水稻OsAQP基因的生物信息学分析

水通道蛋白是普遍存在于动、植物及微生物中的水专一性通道.研究表明水通道蛋白在种子萌发、细胞伸长、气孔运动及逆境应答等多种生物学过程的水分运输中起着关键作用.为了进一步研究水通道蛋白的功能,本文利用生物信息学方法对水稻新基因OsAQP及其编码蛋白的二级结构、理化性质和功能进行了预测,以同源建模的方法构建了三维结构分子模型,为基因功能的研究提供了线索和参考依据.     

水稻OsMDH基因的克隆及其生物信息学分析

水稻(Oryza sativa L.)OsAAP6基因是控制水稻种子蛋白质含量的主效数量性状座位(quantitative trait locus, QTL)基因,对水稻品质性状产生重要影响,而OsMDH蛋白能够与OsAAP6基因发生相互作用。利用生物信息学策略对OsMDH蛋白的理化性质、蛋白结构及功能进行预测,探究OsMDH基因的生物学功能。结果表明：水稻OsMDH基因的编码区(coding sequence, CDS)区长999 bp,编码332个氨基酸;编码蛋白为疏水蛋白且不存在信号结构,包含两个跨膜结构。通过蛋白互作分析,发现OsMDH可能与柠檬酸合酶、延胡索酸酶等发生相互作用,参与三羧酸循环过程。     

过量表达AtA PX2基因提高水稻抗逆性

拟南芥抗坏血酸过氧化物酶2 (Arabidopsis thaliana ascorbate peroxidase 2,AtAPX2)是APX基因家族成员,在拟南芥逆境胁迫应答中起着重要作用。文章通过AtAPX2基因过表达载体构建、农杆菌介导遗传转化,获得AtAPX2基因水稻过表达植株。对过量表达AtAPX2的转基因水稻阳性植株的分析结果显示,其抗过氧化氢能力提高,对高温、盐胁迫耐受能力显著增强,田间植株秕谷率也明显低于野生型。研究结果表明,拟南芥抗坏血酸过氧化物酶基因AtAPX2在水稻中的过量表达,可通过提高清除活性氧能力而用于增强水稻对多种非生物胁迫逆境的耐受能力。     

水稻DUF642家族基因的鉴定及在非生物逆境中的表达分析

DUF(domain of unknown function)家族,是指含有未知功能域的蛋白质家族,在植物生命活动中发挥着重要的调控作用. DUF642是其中一个高度保守的植物特异性的未知细胞壁相关蛋白家族,参与调控植物的生长发育以及逆境响应.在水稻全基因组内对DUF642家族成员进行了鉴定,并对其染色体定位、进化关系、基因结构、蛋白结构和启动子顺式作用元件等进行了系统的分析.结果显示,水稻DUF642基因家族有6个成员,分布在1号、3号、4号、7号染色体上.系统发育进化树分析可将6个水稻DUF642蛋白分为3个亚组,基因结构和蛋白结构保守基序分析都表明水稻DUF642家族成员在进化上具有较高的保守性.启动子顺式作用元件预测以及非生物逆境诱导表达模式分析表明,OsDUF642家族基因在水稻响应非生物逆境胁迫中具有重要作用.以上结果加深了对植物DUF642基因家族的认识,并为进一步阐明OsDUF642基因家族成员在水稻抵御非生物逆境中的生物学功能提供了参考依据.     

盐胁迫应答基因Ossos5的生物信息学分析

SOS途径是植物在盐胁迫下进行离子稳态调节和提高耐盐性的重要途径之一,本文通过生物信息学方法对水稻sos5基因及其编码蛋白的理化性质、亲水性、跨膜区及空间结构进行了分析,为深入研究该基因的表达和生物学功能奠定了基础.     

大豆GmCBL7-2生物信息学及非生物胁迫表达分析

钙调磷酸酶B类似蛋白（CBL）作为植物钙离子信号感受器,在植物非生物胁迫和信号转导中发挥重要作用。对大豆Gm CBL7-2基因进行生物信息学分析及非生物胁迫下表达量的检测。Gm CBL7-2基因开放阅读框全长639 bp,编码一个含212个氨基酸的蛋白质,相对分子量24.4 kD,等电点4.56,属于亲水性蛋白。预测结果显示,Gm CBL7-2蛋白主要定位于细胞质中,含有13个磷酸化位点。Gm CBL7-2蛋白质3D结构模型中存在两个Ca2+结合位点。Gm CBL7-2蛋白与拟南芥At CBL7蛋白亲缘关系最近。表达量检测结果显示,Gm CBL7-2在大豆幼苗中可以响应干旱、高盐及低温胁迫,且对干旱胁迫的响应更加显著。     

水稻OsPPDK基因的克隆及生物信息学分析

利用比较基因组学方法,通过小麦TaNAM基因序列来设计引物,在早衰水稻品系金23B中寻找TaNAM的同源基因.对获得的c DNA片段进行序列比对分析,发现其与丙酮酸磷酸双激酶(Pyruvate phosphate dikinase,PPDK)基因高度同源,因此将其命名为OsPPDK(Oryza sativa PPDK).为进一步探索OsPPDK基因的功能及其与叶片衰老的关系,根据水稻预测OsPPDK基因序列设计特异性引物,利用RT-PCR技术克隆出OsPPDK基因的编码区,并进行生物信息学分析.结果表明:该基因全长为3 515 bp,包含一个完整的ORF,编码区长2 844 bp,编码947个氨基酸,分子量为102. 79 k D,所编码的氨基酸序列与其他已知的植物来源的PPDK基因相比,相似性大多在80%以上.在PPDK基因所编码的氨基酸序列中,发现了一个PEP利用酶位点信号,3个N-糖基化位点和15个酪蛋白激酶II磷酸化位点,12个蛋白激酶C磷酸化位点,2个酪氨酸激酶磷酸化位点和一个PEP利用酶位点.同时推测出多肽链中有规则重复的构象,并同源建模PPDK蛋白整条肽链的三维空间结构.     

柽柳 GF14基因的克隆与表达分析

生物体中普遍存在的14-3-3蛋白(也称GF14蛋白)能够参与植物的一系列应激响应过程。笔者以柽柳(Tamarix hispida)为材料,从6个柽柳cDNA文库中分离出5条GF14 基因,依次命名为ThGF14a—ThGF14e。对5条GF14 基因进行生物信息学研究,并利用qRT-PCR技术对胁迫处理后的基因表达模式进行分析。结果显示:ThGF14 蛋白除了N和C末端的氨基酸外均含有一个高度保守的14-3-3 结构域,这些ThGF14蛋白分属于ε-like 和 non-ε 两种类型; 大多数 ThGF14基因在NaCl、PEG、4 ℃、CdCl₂处理不同时间(6,24,48 和 72 h)的叶和根中能够被诱导表达(表达量>2倍),且不同基因间对非生物胁迫应答表现出差异,其中ThGF14c 基因在叶和根中不同胁迫条件下的表达水平均最高。研究表明,柽柳 ThGF14 基因能够参与植物的非生物胁迫应答响应过程。     

番茄SlDNMT2基因的克隆和抗逆性研究

DNA甲基化是一种在DNA甲基转移酶催化条件下发生的重要共价修饰作用,DNMTs是植株中重要的DNA甲基转移酶.DNMT2甲基转移酶基因最早发现于拟南芥中,即AtDNMT2.文章通过在美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)数据库进...     

肝细胞癌关键基因的生物信息学分析

肝细胞癌是一种高死亡率的原发性肝癌,其有限治疗和较低的化疗敏感性,使得迫切需要寻找潜在的临床治疗靶点和预后判断的生物标志物.为此,采用生物信息学方法对肝细胞癌发生发展的关键基因进行挖掘.从基因表达数据库(GEO)中下载数据集,并筛选差异表达基因,使用在线数据库DAVID 6.8对筛选到的DEGs进行基因本体(GO)富集...     

肝细胞癌中异常甲基化差异表达基因的生物信息学分析

肝细胞癌是全球常见的高死亡率癌症之一,为找到可以作为其诊断和治疗的生物标志物,通过GEO数据库中的相关数据分析,获取异常甲基化差异表达基因;其中,甲基化下调表达上调的交集基因68个,甲基化上调表达下调的交集基因59个.对所获取的基因进行功能和通路富集分析,进而阐明与肝细胞癌相关的生物学功能及通路;构建蛋白互作网络并对其...     

肾透明细胞癌关键枢纽基因的筛选及生物信息学分析

目的:旨在通过生物信息学方法筛选与肾透明细胞癌(ccRCC)发生、发展相关的关键枢纽基因.方法:从公共基因数据库下载ccRCC基因芯片数据集(GSE66270)并筛选ccRCC组织与正常癌旁组织样本间的差异表达基因.R软件的clusterProfiler程序包用于差异表达基因的基因本体(GO)功能注释、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.使用STRING数据库、Cytoscape软件构建蛋白互作网络(PPI)并筛选关键枢纽基因.通过GEPIA数据库对关键枢纽基因进行验证和预后分析.结果:共筛选出280个差异表达基因.GO分析结果显示差异表达基因在离子的稳态、跨膜转运和离子跨膜转运蛋白活性中显著富集.KEGG富集分析结果显示,差异表达基因主要参与PPAR信号通路、补体和凝血级联反应以及胆固醇代谢等相关肿瘤信号通路.从差异表达基因中筛选出7个关键枢纽基因,包括3个上调基因C3、CXCR4、CXCL9和4个下调基因EGF、ALB、KNG1、CASR.生存分析结果显示,关键枢纽基因C3和CASR与ccRCC患者的预后不良相关.结论:通过生物信息学方法筛选了与ccRCC发生、发展相...     

五指山小型猪PMSA6基因cDNA克隆及生物信息学分析

为了对海南五指山小型猪蛋白酶体亚基α型6（proteasome subunit alpha type 6,PMSA6）cDNA基因进行克隆和生物信息学分析,笔者以构建的五指山小型猪外周血白细胞cDNA文库为材料,采用菌落PCR方法,克隆得到PMSA6全长cDNA,并向GenBank递交了该序列（登录号：FJ358606）．同时运用生物信息学软件对该基因核苷酸序列进行了分析,并预测了其编码蛋白的理化性质及二级结构等．生物信息学分析表明：该cDNA全长1029bp,5’非翻译区长96bp,3’非翻译区长192bp,含有一个741bp完整的开放阅读框,编码246个氨基酸．该蛋白的分子量为37．680kD,等电点为8．76．进一步比对分析发现,五指山小型猪PMSA6基因的核酸序列及其氨基酸序列与人、牛等哺乳动物具有很高的相似性．本研究成功克隆了海南五指山小型猪P肛SA6基因cDNA,并进行了相关生物信息学分析,为进一步研究PMSA6在动物体内的作用机理奠定了基础．     

影响口腔癌发生潜在MicroRNAs的生物信息学分析

为获得口腔癌组织和正常组织之间差异表达的miRNAs,从分子水平研究相关的miRNAs在肿瘤发生发展中的作用,从GEO数据库筛选并下载口腔癌及正常组织的基因芯片,运用GEO2R工具分析筛选口腔癌与正常组织间的差异表达miRNAs. 采用FunRich软件对将所得差异miRNAs进行GO功能注释、KEGG信号通路分析. 通过对GSE124566和GSE113956两个芯片数据进行分析,分别筛选得到109、1 079个差异表达miRNAs,分别包括41、673个上调基因和68、406个下调基因,筛选得到共同差异表达miRNAs有30个,其中上调16个,参与的生物过程主要有细胞间通讯等,细胞成分主要有细胞核等,分子功能主要有转录因子活性等;下调14个,参与的生物过程主要有信号转导等,细胞成分主要有细胞质等,分子功能主要有转录因子活性等. 通过对口腔癌芯片数据的生物信息学分析,发现30个差异表达miRNAs是口腔癌发生、发展的重要miRNAs,囊泡介导的转运,核苷酸的代谢等过程. 最后预测出了13 796个靶基因,并通过PPI互作分析筛选出了联系最紧密的10个靶基因.     

生物信息学分析在非小细胞肺癌关键通路和基因鉴定中的应用

目的 通过高通量平台筛选差异表达基因间的相互联系和其相互作用的途径.方法 从高通量基因表达数据库(GEO)下载原始数据,比较非小细胞肺癌患者与健康样本的基因表达谱,确定差异表达基因(Differential Gene Expression,DEGs)和差异表达的microRNAs(DEMs).随后利用GeneSprin...     

斑马鱼GnRH-Ⅱ基因的生物信息学分析

从斑马鱼脑组织提取总RNA,应用RT-PCR方法克隆GnRH-ⅡcDNA,其长度为589bp,编码的GnRH-Ⅱ前体为86个氨基酸残基。利用生物信息学方法对克隆得到的斑马鱼GnRH-Ⅱ基因序列、编码蛋白及其理化性质进行分析,并预测其编码蛋白的结构与功能,构建其同源基因的系统进化树。     

拟南芥AHA2基因的生物信息学分析

利用生物信息学方法对拟南芥AHA2(H+-ATPase 2)基因编码蛋白的理化性质、保守结构域、疏水性/亲水性、信号肽、跨膜结构域、磷酸化修饰、二级结构和系统进化等进行了预测和分析。结果表明:AHA2属于拟南芥H+-ATPase家族成员;拟南芥AHA2基因编码的蛋白与荠菜的亲缘关系最近,具有较高的相似性。本研究的结果将为进一步研究其生物学功能提供一定的参考依据。     

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.     

赤红球菌甲苯胁迫响应蛋白基因的克隆、生物信息学分析和表达变化研究

从赤红球菌SD3中克隆了一个甲苯胁迫响应蛋白基因tsrp1,该基因长度为417 bp,在GenBank的登录号为MK371001.该基因编码的蛋白质Tsrp1由138个氨基酸残基组成,理论分子量为14.2 kDa,理论等电点为4.82,不稳定系数为18.68,总平均疏水指数为-0.154,属于酸性稳定的亲水蛋白.Tsrp1无信号肽和二硫键、无跨膜区、无保守结构域,存在于细胞质中.在R.ruber SD3中Tsrp1蛋白与R. rhodochrous、R. zopfii、R. pyridinivorans、R. hoagii、M. brevis和C. manganitolerans中的序列相似蛋白的相似性分别为94.93%、71.29%、67.96%、44.58%、42.05% 和35.00%.通过分子对接发现Tsrp1与c-di-GMP存在相互作用.在甲苯和苯酚胁迫下,在赤红球菌SD3中tsrp1基因的表达分别为原来的40.19倍和14.73倍.