一个拮抗灰葡萄孢菌的AMP核苷酶基因的生物信息学分析

运用生物信息学工具和软件对一个从土壤宏基因组文库中获得的AMP核苷酶基因进行初步预测和分析,该基因的最大开放阅读框为612 bp,编码203个氨基酸,预测的蛋白质分子量为22.186 7 kDa,是一个小分子量疏水性脂溶蛋白,含有5个蛋白激酶C磷酸化位点,1个酪蛋白激酶磷酸化位点,3个N-豆蔻酰化位点,这些位点均与细胞内信号传导、蛋白定位以及黏附等过程有关,推测该基因可能在拮抗灰葡萄孢菌过程的信号转导和分子识别中发挥重要作用。     

牦牛MT-3基因生物信息学分析

利用生物基因组学数据库,对牦牛金属硫蛋白3基因进行生物信息学分析,从而预测MT-3基因编码产物的理化性质以及功能结构域,并构建MT-3同源基因的系统进化树。结果表明,牦牛MT-3基因含有1个513 bp的ORF,编码170个氨基酸。MT-3蛋白分子质量约为17 556.37 Da,理论等电点为5.68。MT-3编码产物的二级结构主要以β折叠和无规则卷曲为主,推测是非酶类蛋白质。MT-3具有神经生长抑制活性,通过清除自由基和NO,从而起到保护脑细胞的作用。     

人FOXP3基因的生物信息学分析

在正常生理和应激生物环境中,叉头转录因子3(FOXP3)是调节性T细胞发育和抑制功能的重要转录因子。试验利用生物信息学在线工具及软件对FOXP3蛋白的理化性质、蛋白晶体结构、翻译后修饰以及其相互作用蛋白等进行了研究。研究发现FOXP3蛋白复合物主要包含NFAT1 DNA结合域和与脱氧核糖核酸结合的FOXP3 FKH结构域,并且通过多种翻译后修饰影响FOXP3蛋白构象和与其互作蛋白的相互作用,最终改变FOXP3蛋白活性以调节Treg抑制特征。研究结果可为今后深入研究FOXP3如何调节Treg抑制的新方法和增强自身免疫性疾病免疫耐受的新疗法提供参考。     

植物黄烷酮3-羟化酶的生物信息学分析

研究黄烷酮3-羟化酶家族的酶学特性,为黄酮类化合物生物合成的分子机理提供理论依据。对NCBI已注册的12个植物F3H的核酸和氨基酸序列进行生物信息学方法分析,对其组成成分、理化性质、亚细胞定位、跨膜结构、分子进化、蛋白质二级结构和结构域进行预测和推断。结果得出,F3H蛋白是定位于细胞基质,无信号肽的非分泌型蛋白,α-螺旋和不规则卷曲是蛋白质二级结构中量最多的结构元件,伸展片段散布于整个蛋白质中。     

灰葡萄孢基因中微卫星序列分析

微卫星(SSR)一般是指由单、双、三、四、五和六核苷酸重复单元串联排列的简单重复序列,它广泛分布于生物基因组内,在不同生物中,微卫星DNA的数目、类型及其分布情况存在很大的差异.本研究主要统计了已公布的灰葡萄孢基因序列中的SSR数量及类型,在灰葡萄孢的564个预测基因区域中发现669个微卫星序列,其中大多数基因(477个基因)只含有1个碱基SSR,占含SSR基因总数的71.3％;72个基因含有2个碱基SSR,13个基因含有3个碱基SSR,含4个和5个碱基SSR的基因则各只有1个.所有SSR序列中,出现数量最多的为3个碱基和6个碱基的SSR序列,分别达到了135次和330次,1个碱基、2个碱基、4个碱基和5个碱基的SSR则分别出现了7、41、64和92次.SSR碱基数越多,重复的次数越少,重复次数最少的SSR是6个碱基的AGAGGG重复.重复次数最高的SSR为122次,是3个碱基的AAT重复,这表明,在选择压力下,SSR趋向于密码子的整数倍,这与其他物种的分析结果一致.发现大多数含有SSR的基因并没有明确的功能描述,这可能是由于这些基因受到SSR的影响而在进化上变化较快所致.     

番茄LeNHX3基因的生物信息学分析

应用生物信息学的方法和工具对番茄LeNHX3蛋白质的理化性质、跨膜区域、疏水性/亲水性、二级结构、结构功能域、功能分类和同源性进行了分析,结果表明,番茄LeNHX3蛋白为疏水性稳定蛋白,包含一个高度保守的具有氨氯吡嗪咪结合位点的LFFIYLLPPI结构功能域,相对分子量为59.4 kD,等电点为8.54.可能存在10个跨膜区域,蛋白质二级结构中的主要构成元件是α-螺旋和不规则卷曲;蛋白质同源性分析后.发现番茄LeNHX3蛋白和紫高杯花、矮牵牛花2种植物的Na~+/H~+反转运蛋白高度同源,序列相似性为90%.     

3′RACE法扩增谷氨酰胺合成酶基因及其生物信息学分析

以抽提得到的黑曲霉mRNA为模板,根据GenBank上检索的谷氨酰胺合成酶基因mRNA序列,设计特异性引物,进行3′RACE PCR扩增,并在NCBI网站进行生物信息学分析。结果扩增得到长约1kb的DNA片段,测序结果表明,所获得的DNA序列与gene bank上检索到黑曲霉产谷氨酰胺合成酶基因的同源性大于97%,与其他曲霉产谷氨酰胺合成酶的基因同源性大于50%。经开放阅读框软件分析发现其具有2个外显子,其中1个外显子的氨基酸序列与黑曲霉产GS同源性为100%。     

猪Musclin基因编码蛋白的生物信息学分析

【目的】克隆猪Musclin基因,分析和预测其编码蛋白的结构与功能。【方法】从猪肌肉组织中提取总RNA,RT-PCR扩增获得Musclin基因,对其进行克隆和测序,并根据生物信息学分析方法,利用Tmpred、SignalP3.0、TargetP 1.1等分析软件,对猪Musclin蛋白的跨膜结构、信号肽、细胞定位、结构特征等进行分析和预测。【结果】猪Musclin蛋白主要集中在分泌途径上,存在于细胞外,其核苷酸序列与家兔的具有较高的相似性,氨基酸序列32～45位和55～63位存在2个可能的强跨膜螺旋区,该蛋白的空间结构以α螺旋、β转角和无规则卷曲为主;其1～26位氨基酸序列是一段信号肽,在26与27位氨基酸之间存在1个酶切位点;其羧基端含有较多的转角结构,同时该区域的抗原指数较高,亲水性指数和呈现在蛋白表面的可能性均较大。【结论】Musclin是一种含有信号肽序列的跨膜蛋白。     

葡萄miR169及其靶基因的生物信息学分析

[目的]明确葡萄miR169(vvi-miR169)基因家族在葡萄生长发育及逆境胁迫响应中的重要作用,为其在葡萄分子育种和抗逆新品种选育中的应用提供参考依据.[方法]利用miRNA、Phytozome、NCBI等数据库及ClustalX 2.1、MEGA 6.0、RNAfold WebServer、psRNATarget等在线软件对vvi-miR169基因家族的序列分布、定位特征、二级结构、发育进化树和靶基因调控功能进行生物信息学分析.[结果]在miRBase中搜索到25条vvi-miR169基因同源序列,分别分布在6条染色体上,其中以位于Chr11上的序列最多,共有17条,位于Chr01、Chr04和Chr14上各有2条,而在Chr08和Chr17上各有1条.vvi-miR169基因家族成熟序列的碱基保守性很高,其前体序列均可形成稳定的二级茎环结构,且位于同一条染色体上的miR169基因序列显示出相对更近的亲缘关系.vvi-miR169基因家族共预测到21个靶基因,绝大部分miRNA都有多个靶基因,且不同miRNA具有相同的靶基因,其中有22个miRNA靶基因均含有GSVIVT01015120001(NF-YA转录因子).[结论]vvi-miR169基因家族序列保守性较高,家族特征明显,且具有相似的调控功能;NF-YA转录因子是vvi-miR169基因家族最主要的靶基因,也是葡萄生长发育过程中抗逆境胁迫的主要调控元件.     

番茄YABBY基因家族的生物信息学分析

YABBY基因家族是植物特有转录因子,与植物形态有关,在植物叶和花器官发育过程中起重要调控作用。试验在番茄基因组范围内鉴定出9个YABBY基因家族成员,分别位于第1、5、6、7、8、11和12号染色体。利用MEGA程序对番茄、拟南芥、大白菜和玉米YABBY基因家族作进化分析,进化树可分为四个亚组;利用GSDS程序分析基因结构保守性,显示Sl YABBY基因内含子保守5~6个;MEME程序作基序分析,显示Sl YABBY基序保守,经鉴定所有Sl YABBYs均具有C2C2锌指结构域及YABBY结构域。运用plant CARE软件分析顺势作用元件发现,在番茄YABBY基因上游1 000 bp序列中存在多个应答不同生物和非生物胁迫的顺式作用元件,且种类和数目不同,表明其作用于番茄生长发育和逆境胁迫过程。基因功能预测和蛋白-蛋白网络分析表明,番茄YABBY家族对根、茎、叶、花、蜜腺、心皮、胚珠等部位发育具有重要调控作用。番茄YABBY基因家族表达分析发现Sl YABBY1、Sl YABBY3和Sl YABBY4在根、茎、花、叶及果实中均无表达,Sl YABBY2和Sl YABBY9表达具有较强组织特异性,为番茄YABBY基因功能研究提供参考。     

桃NAC基因家族生物信息学分析

NAC基因家族是最大的植物特有的转录因子家族之一,因在植物发育和逆境应答过程中起着多样的作用而被广泛关注。为进一步进行桃NAC家族基因鉴定、功能分析等研究提供基础信息,采用生物信息学方法预测了桃NAC基因家族成员数目、在基因组骨架上分布、表达模式、假定蛋白质结构和亚族分类。预测结果显示桃NAC基因家族包含115个假定NAC蛋白质,被分为17个亚族,且与拟南芥中NAC家族基因具有一定的相似性;1个NAC基因分布在11号骨架上,其余分布在1～8号基因组骨架上;对一级结构的分析结果显示桃NAC家族蛋白质分子量和氨基酸数目成正相关,绝大多数是亲水氨基酸,各亚族间等电点没有规律;115个蛋白质的二级结构全部以无规则卷曲为主要构成元件,且它们的三级结构大部分相似。在果皮中表达的NAC家族基因数最多,达到75%;在花芽中表达的NAC家族基因数较少,为1%。     

鸡DLK1基因的生物信息学分析

DLK1基因是哺乳动物的一个印记基因,DLK1蛋白促进哺乳动物肌肉的生长发育,但抑制脂肪的生长发育。禽类不存在基因组印记现象,目前禽类DLK1基因的功能和调控机制还不清楚。本研究针对鸡等13种动物的DLK1蛋白进行了多序列比较分析、分子进化分析及糖基化分析,同时还比较了人、鼠及鸡的DLK1基因结构、基因同线性、启动子结...     

黄牛FSHR基因的生物信息学分析

利用生物基因组学数据库,对黄牛FSHR基因进行生物信息学分析,以预测FSHR基因编码产物的理化性质、结构与功能,同时构建FSHR同源系统进化树.结果表明:FSHR基因编码产物为疏水性跨膜蛋白,具有明显的信号肽,其切割位点位于17～18位的氨基酸之间,二级结构主要以α-螺旋与无规则卷曲为主,并主要在质膜中发挥生物学作用,跨膜区域分为跨膜域、胞外域和胞内域3个部分.序列分析表明,FSHR编码产物可能具有离子通道、运载体、受体、信号转导和阳离子通道等功能,在离子跨膜与信号传递过程中发挥重要作用,并对黄牛的激素调节有影响.FSHR基因编码产物系统进化树表明,黄牛FSHR与水牛、成都麻羊、绵羊等物种FSHR遗传距离较近,具有高度同源性.     

棉花蔗糖转化酶基因家族的生物信息学分析

为更好地了解蔗糖转化酶在棉花基因组中的数量和分布情况等,本研究利用拟南芥中17个蔗糖转化酶家族的基因为参考序列,在海岛棉、陆地棉、雷蒙德氏棉和亚洲棉基因组数据库中鉴定到的蔗糖转化酶基因家族成员分别为65、46、26和25个,结果表明,海岛棉所含有的蔗糖转化酶基因明显多于陆地棉,而雷蒙德氏棉比亚洲棉仅多了1个。通过基因结构分析发现,酸性蔗糖转化酶和中性/碱性蔗糖转化酶α亚族大都包含6或7个外显子,而β亚族大多含有4或5个外显子。此外,部分海岛棉与雷蒙德氏棉在基因结构上存在着较长的UTR区,而陆地棉与亚洲棉可能没有;酸性蔗糖转化酶家族基因所编码的氨基酸序列大都包含3个保守基序,分别为DNPNG、FRDP和WECPD,表明不同种属中同一基因家族的进化保守性;由聚类分析推测,VIN亚族基因功能可能与棉花纤维发育相关。     

灰葡萄孢产孢相关基因BC1G_03293功能的初步研究

据灰葡萄孢菌丝发育和菌核形成时期的RNA-seq数据,挑选出在这2个时期表达量差异较大的基因BC1G__03293进行基因功能的研究。结果发现,BC1G__03293在菌核发育时期表达明显上调,表达量比菌丝生长时期上调了70倍以上。该基因编码的蛋白质含有229个氨基酸,N端包含信号肽,但不含有任何已知保守结构域。通过同源重组的方法得到了BC1G__03293的敲除转化子ΔBC1G__03293-2和ΔBC1G__03293-4,并运用农杆菌转化技术得到了互补转化子ΔBC1G__03293-2-C2和ΔBC1G__03293-2-C3。BC1G__03293基因敲除后生长、致病及菌核形成等表型无明显变化,但敲除转化子的分生孢子产量显著下降,仅为野生型菌株B05.10分生孢子产量的45%,并且BC1G__03293基因互补可使敲除转化子的产孢量得到明显恢复。结果说明BC1G__03293基因与灰葡萄孢的分生孢子形成相关。     

猪EGFL6基因生物信息学分析

为了解猪EGFL6基因基本特性,克隆该基因CDS区,运用生物信息学方法预测分析其氨基酸理化性质、同源性、蛋白功能及二三级结构等。结果表明,猪EGFL6基因CDS区全长1 665 bp,编码554个氨基酸,与人、马、小鼠、绵羊等氨基酸相似性均在75%以上,亲缘关系较近,该蛋白具有亲水性和不稳定性,是分泌蛋白,有12个潜在磷酸化位点,5个保守结构域,无跨膜结构区,无规则卷曲是二三级结构中最主要结构元件。该研究为进一步揭示猪EGFL6基因功能奠定基础。     

芸薹属作物花粉发育相关基因MS1的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学分析芸薹属作物MS1基因的结构功能,为作物杂种优势利用提供理论参考.[方法]以拟南芥花粉发育关键基因AtMS1为参考序列,通过BLAST比对获得同源基因序列,运用生物信息学方法对其编码氨基酸序列进行预测分析.[结果]从甘蓝型油菜、白菜、甘蓝等芸薹属作物基因组中获得4条同源序列,与AtMS1基因的相似性在88.0%以上,均含有3个外显子,其CDS序列长度均为2004 bp,编码667个氨基酸.4个芸薹属作物MS1蛋白均含有1个植物同源结构域(Plant homeodomain,PHD),属于亲水性不稳定蛋白,定位于细胞核,磷酸化以丝氨酸(Ser)为主,以苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)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-螺旋所占比例最高,在40.00%以上,β-转角所占比例最低,仅为10.00%左右;其三级结构大致相同,均为球状的功能结构域.4个芸薹属作物MS1蛋白和AtMS1蛋白序列的相似性为95.69%.4个芸薹属作物MS1蛋白的PHD结构域序列高度保守,仅有3个位点氨基酸残基存在差异.19个不同植物的MS1同源蛋白聚为两大类,其中琴叶拟南芥、亚麻荠、萝卜的MS1蛋白与4个芸薹属作物MS1蛋白及拟南芥AtMS1蛋白聚为一类,均属于十字花科植物,即MS1蛋白的聚类结果与植物系统分类结果相吻合.[结论]芸薹属作物MS1基因属于PHD-finger基因家族,其序列高度保守,参与调控花粉发育成熟过程.