小麦FT基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

利用生物信息方法分析和预测小麦FT基因编码蛋白的理化性质、结构域、信号肽、跨膜区、亚细胞定位和三级结构,对不同植物FT基因编码蛋白的功能位点、密码子使用偏性和系统发育进行分析。结构表明,小麦FT基因编码177个氨基酸,编码产物为一种亲水性的脂溶性蛋白质,二级结构主要是由β折叠为主,其次分别是α螺旋和β转角,不存在信号肽和跨膜区,主要定位于线粒体中,同源建模的相似度为89.57%,除满天星外,其余植物均具有PEBP蛋白,小麦FT基因对密码子的使用具有较强的偏好性,且不同植物FT基因密码子偏性间的相似关系与系统发育分析得出的亲缘关系具有一致性。说明FT基因在不同植物长期进化过程中具有较强的保守性。     

不同物种TYR基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

利用生物信息学方法对13个物种TYR基因编码蛋白的理化性质,以及一级、二级、三级结构和亚细胞定位进行预测和分析,同时拟构建13个物种TYR基因的系统发育树。结果表明:TYR基因编码产物为不稳定蛋白(貉子除外),整条多肽链表现出亲水性。二级结构主要为α螺旋、β折叠,β转角区域分布少且散,均存在信号肽和跨膜区,可以判断TYR基因编码蛋白是定位于生物膜上的膜蛋白或分泌蛋白,主要在嘌呤和嘧啶、运输和结合、电压门控离子通道及转录中发挥作用。各物种TYR基因编码产物主要定位于内质网、高尔基体以及细胞质膜。除原鸡外,其他物种该蛋白均存在跨膜区,貉子有2个跨膜区域。各物种系统发育树与动物学进化观点基本一致。     

山羊TYRP 1基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

为进一步探明山羊酪氨酸相关蛋白酶1(TYRP1)基因的结构和功能信息,通过生物信息学方法对山羊TYRP1基因编码蛋白的一级结构、二级结构、亚细胞定位和三级结构进行预测和分析,同时构建TYRP1基因的系统发育树。结果表明:山羊TYRP1基因共编码537个氨基酸,其编码产物为不稳定的亲水蛋白。二级结构主要以α螺旋和β折叠为主,存在二硫键、信号肽和跨膜结构域。亚细胞定位山羊TYRP1基因编码产物主要存在于内质网中;山羊TYRP1与绵羊的关系最为密切,其次是家牛、牦牛、野猪、羊驼、家猫、人和家兔,上述物种的系统进化情况与其同源性基本一致。说明,TYRP1基因编码产物在长期的生物进化过程中保守性较强。     

乌苏里貉KIT基因及编码蛋白生物信息学分析

KIT基因表达量通常与黑色素含量呈正比,通过3种毛色乌苏里貉KIT基因转录本定量表达分析发现,白貉KIT基因表达量较高,为探究乌苏里貉KIT基因及编码蛋白结构特性,使用基于机器学习和神经网络算法软件对其编码蛋白结构作全面生物信息学分析。结果表明,乌苏里貉KIT基因编码蛋白含有972个氨基酸,属于酸性亲水型蛋白,无规则卷曲为主要二级结构,存在两个跨膜区,细胞膜外侧存在信号肽,含有21个糖基位点,60个磷酸化位点,4个保守结构域,与5个蛋白密切作用,系统发育树构建结果与生物学分类一致。分析结果为进一步研究乌苏里貉KIT蛋白生物学特性奠定基础。     

美洲水貂TYRP1基因编码蛋白质结构及功能的生物信息学分析

基于生物基因组学数据库,对美洲水貂酪氨酸酶相关蛋白质1(TYRP1)基因进行生物信息学分析,为其遗传特性及编码蛋白质功能机制的研究提供基础数据。生物信息学分析结果表明,美洲水貂TYRP1基因共编码537个氨基酸,其编码产物为不稳定的亲水蛋白质。二级结构主要以α-螺旋和无规卷曲为主,含有1个酪氨酸酶超家族结构域,存在信号肽、跨膜结构域和二硫键。该蛋白质主要在内质网中发挥细胞被膜、运输和结合的作用,同时还通过信号转导在细胞内发挥其生物学作用。系统进化情况和动物分类学基本一致,美洲水貂和雪貂的亲缘关系最近。美洲水貂TYRP1基因编码蛋白质在生物进化中具有较强保守性,该基因结构和功能的分析为水貂TYRP1基因遗传特性的进一步研究奠定了基础。     

青天葵DXR基因编码蛋白的生物信息学分析

为后期青天葵DXR基因的全长克隆、功能鉴定和调控研究奠定基础,采用生物信息学方法对前期通过转录组测序获得的青天葵DXR基因编码蛋白序列进行分析。结果表明:NfDXR序列包含457个氨基酸,分子量约为49.72Ku,为亲水性、混合结构型蛋白质。NfDXR属于1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶超级家族,含有DXR功能域、2个NAPDH结合基序和2个DXR活性位点基序,不具有跨膜结构域和信号肽结构。NfDXR与其他单子叶植物DXR同源性高,其中与铁皮石斛DXR的序列相似度达90%。     

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。     

牛SLC13家族基因编码蛋白的生物信息学分析

为研究牛溶质载体13(SLC13)基因编码蛋白的结构和功能,运用生物信息学软件对牛SLC13蛋白的理化性质、疏水性、二级结构及三级结构、序列保守基序、亚细胞定位、跨膜区进行分析,预测其蛋白质互作网络并构建不同物种SLC13基因家族编码蛋白的系统发育树。结果表明,牛SLC13蛋白的氨基酸数介于520～626个,亮氨酸含量最高,组氨酸含量最低,分子质量介于57.80～68.96 ku,其编码蛋白均为疏水性蛋白,除SLC13A2蛋白外的4个编码蛋白均为稳定蛋白。牛SLC13蛋白的二级结构主要由α-螺旋、β-转角以及无规卷曲组成,外显子数目介于11～16,除SLC13A3基因编码蛋白无Motif 10、SLC13A5基因编码蛋白无Motif 8外,其他编码蛋白序列均存在Motif 1—10,SLC13蛋白亚细胞定位于质膜、内质网和线粒体,SLC13A3蛋白在高尔基体中有少量分布。牛SLC13蛋白均为多次跨膜螺旋的内在膜蛋白,其以不同形式在生物学层面和分子功能层面发挥功能。系统进化分析发现,14个物种的SLC13A1、SLC13A4蛋白处于同一个较大分支,SLC13A2、SLC13A3和SLC13A5处于另一个较大分支,普通牛均与瘤牛、水牛、牦牛亲缘关系最近。     

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。     

小麦VP基因的克隆、生物信息学分析及功能初探

为研究小麦液泡膜H~+转运无机焦磷酸酶基因VP在植物中的作用,根据大麦、水稻等植物VP基因序列设计简并引物,用RACE法扩增小麦VP基因全长,对VP蛋白进行生物信息学分析,构建VP基因植物表达载体,转化拟南芥,对阳性转基因纯合体株系进行筛选和耐盐性鉴定。结果表明,小麦VP基因编码区序列全长2 286 bp,共编码761个氨基酸,等电点为5.17。VP蛋白为无信号肽的疏水性蛋白,主要含α螺旋。转VP基因拟南芥在NaCl胁迫下的萌发率、绿苗率均高于野生型拟南芥,成苗生长状态优于野生型拟南芥,说明小麦VP基因提高了转基因拟南芥的耐盐性。     

鸭PPARα基因结构及功能的生物信息学分析

以鸭的过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)基因为研究对象,运用生物信息学方法对其编码的蛋白质结构、理化性质及功能结构域进行分析.结果表明:鸭的PPARα基因cDNA全长1 430 bp,最长开放阅读框为1 407 bp,编码468个氨基酸;序列比对结果显示鸭的PPARα基因与鸡、胸草雀、人、牛、家马等该基因的核苷酸序列同源性分别为96%、92%、79%、77%和78%,鸭PPARα基因编码的氨基酸序列与上述其他动物的同源性高达98%、97%、89%、89%和88%;系统进化分析结果显示,在鸡、胸草雀、人、牛、马等动物中,鸭的PPARα基因与鸡的进化关系最为密切,亲缘关系最近;鸭的PPARα蛋白中α螺旋较多,该蛋白质含有1段短的核定位信号序列KKNRNKC,在引导该蛋白质进入细胞核的过程中发挥作用,同时还有由2个锌指结构组成的DNA结合域及1段配体结合域.     

小麦F-box蛋白基因的电子克隆和生物信息学分析

为探讨F-box蛋白在小麦发育过程中的调节作用,利用电子克隆技术获得了一个小麦F-box蛋白基因,采用生物信息学方法,对其编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明,小麦F-box蛋白由362个氨基酸组成,在N端和C端分别存在一个F-box保守结构域和一个DUF295保守结构域(功能未知),该蛋白质二级结构中以α-螺旋(23.48%)、扩展束(25.41%)和无规则卷曲(47.24%)为主,在94-115位点处可能存在一个由内向外的跨膜区,N端不存在信号肽序列,亚细胞定位于细胞质中;该F-box蛋白与二穗短柄草、玉米和水稻的F-box蛋白相似性较高,进化距离较近。     

鸭瘟病毒TK基因及其编码蛋白的生物信息学分析

运用生物信息学方法,对鸭瘟病毒TK基因的基本元件和TK蛋白的理化性质、结构、功能进行分析。明确了TK基因启动子、转录起始位点、编码区P、olyA的位置;发现TK蛋白的二级结构以α螺旋为主,属于混合型蛋白,在结构和功能上与疱疹病毒胸苷激酶高度相似。生物信息学分析结果说明,鸭瘟病毒TK蛋白具有疱疹病毒胸苷激酶的活性,鸭瘟病毒TK基因可能为鸭瘟病毒的非必需毒力基因。     

小麦TaNDPK1基因生物信息学分析及其功能研究

对短日、低温不育条件下小麦光温敏雄性不育系337S上调表达的TaNDPK1基因的生物信息学特性进行分析,利用农杆菌介导法转化获得转基因拟南芥株系,并对其生物学功能进行研究,结果表明：TaNDPK1基因编码的蛋白定位于细胞核,属于稳定的亲水性蛋白质;TaNDPK1蛋白含有丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸的21个磷酸化识别位点,表明TaNDPK1蛋白可被上述3种氨基酸磷酸化修饰而激活,调控下游基因的表达。与野生型相比,TaNDPK1转基因纯系拟南芥株系的开花时间更迟,莲座叶数量更多,荚果发育不良,种子质量下降。由此推测,TaNDPK1基因可作为一个关键因子参与不育系337S的营养生殖转换等调控过程。     

枸杞木虱ORCO基因及其编码蛋白的生物信息学分析

枸杞木虱是枸杞的重要害虫之一,利用生物信息学软件对该虫非典型气味受体(ORCO)基因进行分析,可为进一步研究验证枸杞木虱ORCO基因的嗅觉相关功能提供理论基础。对枸杞木虱ORCO基因及其编码蛋白进行理化性质、序列特性、结构预测、进化关系等生物信息学分析。结果表明:枸杞木虱ORCO基因编码450个氨基酸,相对分子质量51.25 KD,等电点为6.32;亚细胞主要定位于其他细胞器,不属于分泌蛋白,不存在信号肽;有7个跨膜结构,Pfam:7tm_6结构域和Pfam:7tm_7结构域各1个;平均疏水性为0.254,属于疏水性蛋白;编码蛋白的二级结构中,α螺旋、直链延伸、β转角、无规则卷曲分别占54%、17.78%、3.78%和24.44%,三级结构主要由α螺旋和无规则卷曲缠绕折叠形成;进化树结果表明,枸杞木虱的ORCO基因与半翅目蚜科昆虫聚为一支。本研究的枸杞木虱ORCO基因生物信息学分析结果,为研究验证该基因及其编码蛋白在枸杞木虱取食、交配和产卵等过程中所发挥的作用提供了理论基础。     

小麦DHAR基因的克隆及生物信息学分析

以电子克隆和RT-PCR克隆获得了1个小麦脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)基因,并对其编码的蛋白质序列进行了生物信息学分析.结果表明,该基因cDNA序列长1 187 bp,编码263个氨基酸,蛋白质分子量为28 908.2 Da,PI为6.84;具有GST-N家族和GST-C-DHAR结构域,分别属于硫氧还蛋白超家族和GST-C末端超家族;该蛋白序列无信号肽,是亲水性蛋白,定位于细胞质叶绿体中,二级结构中以无规则卷曲(40.30％)和α螺旋(37.64％)为主,并含有少量的片层结构(17.11％);该蛋白序列与大麦、二穗短柄草、玉米、水稻、拟南芥的同源蛋白序列相似性较高,其中与大麦胞质DHAR(BAJ97007.1)蛋白进化距离最近.     

小麦YABBY基因的生物信息学分析

[目的]对小麦YABBY基因家族成员TaYAB1与TaCRC基因进行生物信息学分析。[方法]利用相应的计算机软件及数据库,对这2个基因的理化性质、结构与功能进行分析预测,同时构建其同源基因的系统进化树。[结果]TaYAB1与TaCRC蛋白为不稳定亲水性蛋白,其蛋白结构中无跨膜区,属于非分泌性蛋白。TaYAB1与TaCRC蛋白亚细胞定位于细胞核,有多种二级结构形式。功能分析预测这2个蛋白具有转录与转录调控功能。[结论]在小麦背腹极性建立中,小麦TaYAB1与TaCRC基因可能在转录调控过程中发挥重要作用。     

鸭LEPR基因结构和功能的生物信息学分析

以鸭瘦素受体(LEPR)基因为研究对象,运用生物信息学方法对鸭等10种动物的LEPR蛋白进行多序列比对分析、分子进化分析及蛋白质结构分析,并预测LEPR蛋白的理化性质、疏水性等基本性质。结果表明：鸭LEPR蛋白预测为不稳定的亲水性蛋白质,不含信号肽,为非分泌型蛋白质,定位在细胞质膜上,与其生物学功能相符。鸭LEPR蛋白还含有132个潜在磷酸化位点、10个N型糖基化位点和6个O型糖基化修饰位点。进化关系分析表明,鸭LEPR基因与同为水禽的黑天鹅进化关系最近,具有较高的同源性。这一研究为进一步研究鸭LEPR基因及其编码的蛋白质结构和功能提供了参考。     

牛LF基因结构和功能的生物信息学分析

摘要：本试验采用生物信息学方法预测和分析牛乳铁蛋白基因（LF）编码产物的理化特性、结构功能、信号肽、N 糖基化位点及其同源进化关系,以期为牛的抗病分子育种和经济性状相关基因筛选提供理论依据。研究结果显示牛LF基因编码708个氨基酸,产物为一种不稳定的水溶性蛋白,二级结构以α 螺旋为主,还有6个糖基化位点。蛋白功能以信号转导、胁迫应答和免疫应答的概率相对较高,这表明LF基因可能在牛免疫应答和生长调节过程中发挥重要作用,能对牛的抗病力和生产性能起作用。同源进化关系来看,牛LF基因与马的亲缘关系最近。因此LF基因可作为荷斯坦牛抗病育种的候选基因进行进一步研究。     

两个大白菜FT基因的生物信息学解析

本文利用比较基因组学的方法从大白菜的基因组中解析出两个成花素基因brft1和brft2,并对这两个基因的结构、顺式调控元件以及遗传进化进行了分析。结果表明,brft1和brft2都含有4个外显子,编码区大小均为528 bp,二者预测编码蛋白的序列一致性为90.29%, 说明这两个基因序列存在某种程度的分化。进化分析表明这两个基因应为拟南芥ft和tsf基因的直系同源基因。另外,这两个基因都含有响应激素和逆境信号的顺式调控元件,而且不尽相同,说明这两个基因的表达调控有所不同,可能在功能上存在一定分化。本研究为进一步揭示大白菜ft基因在开花和逆境响应中的功能奠定了基础。