全基因组预测枯草芽孢杆菌BEST195的分泌蛋白

枯草芽孢杆菌BEST195作为纳豆菌的一种,是纳豆生产的重要菌株之一。利用Signal P、Prot Comp、TMHMM、Phobius、Lipo P、Tat P等预测程序对该菌中4 456条蛋白质序列进行分泌蛋白找寻,同时,对上述分泌蛋白的氨基酸分布、信号肽长度大小、信号肽切割位点等性质进行分析。结果表明:枯草芽孢杆菌含有分泌蛋白102个,其氨基酸长度、信号肽长度与植物病原菌不同;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枯草芽孢杆菌BEST195分泌蛋白的预测,分泌蛋白的信号肽切割位点具有物种保守型特点。     

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。     

全基因组预测哈茨木霉T6776的分泌蛋白

为探明哈茨木霉T6776的分泌蛋白及其作用于植物病原菌的功能,在前期研究的基础上,采用SignalP、ProtComp和TMHMM等生物在线预测程序,对该菌11 498条蛋白序列进行N-端信号肽、亚细胞定位和跨膜结构等预测。结果表明:哈茨木霉T6776含分泌蛋白503个,分泌蛋白的信号肽长度、氨基酸长度均与植物病原菌不同;哈茨木霉T6776分泌蛋白信号肽切割位点属A-X-A型,为SPI型信号肽识别位点。     

全基因组预测褐环乳牛肝菌的分泌蛋白

褐环乳牛肝菌作为针叶树种上重要的外生真菌,为宿主植物提供营养元素和水分,在此过程中,对于该菌分泌蛋白发挥的作用机制尚不清楚。利用Signal P、Prot Comp等预测程序对褐环乳牛肝菌中18 303条蛋白质序列进行分泌蛋白找寻,明确其含有327个分泌蛋白,同时,对上述分泌蛋白的氨基酸大小分布、信号肽长度、信号肽切割位点等进行分析,明确该菌分泌蛋白的氨基酸长度集中于51~450 aa,信号肽长度以17~21 aa的序列最为集中,其信号肽切割位点均属于A-X-A类型。通过上述生物信息学分析方法有效地实现了褐环乳牛肝菌分泌蛋白的预测,分泌蛋白的信号肽切割位点类型与其他已经报道的致病疫霉、粗糙脉孢霉、禾谷炭疽菌等分泌蛋白信号肽切割位点一致。研究结果为进一步解析分泌蛋白在该菌为宿主植物提供营养过程中发挥的作用机制提供重要的理论支持。     

枯草芽孢杆菌subtilis str.168双精氨酸途径分泌蛋白预测及功能分析

[目的]对枯草芽孢杆菌subtilis str.168双精氨酸转运途径(Tat)分泌蛋白进行预测和功能分析。[方法]从NCBI中选取枯草芽孢杆菌subtilis str.168基因组注释的蛋白质氨基酸序列,然后用Signal P 4.0、Lipo P、Tat P、TMHMM 2.0软件分析该基因组中双精氨酸途径的分泌蛋白,同时采用COG功能数据库对预测的分泌蛋白进行功能注释和聚类分析。[结果]通过分析发现108个有motif没有酶切位点的Tat信号肽蛋白、25个有酶切位点没有motif的Tat信号肽蛋白、124个既有酶切位点也有motif的Tat信号肽蛋白,其中105个蛋白归为Tat途径的分泌蛋白。[结论]对枯草芽孢杆菌Tat途径分泌蛋白的基因组预测和功能分析,将为分析该菌胞外蛋白的分泌机制打下基础。     

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。     

小麦条锈菌萌发夏孢子cDNA文库中编码分泌蛋白的序列预测

【目的】植物与病原菌互作过程中,涉及许多可以与植物受体蛋白相互识别、引发植物防卫反应的病原菌激发子或其他致病因子,其中多数为分泌蛋白,深入研究分泌蛋白将有助于明确植物与病原微生物互作的分子机制。【方法】通过SignalP v3.0、TMHMM v2.0、TargetP v1.1、Protcomp v6.0 4个软件,对陕西省农业分子生物学重点实验室构建的小麦条锈菌萌发夏孢子cDNA文库中854条EST序列进行分泌蛋白预测。【结果】得到具有可溶性分泌信号肽的蛋白编码序列33条,占测定序列的3.86%,其中最小长度为196 bp,最大为1 096 bp,分泌信号肽切割位点基本位于15~42个氨基酸,平均为37个氨基酸。【结论】预测得到的分泌蛋白编码序列,可以作为小麦与条锈菌互作过程中的激发子和致病因子备选基因来进一步研究。     

基于全基因组预测和分析花生果腐病原菌分泌蛋白

【目的】为分析花生果腐病病原菌-新孢镰刀菌的侵染机制并筛选可用基因。【方法】以全基因组测序结果为基础,根据分泌蛋白与效应因子的特点,采用SignalP、TMHMM、WoLF PSORT及NetGPI等软件一步步筛选,对新孢镰刀菌全基因组12 756条蛋白序列进行了分泌蛋白预测和功能分析。【结果】新孢镰刀菌全基因组编码蛋白中有701条序列具有典型的分泌蛋白特征,占蛋白总数的5.49%,其长度主要分布在101～700个氨基酸范围内。信号肽的分析结果表明,信号肽-3和-1位置的氨基酸相对保守,其切割位点属于典型的A-X-A型。对分泌蛋白功能预测结果表明,656个分泌蛋白获得了功能注释,其功能主要涉及碳水化合物的运输、代谢过程,蛋白翻译后修饰和氨基酸代谢、运输过程。分泌蛋白中效应蛋白预测结果表明,新孢镰刀菌分泌蛋白中共有161个潜在的效应蛋白。【结论】对新孢镰刀菌分泌蛋白的有效预测和功能分析,为筛选新效应蛋白,明确其致病机理,筛选寄主抗性基因奠定了基础。同时为花生果腐病抗性品种选育和综合防治提供理论依据。     

马铃薯青枯菌Po82菌株质粒基因组分泌蛋白信号肽的分析

应用计算机技术和生物信息学的方法,采用Signal P4.0、Lipo P1.0、Target P1.0.1、TMHMM2.0蛋白质分析软件对植物病原细菌Ralstonia solanacearum Po82质粒基因组的1680个ORFs编码的分泌蛋白信号肽氨基酸序列进行预测分析。结果表明,质粒基因组的1680个ORFs中有102个ORFs所编码的蛋白质具有N-端信号肽序列,包括85个Ⅰ型信号肽,1个Ⅱ型信号肽,15个Prepilin-like信号肽和1个细菌素和信息素信号肽,所有的分泌蛋白中具有RR-motif信号肽结构的有14个,且均为Ⅰ型信号肽。在102个具有可切割信号肽的分泌蛋白中,有50.98%的蛋白质为胞外分泌型(S型),33.33%为线粒体分泌型(M型),6.87%为叶绿体分泌型(C型),8.82%为其他类型的分泌蛋白。信号肽切割位点的氨基酸组成中非极性氨基酸为53.27%,极性氨基酸为18.79%,带负电荷的酸性氨基酸为19.12%,带正电荷的碱性氨基酸为8.82%。比较R.solanacearum GMI1000和R.solanacearum Po82质粒基因组信号肽类型的区别,发现这2种菌在信号肽类型上存在很大差异。文章通过对R.solanacearum Po82质粒基因组信号肽分泌蛋白的研究,揭示了该病原菌与寄主互作的致病机制在长期进化中的独特地位。     

大丽轮枝菌（Verticillium dahliae VdLs.17）分泌组预测及分析

 【目的】预测并分析大丽轮枝菌基因组范围内的分泌蛋白,为大丽轮枝菌分泌蛋白致病机理的研究奠定基础。【方法】利用已公布的大丽轮枝菌全基因组序列,组合使用生物信息学软件SignalP、TargetP、TMHMM、Big-pi和PROSITE,预测大丽轮枝菌基因组范围内所有分泌蛋白,定义为分泌组。统计分析分泌组中蛋白N-端信号肽特点;应用碳水化合物活性酶类数据库和病原菌-寄主互作蛋白数据库对分泌组蛋白进行注释,预测分泌组中潜在果胶酶、纤维素酶和病原菌寄主互作蛋白;利用真菌激发子的保守结构域,预测分泌组中潜在的激发子蛋白集;应用BLASTP程序比较分析大丽轮枝菌和黑白轮枝菌分泌组,获得大丽轮枝菌相对于黑白轮枝菌特异的分泌蛋白。【结果】大丽轮枝菌分泌组共有922个蛋白。信号肽分析表明,以19个氨基酸为信号肽的蛋白数目最多,非极性氨基酸丙氨酸的出现频率最高,而有带电侧链的氨基酸天冬氨酸和谷氨酸的出现频率最低,信号肽的-3和-1位置上的氨基酸相对保守。大丽轮枝菌分泌组含有158个潜在的碳水化合物活性酶类,其中,包括10个果胶水解酶和14个果胶裂解酶;190个潜在的病原菌-寄主互作蛋白、97个含有RxLx[EDQ]模体的蛋白和52个富含半胱氨酸的小分子量分泌蛋白;58个相对于黑白轮枝菌分泌组特异的蛋白。【结论】本文建立了预测大丽轮枝菌分泌组蛋白的方法。分泌组蛋白信号肽长度具有高度的变异性,氨基酸组成多为脂肪族氨基酸,序列在C-端结构域较为保守。分泌组中包含大量潜在的果胶降解酶、病原菌-寄主互作蛋白、RxLx[EDQ]模体蛋白和富含半胱氨酸的小分子量蛋白等致病相关蛋白。     

青春双歧杆菌ATCC15703I型Sec途径分泌蛋白的预测和功能分析

[目的]对青春双歧杆菌分泌蛋白进行预测和功能分析,为分析该菌胞外蛋白的分泌机制和功能打下基础.[方法]以青春双歧杆菌代表菌株ATCC15703基因组编码蛋白序列为研究对象,采用 SignalP 4.0和TMHMM 2.0 软件分析该菌株的I型Sec途径分泌蛋白,同时采用COG功能数据库(Cluster of Orthologous Groups of proteins)对预测的这类分泌蛋白进行功能分析.[结果]青春双歧杆菌ATCC15703的1 648个蛋白中有91个被I 型(Spase I)信号肽酶识别的I型Sec途径分泌蛋白,分泌蛋白的信号肽长度最大的有54个氨基酸,最小的有11个氨基酸.I 型Sec途径分泌蛋白的功能分析结果显示,分泌蛋白主要参与碳水化合物代谢与转运,氨基酸代谢与转运,复制、重组和修复,以及无机离子代谢和转运.[结论]青春双歧杆菌I型Sec途径分泌蛋白的预测和功能分析为了解该菌胞外蛋白的分泌机制提供了数据基础.     

生防菌株XF-1的鉴定和抑菌谱的测定

 依据传统形态学、生理生化特征及16S rRNA基因序列,将一株对十字花科根肿病有很好防治效果的菌株XF-1鉴定为枯草芽孢杆菌。采用细菌的通用引物P0, P6扩增16SrRNA基因片段,得到1513 bp的DNA片段,其序列与枯草芽孢杆菌的序列的同源性高达99%。与病原真菌对峙培养的结果表明,该菌株能对供试的卵菌、子囊菌、担子菌和半知菌的21个植物病原真菌均有很好的抑制作用。     

纳豆芽胞杆菌KX株纳豆激酶基因的克隆及序列分析

设计引物进行PCR反应,从纳豆芽孢杆菌基因组DNA中扩增和克隆纳豆激酶基因.序列分析表明,所克隆的纳豆激酶基因序列全长1 473 bp,其中阅读框架1 143 bp,阅读框架以GTG为起始密码子,编码包括信号肽、前导肽、成熟肽在内的381个氨基酸;表达产物为前纳豆激酶原,其中N端29个氨基酸组成信号肽,随后的77个氨基酸组成前导肽,最后的275个氨基酸组成成熟肽.     

枯草芽孢杆菌新抗病基因aiiA的克隆

枯草芽孢杆菌内生亚种BS-1aiiA基因测序结果表明,该基因(GenBank登录号DQ000640)由753个碱基组成,其编码的蛋白质含有250个氨基酸残基,与10个已报道的具有减弱欧文氏菌胡萝卜亚种致病力的AiiA蛋白酶氨基酸序列总的相似性为82%.它们均含有相同的氨基酸序列保守区.Signal P分析结果显示,BS-1 AiiA没有信号肽序列,并利用Swiss-model预测、分析了BS-1 AiiA蛋白的三维结构.     

化学诱变枯草芽孢杆菌对大白菜根肿病的防治效果

[目的]研究化学诱变枯草芽孢杆菌对大白菜根肿病的防治效果.[方法]采用3株来自枯草芽孢杆菌XF-1的化学诱变菌株XF-1A、XF-1C和XF-1E进行大白菜根肿病的盆栽防病试验,并以MALDI-TOF-MS分析了3种抗生素的相对含量.[结果]菌株XF-1A和XF-1C防效较好,分别为68.80％和65.06％,XF-1E防效较差为42.21％.3菌株均能分泌表面活性素、伊枯草菌素和丰源素,但表面活性素和伊枯草菌素相对含量为XF-1A＞ XF-1C＞ XF-1E,XF-1A的表面活性素和伊枯草菌素分别达29.26％和35.31％,XF-1E的丰源素含量最高,达41.09％.[结论]表面活性素和伊枯草菌素含量与对根肿病防治效果存在一定的关联性     

枯草芽孢杆菌分泌载体构建及其对脂肪酶A的分泌表达

[目的]构建含不同信号肽编码序列的枯草芽孢杆菌分泌表达载体,并研究这些载体对脂肪酶A的分泌表达效率。[方法]克隆得到枯草芽孢杆菌168株的脂肪酶A编码基因,同时扩增得到蛋白质NprE、Bpr、YweA的信号肽编码序列,构建了脂肪酶A分泌表达载体pMA5-estA、pMA5-nprE-estA、pMA5-bpr-estA和pMA5-yweA-estA,并转化到枯草芽孢杆菌168株中得到相应的重组分泌表达菌株。[结果]对4株重组表达菌株进行摇瓶培养,所有菌株都实现了脂肪酶A的分泌,20 h后,168（pMA5-bpr-estA）的细胞外脂肪酶A的酶活力达到1.68 U/ml,约占该菌株脂肪酶A总表达量的86%。[结论]枯草芽孢杆菌Bpr信号肽对脂肪酶A具有较高的分泌效率。     

应用计算机手段分析植物病原细菌Ralstonia solanacearum的蛋白质序列*

 应用SignalP 3.0，LipoP和TargetP对植物病原细菌Ralstonia solanacearum基因组中的3440个ORFs（open reading frames）进行了信号肽分析，同时系统分析了信号肽的类型及结构。结果表明，3440个ORFs中有462个ORFs所编码蛋白质具有N-端有信号肽序列，其中348个分泌类信号肽、100个信号肽具有RR-motif信号肽，14个脂蛋白类信号肽，未发现Prepilin-like 信号肽和Bacteriocin and Pheromone信号肽。在这462个具有可切割信号肽的分泌蛋白中，有84.0%蛋白质为胞外分泌型（S型），13.2%为线粒体分泌型（M型），另外有2.8%为其它类型的分泌蛋白。通过LipoP分析该菌的全基因组预测具有4种类型蛋白质，其中其中SpI有425个，占12.3%；SpII有80个，占2.3%；CYT有2541个，占73.9%；TMH有414个，占12.0%。比较了Ralstonia solanacearum和Pseudomonas syringae pv. tomato信号肽的长度及氨基酸的组成，发现这两种菌在这些方面存在这很大程度的相似性。本研究通过对Ralstonia solanacearum进行分泌蛋白和信号肽结构的分析，为将来功能基因组和分泌型外源蛋白的利用提供理论基础。