暗紫贝母甲羟戊酸途径关键酶HMGR的生物信息学分析

以暗紫贝母的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶氨基酸序列为研究对象,利用CD search、Cell-PLoc和SWISS-MODEL等生物信息学在线预测软件对其保守区域、理化性质、亚细胞定位、结构和活性区域等性质进行分析.结果表明,该酶由559个氨基酸残基组成,是主体部分位于内质网膜外的二次跨膜疏水蛋白质.其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成.三级结构为同源四聚体结构,活性区域由两条多肽链的66个氨基酸残基构成,活性区域的面积和体积分别为1 284.340?~2和2 152.618?~3.生物信息学手段分析预测结果揭示了暗紫贝母中3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的性质、结构和功能,为进一步研究贝母活性生物碱的生物合成调控机制奠定理论基础.     

银杏GbGGPS基因的克隆及序列分析

利用RACE技术克隆并获得了银杏牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GbGGPS基因).银杏GbGGPS基因的cDNA全长为1 641 bp,含有1个1 176 bp的可读框,编码391个氨基酸序列.生物信息学预测GbGGPS蛋白的分子质量为42.51 ku,理论等电点为5.98,N端有叶绿体信号肽,其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成.蛋白质同源分析表明,GbGGPS含有多聚异戊二烯基合成酶家族中保守的5个特征性结构域和2个富含天冬氨酸的区域.同源建模分析显示GbGGPS序列与薄荷GGPS蛋白的三维结构及活性位点高度相似.系统进化分析表明,银杏GGPS蛋白归属植物进化支,且与加拿大红豆杉、挪威云杉、北美冷杉的GGPS蛋白归为同一分支.     

丹参法呢基焦磷酸合酶基因(SmFPPS1)的表达模式

克隆了丹参中萜类物质合成相关的法呢基焦磷酸合酶基因(farnesyl diphosphate synthase,SmFPPS1,HQ687768),并对其序列特征进行了分析,发现该基因编码产物含有异戊烯基转移酶的特征结构域定位于细胞质中.功能互补分析显示,SmFPPS1不具有牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(geranylgeranyldiphosphate synthase,GGPPS)活性.实时荧光定量PCR分析结果显示,SmFPPS1在丹参生长的各个时期具有一定的组成性表达,在其花期的各器官中主要在花中表达,而且其表达受到茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和真菌诱导子信号的诱导.     

Trichoderma Reesei菌生物降解酶CIP 1和CIP 2的生物信息学分析

运用生物信息学方法,对已报道的Trichoderma reesei QM6a菌株生物降解酶CIP 1和CIP 2基因进行了生物信息学分析,以明确里氏木霉生物降解酶CIP 1和CIP 2的理化性质、二级结构、信号肽、定位、跨膜结构、磷酸化位点及进化关系.结果表明：CIP 1和CIP 2均属于稳定蛋白,含有大量无规则卷曲;信号肽剪切位点分别在19~20和17~18位的氨基酸之间;两者无螺旋卷曲结构,无跨膜结构域,并定位在分泌途径信号肽（SP）上.     

蛋白质二级结构预测的结构表达方法研究

蛋白质二级结构预测时,描述窗口内氨基酸残基序列的各种物理化学和分子结构参数的数量非常大,而且不能很好地直接体现氨基酸的连接顺序,这样就造成二级结构预测工作既费时效果又低下,因此,对这些数据预处理是非常必要的.研究发现,这些初始数据对应的变换矩阵的本征值谱与氨基酸残基序列情况无关,只与氨基酸的类别、数量性质有关,而其本征函数数据能够直接反映氨基酸残基的序列情况,利用有显著大小的本征值对应的本征函数作为描述参数,在进行蛋白质二级结构预测时,不但能够显著减少描述参数的个数,而且它体现了氨基酸顺序的变化,这将有效提高蛋白质二级结构预测研究效果.     

南丰蜜橘β-萝卜素羟化酶的生物信息学分析

利用多种在线软件对本实验室克隆测序的南丰蜜橘(Citrus reticulata Blanco var.kinokuni(Tanaka)H.H.Hu)β-胡萝卜素羟化酶(chy,蛋白序列号CAL63739)的理化性质、亲水性、跨膜区及空间结构进行了预测.理化性质分析显示其含311个氨基酸分子量为34 785.4,pI值为9.03.该酶定位于类囊体膜上,TMpred跨膜分析显示它含有4个显著的跨膜螺旋区,这些区域与ProtScale预测的疏水区基本重叠.该酶二级结构以α-螺旋为主,且含多种磷酸化位点.结构域分析显示该酶含β-羟化酶家族的特征结构域PD095142(99～156aa)和PD011050(157～280aa).借助HHpred三级结构预测结果,分析了该酶的结构特征及可能的膜定位方式.本文为进一步研究该酶结构和功能的关系打下了基础.     

旋毛虫21 KDa排泄分泌抗原二级结构及T细胞和B细胞表位预测

应用SYFPEITHI和Propred程序和多种预测方案对旋毛虫21 KDa排泄分泌抗原的T细胞表位、二级结构、疏水性、柔韧性、表面可能性、两性区以及B细胞表位进行预测.旋毛虫21 KDa排泄分泌抗原存在2个较强的T细胞表位区,分别为第9~23位和第135~150位氨基酸位点;潜在的B细胞表位存在于从第28个氨基酸残基开始的广大区域内.预测结果为旋毛虫病诊断和新型疫苗研制提供候选抗原.     

FAAS测定暗紫贝母中的9种元素含量

采用火焰原子吸收光谱法对产自青海果洛州的暗紫贝母中Cu、Zn、Fe、Mn、Ca、K、Na、Mg、Cd共9种金属元素进行了分析测定.在选定的测定条件下,青海暗紫贝母中各元素间相互干扰小,对测定结果无明显影响.方法的校准曲线线性关系良好(r=0.9973~0.9999),方法回收率在97.00%~102.00%之间(n=7),RSD值(n=7)在0.17%~1.43%之间.青海暗紫贝母中Ca、K、Na、Mg含量较高,研究结果为合理开发暗紫贝母资源提供科学依据.     

氧自由基对CAT、SOD和GPX的氧化修饰研究

以氧自由基产生系统作用于CAT、SOD和GPX，探索氧自由基的氧化修饰对CAT、SOD和GPX结构与功能的影响。结果：CAT被氧自由基氧化修饰后，改变了酶蛋白二级结构(α—螺旋百分含量减少)、空间构象(△Cp减少，分子粒晶直径增大)、辅基Fe(Ⅲ)微环境及酶、底物的亲和力和催化活性。过氧化氢，羟自由基系统可以使SOD酶蛋白氨基酸残基氧化产生羰基，并使SOD活性降低。过氧化氢／羟自由基可在His对SOD作用背景上更为严重地损伤SOD(活性降低幅度更大)。氧自由基对GPX有损伤作用：氧自由基可使GPX酶蛋白氨基酸残基氧化产生羰基，并可使GPX酶蛋白二级结构发生变化(α—螺旋百分含量减少)，这些可能是使GPX活性下降的原因。结果提示：氧自由基的氧化修饰，可对抗氧化酶CAT、SOD和GPX造成损伤。氧自由基使酶蛋白结构和辅基的微环境与价态发生变化，可能是酶活性降低的原因。     

暗紫贝母研究现状

为了保证贝母属植物的合理利用,现对川贝母植物的基源植物暗紫贝母的本草考证、植物来源、提取工艺、化学成分、以及药理研究进行综述.     

一种混合深度神经网络的赖氨酸乙酰化位点预测方法

赖氨酸乙酰化(Lysine acetylation,Kace)普遍存在于人体代谢酶中,与多种代谢疾病密切相关,因此准确识别该位点对于代谢疾病治疗的研究具有重要意义.现有的Kace位点预测方法大多采用蛋白质序列层面的信息作为输入,蛋白质结构特性考虑不全面;特征提取时未关注氨基酸残基间顺序相关性,信息丢失严重,降低了预测准确度.提出一种新的Kace位点预测深度学习CL-Kace模型. CL-Kace引入蛋白质结构特性,并与蛋白质原始序列、氨基酸理化属性共同构建位点特征空间,采用卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)提取特征;引入双向长短期记忆(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM)网络捕获残基间的顺序依赖关系,以提高网络的抽象能力,识别潜在的Kace位点.实验结果表明,CL-Kace模型优于现有的Kace位点预测器,能够有效地预测潜在的位点.     

从序列预测蛋白质折叠速率

基于序列预测二级结构的蛋白质折叠速率的成功预测暗示着折叠速率能够单独从序列中预测出来.为了追踪这一问题,提出了从序列预测折叠速率的一种方法,而不需要任何二级结构和拓扑的信息.残基对折叠速率的影响与氨基酸的性质有密切的关系.对双态和多态蛋白质实验测定的折叠速率的相关性达到了82.9%,这意味着蛋白质的氨基酸序列是决定折叠速率和机理的重要因素.     

二维相关红外光谱方法研究肌红蛋白酸变性过程

1前言 肌红蛋白(Myoglobin,简称Mb)是肌肉中与呼吸作用有关的蛋白质.它由一条肽链构成,含153个氨基酸残基,整个分子为球状.肌红蛋白的肽链可以分成8段长度为7～24个氨基酸残基组成的α螺旋区,转折处有1～8个氨基酸残基结构松散,没有形成α-螺旋.具有极性基团侧链的氨基酸残基几乎全部分布于分子表面,而非极性氨基酸残基则被埋在分子内部肌红蛋白的二级结构主要由α-螺旋组成(约占77%,包括310螺旋),另外还有一些无规卷曲(约占13%)和β-转角(约占10%)结构.它是一种重要的模型蛋白.     

法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及双元载体的构建

以留兰香(MenthaspicataL)为材料,利用RT PCR方法克隆法呢基焦磷酸合酶基因(fps)的cDNA,核酸序列分析表明,该基因的编码区长1050bp,编码349个氨基酸.进一步将fps基因插入植物表达载体BinAR,酶切鉴定及测序结果都证明fps的植物双元表达载体构建成功,为fps基因在烟草中的异源表达奠定了基础.     

拟南芥PAL基因家族鉴定及表达模式分析

为研究苯丙氨酸解氨酶（PAL）作为苯丙烷类代谢途径的关键酶,在植物响应环境胁迫过程中的重要作用,本研究利用HMMER、Pfam与SMART等工具,从拟南芥全基因组中筛选获得 9 个PAL成员,分析其编码酶蛋白的理化性质、二级结构与保守基序等信息.同时,结合转录组与定量PCR分析PAL成员在干旱与盐胁迫条件下的表达模式.结果表明,拟南芥PAL成员的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成;亮氨酸和丙氨酸为含量较高的氨基酸残基;拟南芥PAL成员含有 20 种不同的保守基序,其中motif6含有ASG活性位点,为所有PAL成员所共有;较多PAL成员具有光响应、激素响应、胁迫响应和生长发育相关的顺式调控元件.转录组学与定量PCR分析发现,AT3G53260.1、AT3G53260.2与AT3G47660.1的mRNA表达水平在干旱与盐胁迫后发生显著变化,推测这 3 条基因可能参与拟南芥对干旱及盐胁迫的响应过程,表明PAL基因在调控植物生长发育与非生物胁迫响应过程中发挥重要作用.     

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.     

分子动力学模拟三氯生对烯脂酰-ACP还原酶作用机制研究

本文利用分子动力学模拟分别研究了蛋白sa Fab I体系、sa Fab I-NADP+体系和sa Fab I-NADP+-TCL体系的稳定性、各氨基酸残基随模拟时间的波动情况以及活性位点处关键氨基酸残基构象的变化规律.研究表明,辅酶NADP+及抑制剂三氯生均可在不同程度上促使蛋白构象稳定.辅酶NADP+可以促使活性位点Loop区残基Y147-Y157残基构象变为规则的卷曲构象;抑制剂三氯生可以促使蛋白与底物结合位点Loop I区残基I94-E108和Loop II区残基R194-F204及活性位点Loop区残基Y147-Y157残基构象变为规则的卷曲构象,构象趋于稳定.上述研究发现对认识三氯生作为抗菌药物机制及相关药物设计具有重要指导意义.     

兽疫链球菌磷脂酰甘油磷酸合成酶基因的分离

根据化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)磷脂酰甘油磷酸合成酶（phosphatidylglycerophosphate synthase, PGPS）基因序列设计引物,通过PCR从兽疫链球菌（Streptococcus zooepidemicus）基因组中克隆得到开读框为531bp的同源序列pgsa-sz。pgsa-sz的预测编码蛋白含有176个氨基酸残基,分子量19400,等电点8.8,其中含有63个疏水氨基酸,预示其可能的膜结合特性。二级结构预测发现该蛋白含3个跨膜域。此外,该蛋白与S. pyogenes的PGPS具有85％的氨基酸序列相似性。将该蛋白与金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的PGPS进行序列比对,发现该蛋白包含PGPS中保守的活性位点区域。上述结果表明,pgsa-sz为S. zooepidemicus细胞膜中PGPS的编码基因。     

何首乌中一种Ⅲ型PKS基因的克隆及生物信息学分析

Ⅲ型聚酮合酶即查耳酮合酶超家族,能催化生成一系列结构各异、具有不同生理活性、含有查耳酮合酶基本骨架的植物次生代谢产物。根据不同植物Ⅲ型PKSs基因的保守序列,设计简并引物,采用RT - PCR和RACE技术,首次从传统中药材何首乌(Polygonum multiflorum Thunb.)中克隆到一种Ⅲ型PKS基因,其cDNA全长1228bp, 编码379个氨基酸,命名为FmPKS (GenBank登录号: GQ411431)。该基因含有三个内含子, 与迄今报道的绝大部分Ⅲ型PKS含有一个内含子不同,而与最近报道的虎杖中克隆的PcPKS2基因相同。通过生物信息学方法对其编码蛋白的序列进行同源性分析,构建了系统进化树,并对其等电点、疏水性及二级结构、跨膜区域等理化性质进行了初步预测,为进一步研究其功能奠定了基础。