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.     

银杏ERF转录因子家族的全基因组学鉴定及表达模式分析

以银杏基因组数据库为基础,通过序列比对,并经过鉴定筛选,共获得112个ERF转录因子家族成员,对其进行生物信息学及表达模式分析。结果显示：银杏112个ERF成员在系统进化树上分为10个亚家族;基因结构分析表明,大部分ERF家族基因结构简单,仅少量基因含有1～4个内含子;基因表达分析显示,39个ERF基因在雄蕊中表达量较高,20个基因在幼苗中表达量较高,40个基因在胚中表达量较高;部分基因在雄蕊、胚和幼苗中具有相同的表达模式,说明其可能具有类似的功能。     

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。     

鸡Ⅱ型角蛋白基因家族成员鉴定及其功能的生物信息学分析

目的深入探讨鸡(Gallus gallus)Ⅱ型角蛋白(keratin,KRT)家族基因的分子特征和功能。方法利用生物信息学方法对鸡基因组中的Ⅱ型KRT家族成员进行鉴定,并比较分析其分子特征、染色体分布、种内和种间的共线性以及分子功能。结果共鉴定出14个鸡Ⅱ型KRTs,它们成簇分布于第34号染色体。KRT8、LOC107055419和LOC768978基因各具有2个可变剪接异构体。基因间编码区的碱基组成相似,但序列差异较大。各基因转录区的结构、外显子和内含子数量及位置具有一定的可变性。共线性分析显示：在鸡物种内以及鸡与孔雀(Pavo muticus)间无基因的片段重复(无共线性);鸡与火鸡(Meleagris gallopavo)之间存在2个基因的片段重复;鸡与野鸭(Anas platyrhynchos)、鸡与日本鹌鹑(Coturnix japonica)之间各存在1个基因的片段重复。鸡Ⅱ型KRTs均为不稳定的亲水性蛋白,氨基酸组成差异较大,等电点为5.10~8.89;其保守基序数量为9~10个,含有Filament、Filament superfamily和Keratin_2_head保守结构域;其结构以α-螺旋为主。相较于人(Homo sapiens)和鼠(Mus muscμlus),鸡的Ⅱ型KRT基因家族成员较少。功能分析表明：该家族蛋白在细胞核和细胞质内参与角化和中间丝的形成等生物学路径,在表皮及其附属物结构的完整性方面发挥作用。结论鸡Ⅱ型KRT基因家族序列一致性差异较大,但其编码蛋白结构相似。鸡Ⅱ型KRTs编码的蛋白质作为细胞骨架的主要组分,可能与鸡羽毛的生长发育和结构完整性密切相关。     

奶牛乳腺炎抗性候选基因多态性研究进展

目的揭示牛科物种FEZF2基因的功能及其差异。方法从NCBI和Ensembl数据库下载牛科主要家畜FEZF2基因序列及用于比较的非牛科物种的同源序列,采用生物信息学和比较基因组学方法对牛科家畜FEZF2基因的结构、编码蛋白的理化特征、氨基酸组成、基序和保守结构域、高级结构、参与的生物学路径、分子功能及进化关系进行比较分析。结果牛科动物间FEZF2基因转录区的结构存在差异,表现为非翻译区和内含子的序列长度不一致,但它们的编码序列(coding sequence,CDS)结构模式一致,与非牛科动物的CDS结构具有共线性关系。牛科动物FEZF2蛋白都是在核内发挥生物学功能的亲水性蛋白,无信号肽序列及跨膜结构域,都含有1个COG5048保守的锌指结构域。预测显示：FEZF2蛋白参与的生物学过程主要与神经元发育调节有关,分子功能主要是与染色质结合、转录激活或抑制有关。牛科与非牛科哺乳动物的FEZF2序列都存在1个连续的甘氨酸序列重复区,水牛、牦牛、绵羊和山羊均为13G型,但普通牛和瘤牛存在12G和13G两个等位基因。各牛科物种FEZF2蛋白在氨基酸组成、序列一致性、理化特征、基序、结构域和高级结构上存在相似性,但在牛科的不同属间存在一定差异。系统发育分析显示：牛科同属动物的FEZF2蛋白遗传关系较近。结论本研究揭示牛科家畜间FEZF2基因CDS的结构模式高度一致;FEZF2作为核内功能蛋白可能参与了牛科物种的神经元发育和机体免疫等过程的基因表达调控。     

卵萼花锚STR基因家族的生物信息学分析

目的对卵萼花锚(Halenia elliptica)的异胡豆苷合成酶(strictosidine synthase,STR)基因家族成员进行鉴定和生物信息学分析,为进一步研究卵萼花锚STR家族基因的功能奠定基础。方法基于卵萼花锚基因组数据,采用生物信息学方法鉴定STR基因,分析其家族的进化关系、理化性质、基因结构和蛋白质保守基序,并与大花花锚(H. grandiflora)、花锚(H. corniculata)、四数獐牙菜(Sinoswertia tetraptera)和达乌里秦艽(Gentiana dahurica)的STR基因进行比较。结果卵萼花锚STR基因家族共有10个成员,基因数量与其他龙胆科物种相似。卵萼花锚STR基因与大花花锚具有较高的同源性,将所有HeSTR基因分为6组,同一组成员具有相似的基因结构和蛋白保守基序。HeSTR蛋白的氨基酸数量介于189~388个之间,除HeSTR14.1外,其他均为亲水蛋白。HeSTR基因的外显子数量为3或4个。卵萼花锚STR基因家族成员与四数獐牙菜、花锚和大花花锚的共线性较高。结论研究结果为深入探究STR基因功能及进一步解析卵萼花锚单帖吲哚生物碱龙胆苦苷的合成途径提供了理论依据。     

小麦全基因组中YABBY基因家族的筛选与特征分析

YABBY家族是植物特有的转录因子,在植物侧生器官极性建立和发育过程中起重要的调控作用。从全基因组水平鉴定小麦YABBY家族并进行生物信息学和表达模式分析,为研究小麦YABBY家族基因的功能奠定基础。根据已经报道的拟南芥和水稻YABBY基因,在小麦基因组数据库中执行本地BLAST程序鉴定小麦基因组中的YABBY基因,采用MEGA、GSDS、MEME和PlantCARE等软件进行生物信息学分析,并利用已公开的RNA-seq数据绘制不同发育时期和不同组织的表达谱。结果表明,在小麦基因组范围内鉴定得到18个YABBY基因家族成员,分成5个亚家族。Motif分析表明小麦YABBY蛋白均具有C2C2锌指结构域及YABBY结构域; Ta YABBY启动子区检测到与植物生长发育、激素诱导和逆境胁迫有关的顺式作用元件。RNA-Seq表达谱发现小麦YABBY基因具有明显的组织表达特异性。     

动物溶菌酶基因的研究进展

ttttt目的ttttt溶菌酶是一种由动物产生的抗微生物酶,构成动物体先天免疫系统的一部分,在反刍动物的皱胃中还具有消化功能。迄今,普通牛溶菌酶C基因家族的分子遗传特征已被深入解析,但有关水牛溶菌酶C的研究报道较少。ttttttttttttt方法ttttt采用PCR产物直接测序技术,对槟榔江水牛胃型溶菌酶C基因编码区进行了分段扩增测序、序列组装和开放阅读框的确定,并结合已发表的其他牛科物种同源序列进行了生物信息学分析。ttttttttttttt结果ttttt序列分析表明：水牛胃型溶菌酶C基因编码区长444 bp,编码1个由147个氨基酸残基组成的多肽,包含1个N端信号肽和1段由129个氨基酸组成的成熟肽。水牛胃型溶菌酶C成熟肽分子量为14.41 ku,等电点为6.32,含有1个alpha-lactalbumin/lysozyme C保守结构域(19~145AA),不含有跨膜结构域,为亲水蛋白,在胞外发挥生物功能;在三维结构上与普通牛的溶菌酶模板(2z2f.1.A)有99.22%的一致性;在基于氨基酸序列构建的系统树上,水牛与普通牛、瘤牛、野牦牛和野牛聚在一起,且有较高的支持率(88%)。ttttttttttttt结论ttttt槟榔江水牛与其他牛科物种的胃型溶菌酶具有相似的功能。tttt     

家蚕新基因Bmsop2结构及近端启动子的生物信息学分析

利用网络生物信息学资源对获得的家蚕新基因Bmsop2的结构和5'端非翻译区进行分析和预测,结果表明,该基因是大小为4.6 kb,含有2个内含子和3个外显子的结构,通过cDNA的序列推测该基因编码蛋白的一级结构,二级结构和三级结构,并且预测该基因5'上游启动子调控元件及蛋白结合位点等信息,为进一步解读该基因的功能奠定基础.     

猪T细胞受体β链基因的克隆及生物信息学分析

以GenBank上登载的猪的T细胞受体β(pTCR-β)基因为参考序列,用RT-PCR法从猪的外周血淋巴细胞中克隆了TCR-β链基因,并进行生物信息学分析.结果表明:pTCR-β基因含有一个完整的开放阅读框架(ORF),大小为849bp,编码283个氨基酸,且含有一段27个氨基酸的信号肽序列,与参考序列相比,在核苷酸序列上的同源性为80.4%,在氨基酸序列上的同源性为70.3%;生物信息学结构预测发现2个结构域,一个为IG结构域,由第32-138位共107个氨基酸残基组成;另一个为IG-LIKE结构域,由第164-211位共48个氨基酸残基组成.     

基于转录组的漆树MYB转录因子的筛选及分析

MYB转录因子家族是植物最大的转录因子家族之一,在植物生长发育、形态建成、次生代谢等的调控中起着重要作用。本研究在漆树转录组测序的基础上,应用生物信息学方法,筛选到48个漆树MYB转录因子,依据MYB保守域的特点将其分为3类:1条R₃-MYB 序列,21条R₂R₃-MYB序列和26条R₁-MYB序列。结果表明,蛋白序列分析显示,48条漆树MYB转录因子大部分属疏水性蛋白,且无规则卷曲和α螺旋在二级结构中占有较大比例。GO分析发现漆树R₂R₃-MYB蛋白共注释到生物学过程、细胞组分和分子功能3大类功能的27个亚类。系统进化分析将48个漆树MYB转录因子分为了8个亚组。表达谱数据分析表明,漆树MYB基因的表达具有组织特异性,11个在叶片中高水平表达,21个在茎中的表达量较高。研究结果为今后进一步解析漆树MYB转录因子的结构和生物学功能奠定基础,有助于进一步研究漆树MYB转录因子在次生代谢产物中的调控功能。