计算机辅助物豆壳过氧化物酶分子序列分析

从生物信息学角度,利用生物大分子数据库（ＧＥＮＥＢＡＮＫ、ＳＷＩＳＳ－ＰＲＯＴ和ＰＤＢ）及软件技术（ＤＮＡＳＩＳ和ＰＲＯＳＩＳ）对豆壳过氧化物酶分子进行了序列分析及结构预测;通过与其它植物及真菌来源的过氧化物酶的比较研究,分析了结构保守性与功能域的关系,从分子水平探讨了植物过氧化物酶超家族的活性位点局部保守序列、折叠模式及序列结构域特征。     

辣根过氧化物酶酶学特性及应用进展

辣根过氧化物酶(HRP)是一种以亚铁血红素为氧化还原中心的过氧化物酶,从植物辣根的根部提取,目前被广泛地应用在污水处理、食品工业、有机合成和分析检测等领域.本文综述了辣根过氧化物酶的结构、固定化及辣根过氧化物酶在各个领域的应用,并对其工业应用前景及未来研究方向进行了探讨.     

甘蓝型油菜过氧化物酶的生物信息学分析

目的 分析甘蓝型油菜的过氧化物酶(Peroxiredoxin, PRDX)家族成员的生物学信息，以期为油菜及相近植物中PRDX的酶学特征及植物抗氧化的分子机制研究提供依据.方法 利用生物信息学方法，分析NCBI(National Center for biotechnology information)数据库中注册的7种油菜PRDX蛋白质的理化性质、信号肽、磷酸化位点、糖基化位点、蛋白质二级结构、三级结构及系统进化特点.结果 甘蓝型油菜PRDX蛋白质比较稳定；氨基酸序列中无信号肽，且不是分泌蛋白；该家族蛋白质中存在较多潜在糖基化位点和磷酸化位点；蛋白质二级结构、三级结构预测结果显示其结构具有极大相似性，且主要以α-螺旋和无规则卷曲为主；系统进化树将该家族成员分为了两个亚家族.结论 本研究为进一步探索植物PRDX家族的生物学功能提供了参考依据.     

生物信息学筛选催化茶黄素合成的多酚氧化酶

利用生物信息学方法从天然植物中筛选天然PPO酶源.用PPO保守序列从Uniport中检索到529条植物源PPO,除去重复的和不完整的序列后,得到178条PPO序列.用同源建模法,以甘薯PPO晶体结构(1BUG)为模板,构建各PPO的三维结构模型,经Procheck和Verify3D评价后,获得163个优质的PPO三维结构.用TM-score(空间拓扑)和RMSD(结构叠合)对163个PPO与茶PPO(A6N8J4)的三维结构进行了相似性比较.用Autodock Vina将163个PPO与茶中4种主要儿茶素进行分子对接,根据酶与底物结合的亲和力(Binding Affinity)预测各PPO的活性,发现酶与底物的亲和力与酶的一级结构序列同源性和酶的三维结构的重叠度之间无直接关系.从潜在的10种高PPO活性的植物材料中提取PPO、测定其茶黄素转化活性.10种植物材料中均有不同程度的PPO活性,其中沙梨和甘薯的PPO活性最高,且高于茶叶PPO活性.甘薯资源极其丰富,可从甘薯生产淀粉的废水中大量回收PPO,用于茶黄素的工业合成.本研究表明,利用生物信息学法可以从大量酶的序列信息中成功筛选出高活性的酶,与传统的酶活性筛选法比,可大大提高筛选范围和效率.     

微过氧化物酶-11与镧离子作用的紫外光谱研究

稀土微肥对农作物的增产作用十分明显.稀土离子进入植物体后,与植物体内的蛋白质、酶、核酸等生物分子必然会发生作用,影响或改变其固有的结构和功能,因此研究稀土离子与生物分子的相互作用对了解稀土使植物增产的机理是很有必要的.活体研究表明,稀土微肥在一定范围内能增强植物细胞保护酶的活性,但系统研究其作用机理尚未见文献报道[1].微过氧化物酶-11（MP-11）是细胞色素C的水解产物,它保留了细胞色素C肽链的11个氨基酸残基和血红素活性中心[2].由于它相对分子质量较小,结构相对比较简单,又与三大植物细胞保护酶之一的过氧化物酶具有相同的活性中心,因此可以被用来作为过氧化物酶的模型化合物.     

镧离子与微过氧化物酶—11相互作用的电化学研究

近年来 ,我国开始使用稀土微肥并得到很好的增产作用 ,但其原因还不清楚 .稀土离子进入植物体后 ,与植物体内的蛋白质、酶、核酸等生物分子必然会发生某些作用 ,影响或改变其固有的结构和功能 ,因此研究稀土离子与生物分子的相互作用对了解稀土微肥使植物增产的机理是很有必要的 .本文首次报道了用电化学和紫外 -可见吸收光谱研究微过氧化物酶 1 1 (ＭＰ 1 1 )与稀土镧离子的相互作用 ,发现镧的加入对ＭＰ 1 1自身的氧化还原有较大影响 ,同时对过氧化氢的还原有促进作用 .微过氧化物酶 1 1 (ＭＰ 1 1 )的结构如图 1 [1] .图 1　ＭＰ 11的结…     

过氧化物酶及其模拟酶催化反应的分析应用

以辣根过氧化物酶（HRP）为参照,从过氧化物模拟酶,包括自然酶和化学合成酶综述了过氧化物酶及模拟酶在分析化学的研究及应用,从分子光谱分析中的光度分析,荧光分析方面总结了过氧化物酶及模拟酶催化反应的应用研究趋势。     

生物信息学法筛选催化茶黄素合成的天然多酚氧化酶

利用生物信息学方法从天然植物中筛选天然PPO酶源. 用PPO保守序列从Uniport中检索到529条植物源PPO,除去重复的和不完整的序列后,得到178条PPO序列. 用同源建模法,以甘薯PPO晶体结构（1BUG）为模板,构建各PPO的三维结构模型,经Procheck和Verify3D评价后,获得163个优质的PPO三维结构. 用TM-score(空间拓扑)和RMSD（结构叠合）对163个PPO与茶PPO（A6N8J4）的三维结构进行了相似性比较. 用Autodock Vina将 163个PPO与茶中四种主要儿茶素进行分子对接,根据酶与底物结合的亲和力（binding affinity）预测各PPO的活性,发现酶与底物的亲和力与酶的一级结构序列同源性和酶的三维结构的重叠度之间无直接关系. 从潜在的10种高PPO活性的植物材料中提取PPO、测定其茶黄素转化活性. 10种植物材料中均有PPO活性,其中沙梨和甘薯的PPO活性最高,且高于茶叶PPO活性. 甘薯资源极其丰富,可用于茶黄素的工业合成. 本研究表明,利用生物信息学法可以从大量酶的序列信息中成功筛选出高活性的酶,与传统的酶活性筛选法比,可大大提高筛选范围和效率.     

甘草属(Glycyrrhiza linon)过氧化物酶同工酶和酯酶同工酶的分析

应用聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳对甘草属(Glycyrrhiza linon)的7个种及2个变种(甘草、无腺毛甘草(变种)、光果甘草、腺甘草(变种)、胀果甘草、科氏甘草、黄甘草、粗毛甘草和刺果甘草)叶片中的过氧化物酶和酯酶同工酶进行了分析。结果表明,本属植物的每个种都有其特征酶谱,而各种间的酶谱具有明显差异,2个变种和原种间的差异也十分明显。这从分子水平上证实了前人对甘草属种闻的分类是正确的。     

大戟科植物鲨烯环氧酶核苷酸及其编码氨基酸序列生物信息学分析

鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SQE)是在三萜和甾醇类化合物生物合成通路中的关键酶.主要采用生物信息学方法对17种大戟科植物的SQE核苷酸及其编码氨基酸序列的序列结构、理化特性方面以及空间结构进行了初步预测和分析,并构建SQE蛋白家族的系统进化树.结果表明,17种大戟科植物的SQE氨基酸序列结构与理化性质具有一定差异,多为碱性的疏水性蛋白;多数不具有信号肽,没有导肽分裂位点,却具有导肽,具有0～5个数量不等的跨膜结构域;亚细胞定位预测可能定位在内质网膜、质膜、类囊体膜和线粒体内膜上. SQE二级结构中最主要的结构元件是α螺旋和无规则卷曲,保守区都含有一个PLN02985 superfamily保守结构域,属于鲨烯单加氧酶超家族.分析结果可为SQE的酶学特性及三萜类化合物生物合成的分子机制研究提供理论基础.     

Isolation and characterization of soybean NBS analogs

Isolation of plant resistance genes is greatly helpful to crop resistance breeding and the insight of resistance mechanism. The cloned plant resistance genes are classified into four classes according to their putative structural domain, of which the majority possesses nucleotide-binding site (NBS) domain that consists of P-loop, kinase2a and kinase3a. The conservation of this domain affords the potential possibility of cloning the plant resistance genes, which is homology-based cloning technique. In the present study, the degenerate oligonucleotide primers were designed according to the tobaccoN andArabidopsis RPS2, and 358 clones were isolated from the genomic DNA of resistance soybean cultivar Kefengl, resistant to soybean mosaic virus, and 4 open-reading NBS analogs were finally characterized and designated asKNBS1, KNBS2, KNBS3 andKNBS4. Southern hybridization suggested that they were present with multicopy in the soybean genome;KNBS4 was mapped to F linkage group andKNBS2 co-located J linkage group with the SCAR marker ofRsa resistant to soybean mosaic virus by RFLP analysis. Northern analysis suggested thatKNBS2- related sequence was low and constitutively expressed in the root, stem and leaves of soybean. The detailed characterization of NBS analogs is very helpful to ultimately cloning the soybean resistance gene.     

Primary Structural Characterization of Phospholipid Hydroperoxide Glutathione Peroxidase

IntroductionBoth physico-chemical properties and functions ofproteins are based on their primary structure.Theoretical analysis of the primary structure ofproteins will give the structural characteristics ofthe same kind of proteins and provide ideas forfurther experimental research. More than 2 0native or deduced phospholipid hydroperoxideglutathione peroxidase (PHGPX) proteins werefound;three of which were cloned from rice,momordica and radishes in our laboratory[1 ,2 ] .There is a need to…     

A wound-induced small polypeptide gene family is upregulated in soybean nodules

Small peptides function as key signals in processes, such as plant cell differentiation, organ development and defenses to biotic stresses. A large number of small peptide precursor genes have been predicted from the analysis of the soybean (Glycine max) whole genome DNA sequence. However, most of these genes have unknown characteristics and functions. In this report, we systemically searched for the gene families of small peptide precursors that are up-regulated in soybean nitrogen-fixing root nodules. We found 212 genes (encoding peptides shorter than 150 amino acids) that were up-regulated, and among them, 79 genes belong to 38 multiple-gene families, but the other 133 genes are unique. Twenty-eight of 38 families are conserved in Arabidopsis, but the other 10 only exist in legumes. We also identified 16 out of the 38 members of the wound-induced polypeptide (WIP) gene family to be upregulated in nitrogen-fixing nodules. We further analyzed homologs of WIP genes in Medicago, Lotus, Arabidopsis and Oryza species and found that a few homologous genes from Medicago truncatula and Lotus japonicus were also upregulated in their nodules and some WIP genes were induced by specific fungal pathogens on soybean and rice. Structure prediction indicated that all WIP prepropeptides contain a conserved DUF3774 domain (including two hydrophobic regions) and most of them have an N-terminal signal sequence. Fluorescence microscopy analysis of two WIP prepropeptides fused to GFP revealed that these proteins are located on the plasma membrane of tobacco leaf cells. Interestingly, 34 soybean WIP genes are clustered onto three soybean chromosomes, different from known peptide gene families (such as CLE). Among them, 11 highly identical genes are aligned on the 6th chromosome, 12 on the 12th, and 11 on the 13th chromosomes. Most of WIP genes from the 12th chromosome share the highest identities with their homologs on the 13th chromosome, suggesting that ancestral WIP genes could have originated from the 13th chromosome, then spread onto the 12th chromosome by chromosome homologous recombination; the new WIP genes could have existed in multiple copies by gene duplication which then spread onto the 6th chromosome. In Arabidopsis and Oryza species, half of the WIP genes are also aligned on one chromosome and showed higher identity with those from the soybean 12th and 13th chromosomes, suggesting that WIP genes originated from one common ancestor.     

大口胭脂鱼线粒体DNA控制区序列的研究

采用PCR扩增、直接测序的方法得到了大口胭脂鱼线粒体DNA控制区的序列,经过对比分析,其序列全长为920bp,碱基含量分别为：胸腺嘧啶（T）29．8％,胞嘧啶（C）21．6％,腺嘌吟（A）32．4％,鸟嘌呤(G)16．2％,与其它鲤科鱼类相比,胸腺嘧啶含量略低,鸟嘌呤含量略高,其它则相似,成功地识别了终止序列区（nt,1-235处）、中央守区（nt236－566处）和保守序列区(nt．567－920）处,并找到了终止相关的序列ETAS以及保守D(CSB－D）和保守序列1、2、3（CSB1,CSB2,CSB3）,这以中以为将来进行大口胭脂鱼的种群分化研究和资源保护研究提供基础。     

大豆bHLH转录因子家族成员的进化及功能分化研究

碱性螺旋-环-螺旋蛋白(basic Helix-Loop-Hleix,bHLH)转录因子家族是动植物中最大的转录因子家族之一,主要由碱性氨基酸区域和螺旋-环-螺旋区域组成,在动植物生长发育和胁迫应答反应中发挥着重要作用.本研究通过对大豆全基因组生物信息学分析和分子生物学研究手段,深入研究了大豆bHLH基因家族的进化机制,同时探讨了该基因家族在大豆中的功能分化.结果表明,大豆中含有340个非冗余的bHLH基因家族成员,通过对这些成员的Pfam蛋白结构域、Motif组成和系统进化关系的分析,将这些成员分为15组共24个亚家族,在大豆20条染色体上呈现不均匀分布.bHLH理化性质差异较大,编码的大豆氨基酸数量为91～815aa,相对分子量为10 273.88～91 300.38,理论等电点为4.56～10.40;碱性氨基酸区含有His5-Glu9-Arg13保守序列,与靶基因结合有关,HLH区含有Arg23和Arg55,与形成二聚体有关,同时含有5种保守元件.多数成员在大豆根以及花发育的5个时期中具有组织表达特异性,不同基因表达量差异较大.     

施钙处理对大豆铝毒缓解作用的研究

采用水培法,以抗铝毒大豆品种浙春2号、对铝毒敏感大豆品种浙春3号为研究材料,设置不同的铝．处理水平（0、50、150mg·L^-1）和钙处理水平（0、80、160、320mg·L^-1）,研究了不同质量浓度的钙处理对大豆铝毒的缓解作用．结果表明：在铝胁迫下,增加钙的供应可减轻铝对植物的毒害,显著削弱铝毒导致的植株生物量、根系活力、可溶性糖和可溶性蛋白质含量及过氧化物酶（POD）活性的下降,以及游离脯氨酸含量的上升,有效提高植株对铝胁迫的抗逆性．低水平的钙（80mg·L^-1）对低水平的铝处理有较为显著的缓解作用,高水平的铝处理则需高水平的钙（320mg·L^-1）才能达到较显著的缓解作用．2个大豆品种比较而言,钙对浙春2号的铝中毒具有更显著的缓解作用．     

基于规则推理的自动船体装配工艺生成方法

针对船体装配以经验为主的现状,根据船体零部件装配关系的特点,利用扩展的“赋权有向连接图”和边列表的方法表达船体装配模型和装配序列.分析了船体零件的形状和装配特征,归纳常用零件的装配元素和装配零件,并以规则推理方式实现装配工艺的自动生成,开发计算机辅助自动船体装配工艺原型系统.以一个典型船体分段的装配过程为例进行实验表明,利用该方法可有效提高船体装配效率和质量.     

黑线姬鼠线粒体DNA控制区的序列测定及分析

以黑线姬鼠肝脏组织为材料提取线粒体DNA，并以此为模版定向扩增D-loop区．克隆后测序得到的全序列大小为852bp．选取其相对保守序列与欧洲大陆同种黑线姬鼠进行序列比较，发现2个同种不同域的黑线姬鼠亲缘关系很近．通过比较突变位点出现的位置可以推断黑线姬鼠线粒体DNA控制区可分ETAS，central，CSB3个区域．由中心区最为保守这一原则，推测出central区大体位置，central区两侧则为ETAS和CSB区．     

Isolation of cDNAs Enconding Two Distinct Transcription Factors Binding to DRE cis-acting Element Involved in Cold- and drought-induced Expression of Arabidopsis rd29A Gene

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｅｖｅｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｈａｎｇｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ,ｄｒｏｕｇｈｔａｎｄｈｉｇｈ ｓａｌｔ ,ａｆｆｅｃｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｐｌａｎｔｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃｒｏｐｓ .Ｐｌａｎｔｃｅｌｌｃａｎｎｏｔｏｂｔａｉｎｗａｔｅｒｗｈｅｎｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｄｒｏｕｇｈｔｏｒｈｉｇｈ ｓａｌｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ .Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌｓｏｒｅｄｕｃｅｓｗａｔｅｒｓｔａｔｅｏｆ …