胱氨酸蛋白酶及其基因的生物信息学分析

采用生物信息学方法对GenBank中已经登录的10种植物的半胱氨酸蛋白酶(Cysteine Protease,CP)基因和氨基酸序列进行了解析,对其组成成分、理化性质、翻译后修饰位点、二级结构、亚细胞定位和分子进化等进行了预测和推断。结果表明:10种植物CP的基因全长在1053~1443 bp,编码350~480个氨基酸,在蛋白质N端存在信号肽;10种植物CP都具有酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和N端肉豆蔻酰化修饰位点;大多数植物CP具有N端糖基化位点和蛋白激酶C磷酸化位点;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;根据构建的CP系统进化树,不同科植物具有一定的亲缘关系。     

盐角草PsaH基因的克隆及生物信息学分析

【目的】从盐生植物盐角草(Salicornia europaea)中克隆得到一个参与光合反应光系统I(PSI)复合蛋白H亚基的Psa H基因,分析该基因进行生物信息学,为研究该基因的作用奠定基础并为改良作物耐盐性分子育种提供候选基因。【方法】以盐生植物盐角草为实验材料,采用RT-PCR方法克隆Psa H基因,利用NCBI、MEGA、Expasy等生物信息学工具对其核酸序列、编码的氨基酸序列及蛋白质的结构和功能进行分析。【结果】克隆得到一个与耐盐有关的基因,命名为Se Psa H,属于光系统I(PSI)家族H亚基成员,其开放阅读框(ORF)为438 bp,基因编码145个氨基酸,预测蛋白分子量为15.3 k D,等电点9.84,是亲水性蛋白;系统进化树分析表明其与菠菜亲缘关系较近,通过对该蛋白保守性分析发现其含有4个保守性结构域。【结论】获得盐角草Se Psa H基因,为进一步研究该基因耐盐功能及其在盐生植物耐盐机制中的作用提供了基础。     

不同植物无色花青素还原酶及其基因的生物信息学分析

对9种不同植物的无色花青素还原酶及其基因进行生物信息学分析,探索该蛋白的结构并预测LAR的功能。通过生物信息学软件对Gen Bank中已经登录的不同植物LAR基因和氨基酸序列进行分析,对其组成成分、理化性质、翻译后修饰位点、功能域、二级结构、亚细胞定位、分子进化等进行预测和推断。结果表明,9种植物无色花青素还原酶基因全长在1.0~1.2 kb,编码342~391个氨基酸,不具有信号肽;9种植物LAR都具有蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和N-端肉豆蔻酰化位点,个别植物LAR具有N-端糖基化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点和c AMP和c GMP依赖蛋白激酶磷酸化位点;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;进化分析表明禾本科的玉米与其他科植物亲缘关系较远。