新型冠状病毒膜蛋白的生物信息学分析

为了研究新型冠状病毒膜蛋白(SARS-CoV-2 M蛋白)结构及性质.基于生物信息学分析M蛋白质基因结构、二级结构和三级结构、翻译后的修饰和进化历程.结果表明,M蛋白为疏水性蛋白,其基因编码区长度为669bp,编码222个氨基酸;M蛋白启动子区内不存在甲基化位点,存在17潜在的转录因子结合位点;其二级结构以无规则卷曲和β折叠为主,不含外分泌信号肽,存在3个跨膜结构域、2对二硫键、37个磷酸化位点、1个N连接的糖基化位点和6个B细胞抗原结合位点;进化树分析表明,SARS-CoV-2 M蛋白与蝙蝠冠状病毒的M蛋白具有同源性.此结果为深入研究其结构与功能提供了理论数据,也为疫情防治提供了参考依据.     

Neuritin结构组成分析及其相互作用蛋白生物信息学预测

目的 对Neuritin的理化性质及结构组成，蛋白质相互作用网络进行生物信息学预测分析，为进一步研究Neuritin的功能和作用机制提供新的思路与方向。方法 应用Protscale和ProtParam、TMHMM、SignalP、PSORTⅡ、NetNGlyc、NetOGlyc和Netphos等软件，分析Neuritin的理化性质、跨膜结构、信号肽结构、亚细胞定位以及翻译后修饰位点；利用Protean、tFold以及AlaphFold等软件和数据库，分析Neuritin的二级和三级结构；同时，利用STRING数据库构建Neuritin蛋白质相互作用网络。结果 Neuritin的相对分子质量为15 332.77,理论等电点(PI)为6.54。不稳定系数27.26,属于较稳定蛋白；脂肪系数98.31;总平均亲水性0.208,属于疏水性蛋白；Neuritin表达产物N端27个氨基酸为信号肽，C端27个氨基酸为GPI锚定序列，为跨膜区；其亚细胞定位及可能性分别为胞外(34.8%)、细胞膜(34.8%)、内质网(17.4%)及高尔基体(13.0%);无N糖基化及O糖基化位点，存在11个磷酸化位点...     

鞘氨醇单胞菌中威兰胶合成关键基因welE和welC的生物信息学分析

为探究威兰胶合成途径中关键基因welE和welC的结构特性及功能,运用生物信息学手段分析了welE和welC基因的序列信息,预测了其编码蛋白的理化性质、跨膜区、信号肽、磷酸化修饰、结构域及高级结构等.研究结果表明,WelE蛋白是由234个氨基酸组成的稳定亲水性蛋白质,无跨膜结构和信号肽,存在20个磷酸化位点,含有一个BY-kinase结构域,说明WelE可能参与威兰胶的生产与转运,WelE二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,三级结构呈"圆环状";WelC蛋白是由449个氨基酸组成的不稳定亲水性跨膜蛋白质,含有2个跨膜螺旋、无信号肽,存在39个磷酸化位点,含有一个Wzz结构域,这表明WelC可能与威兰胶链长调节有关,WelC二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,三级结构呈"条状",这些结果为解析welE和welC基因的功能以及建立威兰胶代谢调控方法奠定了理论基础.     

山羊奇异变形杆菌毒力因子zapA基因的克隆及蛋白结构预测

为了研究山羊奇异变形杆菌毒力因子,克隆zapA基因和预测推导的蛋白结构.采用PCR方法,对山羊奇异变形杆菌zapA基因进行扩增、克隆及序列测定;利用生物信息学软件预测推导zapA蛋白的信号肽、跨膜区、二级结构及B细胞抗原表位.结果表明:zapA基因长为1 476bp,编码491个氨基酸,与参考株的核苷酸序列同源性为99.59%,氨基酸同源性为99.59%;zapA蛋白存在信号肽,无跨膜区,B细胞表位可能位于69-71,78-84,136-139,197-199,353-356,371-373和472-474氨基酸区域内或附近.该试验为奇异变形杆菌zapA蛋白的表达及基因工程疫苗的研制提供了理论基础.     

不同丝状真菌Delta-12脱饱和酶的生物信息学比较分析

运用生物信息学方法对卷枝毛霉、稻根霉菌、高山被孢霉和米曲霉等丝状真菌的Delta-12脱饱和酶的氨基酸组成、理化性质、氨基酸保守位点、进化关系、信号肽、跨膜结构。亲水性/疏水性和二级结构等进行比较分析.结果表明:丝状真菌Detal-12脱饱和酶是一种亲水的稳定的膜结合蛋白,不具有信号肽,具有明显的疏水跨膜区域,有3个保守的His-box功能区域,二级结构主要由螺旋和不规则卷曲构成,其中螺旋占50%以上.     

小鼠骨骼肌肌球蛋白重链生物信息学特性比较

应用生物信息学软件对MyHCs蛋白不同亚型的基因序列进行比较分析,并根据比对结果建构系统进化树,对其蛋白进行结构与功能分析。结果表明:MyHC在体内以多种蛋白形式存在,其理化性质基本一致;可能的翻译后糖基化修饰多为N-糖基化,且都存在较多个位点,具有明显的Motor-domain Superfamily、MYSc、Myosin tail 1等多重保守结构域,并且N末端具有多个ATP结合位点等特异性功能区域。MyHCs蛋白二级结构均以α螺旋为主,辅以折叠和无规则卷曲等形式,其三级结构模式相似;系统进化树显示,MyHCⅡb、MyHCⅠ蛋白与其他蛋白有着较大的序列差异及较远的进化关系。MyHC蛋白不同亚型结构之间的细微差异为MyHC的重塑提供可能,进而在结构上与其功能相适应。     

多房棘球绦虫钙网蛋白结构和功能的生物信息学研究

为进一步研究多房棘球绦虫的致病性、药物靶点以及疫苗诊断试剂的开发提供理论依据,应用生物信息学方法预测分析多房棘球绦虫(Echinococcus multilocularis,Em)钙网蛋白(Calreticulin,CRT)的结构和功能。通过基因组数据库收集数据确定Em-CRT基因和氨基酸序列;利用生物信息学软件分别对Em-CRT进行蛋白质基本性质、翻译后修饰位点、功能域、亚细胞定位、二/三级结构、亲/疏水性、抗原表位以及进化关系等进行预测和分析。结果表明:Em-CRT基因转录本长度为1 188 bp,蛋白全长为395个氨基酸残基,分子量大小约为45.44 kDa,等电点(pI)为4.47,为稳定蛋白,亲水性较高,可溶于水;具有信号肽和信号肽酶剪切位点,为膜外蛋白;Em-CRT具有N端糖基化位点,酪氨酸激酶(TK)Ⅱ磷酸化位点,cAMP和cGMP依赖蛋白激酶磷酸化位点,N端肉豆蔻酰化位点,蛋白激酶C磷酸化位点,酪氨酸激酶磷酸化位点;二级结构以无规则卷曲和α螺旋为主;Em-CRT具有良好的T,B细胞抗原表位。所以,Em-CRT对多房棘球绦虫个体发育具有重要的作用,且与多房棘球蚴感染免疫密切相关,可参与感染过程或宿主免疫应答,具有作为诊断试剂抗原分子的价值和潜在的疫苗候选分子与新的药物靶标的应用前景。     

东北七鳃鳗Lm-PHB2的生物信息学分析及多克隆抗体制备

在首次获得七鳃鳗Lm-PHB2的全长cDNA序列的基础上,对预测得到的LmPHB2氨基酸序列进行了生物信息学和进化分析;经原核表达并大量提纯获得重组蛋白rLm-PHB2,在此基础上,优化兔抗七鳃鳗抗体的免疫制备流程.结果表明:七鳃鳗LmPHB2蛋白的理论分子质量约为33.25ku,理论等电点为9.85,为亲水性蛋白;信号肽预测结果表明其ORF区中无信号肽.该蛋白有1个位点可能发生N型糖基化,不存在棕榈酰化位点;跨膜区预测表明Lm-PHB2仅在内膜区域存在跨膜结构.系统发育树分析表明Lm-PHB2的进化地位在头索动物与脊椎动物之间,与物种进化规律基本一致.制备了效价≥64万且与重组蛋白rLm-PHB2和天然Lm-PHB2蛋白均有很强的特异性结合能力的多克隆抗体.Western Blot表明,Lm-PHB2蛋白在七鳃鳗的心、肾、肝和肠中均有表达,其中,在心脏组织中表达量最高.本实验为PHB2基因的进化研究提供了理论依据,并为七鳃鳗Lm-PHB2蛋白功能研究奠定了基础.     

藏羊源细粒棘球蚴抗原B亚单位2蛋白生物信息学分析及其结构和功能预测

为进一步探索藏羊源细粒棘球蚴抗原B亚单位2蛋白(EgAgB8/2)功能,用DNAstar软件对EgAgB8/2重组基因序列进行分析并推算出其编码的氨基酸序列;通过蛋白分析系统ExPASY的在线软件Prot Param和Proscale,分析EgAgB8/2蛋白的物理和化学性质;用Signal P4.1软件对蛋白质信号肽进行预测。用TMHMM软件对EgAgB8/2蛋白的跨膜区进行分析。通过DNAstar分析EgAgB8/2蛋白质的二级结构。利用CBS分析系统上的Bepi Pred1.0b和DNAstar二者结合方式预测抗原表位。通过在线软件SWISS-MODEL预测三维结构。结果表明:EgAgB8/2重组基因335 bp的基因序列中,有一个273 bp开放阅读框,编码91个氨基酸。组成EgAgB8/2蛋白的有20种氨基酸,理论分子质量为10.35 ku,等电点为9.52,总平均亲水性为-0.247,蛋白总体亲水性较低,既含有信号肽序列又包括胞外区,结合两者的综合分析,确定EgAgB8/2蛋白抗原表位有:第21~27位,第47~48位,第82~88位。EgAgB8/2的结构和功能及其抗原表位的预测,为其在棘球蚴病的中间宿主免疫诊断方面的应用奠定了基础。     

rhIL-7生物信息学分析及原核系统分泌表达

通过生物信息学分析并预测hIL7糖基化位点、磷酸化位点、信号肽预测、跨膜蛋白、亲疏水性,构建pGEX-4T-1-hIL-7原核表达载体,转化至大肠杆菌LB21(DE3),优化hIL-7表达条件,利用SDS-PAGE电泳和WesternBlot鉴定重组蛋白.表明hIL-7与猴的同源性一致,是一个含有13个磷酸化位点及3个糖基化位点,具有信号肽的亲水性分泌蛋白.重组载体经DNA测序,显示包含正确的hIL-7编码序列.将pGEX-4T-1-hIL-7重组载体转入大肠杆菌后,经IPTG诱导表达融合蛋白(含GST标签),相对分子量约为43 000 Da,表达形式为包涵体表达.采用单因素方法对诱导时间、诱导温度、IPTG浓度进行考查.在此基础上进行3因素3水平正交实验的统计学优化,得到的最优表达条件为37℃、6 h、IPTG浓度0.5 mmol/L.     

梅花鹿抗病毒蛋白的生物信息学分析

通过在线生物软件分析梅花鹿四种抗病毒蛋白A3Z2、BST-2A、BST-2B和SAMHD1蛋白的生物信息学特性。从转录组中获得四种蛋白的基因序列,应用Prot Param、Protscale、SOPMA、TMHMM、Target P、Signal P、Motif Scan、Interproscan以及BLAST等在线软件分析蛋白的理化性质、二级结构、穿膜域、结构域等等。首次获得了四种抗病毒因子的基因和蛋白序列,梅花鹿A3Z2基因编码393个氨基酸,相对分子质量为47.59 k Da,碱性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,胞内定位,具有糖基化和磷酸化位点,两个胞嘧啶脱氨酶结构域。梅花鹿BST-2A和2B基因编码159个氨基酸,相对分子质量为17.69 k Da和18.12 k Da,酸性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽,BST-2A有两个跨膜结构域,BST-2B有一个跨膜结构域,膜定位,具有糖基化和磷酸化位点。梅花鹿SAMHD1基因编码613个氨基酸,相对分子质量为70.51 k Da,碱性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,胞内定位,具有磷酸化位点,d NTP磷酸水解酶活性结构域。梅花鹿A3Z2、BST-2A、BST-2B和SAMHD1蛋白具有潜在的抗病毒能力。     

异色瓢虫的HSP 90基因的克隆与特性分析

 采用同源克隆和锚定PCR技术, 从异色瓢虫 Harmonia axyridis (Pallas)中克隆到热休克蛋白HSP 90 基因的cDNA全序列（Genbank number: FJ501962）。cDNA全长2 480 bp,包含3′非编码区域(UTR)为200 bp和5′UTR为126 bp,开放阅读框(ORF) 长2.154 bp,编码717个氨基酸。预测的相对分子质量为82.230, 理论等电点为4.96,无糖基化位点、跨膜结构和信号肽。在N端具有 HSP 90 基因保守的ATPase结构,含有HSP90家族的C末端的保守序列EEVD。与赤拟谷盗 Tribolium castaneum 相比较,同源性高达90%,系统发育分析也表明两者的亲缘关系最近。 HaaHSP 90 基因的克隆和比较分析为进一步深入研究异色瓢虫的抗逆机理及其进化具有重要意义。     

异色瓢虫的HSP90基因的克隆与特性分析

采用同源克隆和锚定PCR技术,从异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)中克隆到热休克蛋白HSP90基因的cDNA全序列(Genbank number:FJ501962)。cDNA全长2 480 bp,包含3′非编码区域(UTR)为200 bp和5′UTR为126 bp,开放阅读框(ORF)长2 154 bp,编码717个氨基酸。预测的相对分子质量为82 230,理论等电点为4.96,无糖基化位点、跨膜结构和信号肽。在N端具有HSP90基因保守的ATPase结构,含有HSP90家族的C末端的保守序列EEVD。与赤拟谷盗Tribolium castaneum相比较,同源性高达90%,系统发育分析也表明两者的亲缘关系最近。HaaHSP90基因的克隆和比较分析为进一步深入研究异色瓢虫的抗逆机理及其进化具有重要意义。     

梅花鹿FGF10基因的生物信息学分析

应用生物信息学的方法对梅花鹿FGF10基因的核苷酸和氨基酸序列进行了初步的生物信息学分析,包括理化性质分析、信号肽和跨膜结构域分析、磷酸化位点和疏水性分析、蛋白质二级结构分析、功能结构域分析以及系统进化分析.结果表明:梅花鹿FGF10基因编码213个氨基酸,蛋白相对分子量为23.84kD,为碱性不稳定蛋白;存在信号肽和跨膜结构域;共有26个磷酸化位点;二级结构主要由α螺旋、β转角、延伸链和随机卷曲组成.具有FGF典型的FGF结构域.系统进化分析显示,梅花鹿FGF10与哺乳动物FGF10相似性较高,并且与牛、羊在亲缘关系上最相近.为梅花鹿FGF10基因的结构和功能的进一步研究打下了坚实的理论基础.     

Structure of HIV-1 gp120 V1/V2 domain with broadly neutralizing antibody PG9

Variable regions 1 and 2 (V1/V2) of human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) gp120 envelope glycoprotein are critical for viral evasion of antibody neutralization, and are themselves protected by extraordinary sequence diversity and N-linked glycosylation. Human antibodies such as PG9 nonetheless engage V1/V2 and neutralize 80% of HIV-1 isolates. Here we report the structure of V1/V2 in complex with PG9. V1/V2 forms a four-stranded β-sheet domain, in which sequence diversity and glycosylation are largely segregated to strand-connecting loops. PG9 recognition involves electrostatic, sequence-independent and glycan interactions: the latter account for over half the interactive surface but are of sufficiently weak affinity to avoid autoreactivity. The structures of V1/V2-directed antibodies CH04 and PGT145 indicate that they share a common mode of glycan penetration by extended anionic loops. In addition to structurally defining V1/V2, the results thus identify a paradigm of antibody recognition for highly glycosylated antigens, which-with PG9-involves a site of vulnerability comprising just two glycans and a strand.     

Structural homology of Torpedo californica acetylcholine receptor subunits

The nicotinic acetylcholine receptor (AChR) from the electroplax of the ray Torpedo californica is composed of five subunits present in a molar stoichiometry of alpha 2 beta gamma delta (refs 1-3) and contains both the binding site for the neurotransmitter and the cation gating unit (reviewed in refs 4-6). We have recently elucidated the complete primary structures of the alpha-, beta- and delta-subunit precursors of the T. californica AChR by cloning and sequencing cDNAs for these polypeptides. Here, we report the whole primary structure of the gamma-subunit precursor of the AChR deduced from the nucleotide sequence of the cloned cDNA. Comparison of the amino acid sequences of the four subunits reveals marked homology among them. The close resemblance among the hydrophilicity profiles and predicted secondary structures of all the subunits suggests that these polypeptides are oriented in a pseudosymmetric fashion across the membrane. Each subunit contains four putative transmembrane segments that may be involved in the ionic channel. The transmembrane topology of the subunit molecules has also been inferred.     

THE蛋白的结构分析与功能预测

调用motif数据库、profile数据库和interproscan数据库,对THE蛋白进行了序列同源性分析和功能位点分析.结果表明,THE蛋白质是一种核蛋白,理论等电点为6.36,分子量为44 859 Dalton.应用多种相关软件对THE蛋白的二级结构和特殊结构进行了初步预测,结果显示:THE蛋白中存在α螺旋、β-折叠片和无规卷曲结构,有两个可形成跨膜结构的片段,不存在卷曲螺旋,无信号肽,也无线粒体定位信号.对THE蛋白进行序列同源性、结构域及功能位点预测,结果显示:THE蛋白与来自大鼠睾丸的Tes13-S、Fos13-L和几种假设蛋白有较高的相似性;THE蛋白存在次黄嘌呤核苷酸脱氢酶、嘌呤核苷酸还原酶结构域及PKC、酰胺化、豆蔻酸连接等功能位点,无糖基化位点.THE蛋白的结构分析与功能预测为该基因的功能研究提供了重要的依据.