禾谷炭疽菌中候选G蛋白偶联受体蛋白理化性质及遗传关系分析

GPCR是G蛋白偶联受体的简称,作为一类具有七跨膜螺旋结构的重要细胞表面受体,对生物中细胞信号转导过程发挥着重要作用。然而,对于禾谷炭疽菌候选GPCR蛋白的理化性质及遗传关系尚不清楚,制约着对该菌致病机制的研究。本研究基于对禾谷炭疽菌中220个候选GPCR蛋白序列,利用SignalP 5.1、ProtParam和ProtScal等在线预测程序对上述蛋白中的信号肽、理化性质、疏水性进行明确,结果表明,禾谷炭疽菌中仅有7个含有信号肽的候选GPCR蛋白,理论等电点主要集中在大于6.01,多属于中性或碱性蛋白,均为疏水性蛋白,同时利用MEGA软件对上述蛋白的遗传关系进行解析,明确候选GPCR蛋白主要分为A、B、C三类,上述类别与其保守结构域有着密切关系。该研究为进一步开展禾谷炭疽菌GPCR蛋白功能解析提供了重要的理论支撑,也为其他炭疽菌中GPCR蛋白功能研究提供了重要的理论基础。     

基于全基因组测序的禾谷炭疽菌中碳水化合物酶类蛋白预测

禾谷炭疽菌侵染玉米、小麦等农作物引起的炭疽病,给各国农业生产造成了巨大经济损失.基于前期研究结果,以630个分泌蛋白为基础序列,利用CAT预测程序,对上述蛋白进行碳水化合物酶类蛋白(CAZymes)的找寻,明确该菌中CAZymes含有267个,分为主要类别和复合类别两大类,前者包括89个GHs、53个CBMs以及41个AAs、28个CEs、11个PLs、2个GTs;后者则包括30个GHs/CBMs、10个AAs/CBMs、1个CEs/CBMs等.该研究为深入开展该病菌侵染植物的作用机制提供重要的理论基础.     

禾谷炭疽菌中内吞相关蛋白找寻及特征解析

植物病原丝状真菌内吞过程与菌丝细胞的生长、分化以及发育等关系密切。禾谷炭疽菌是一种半活体营养型植物病原丝状真菌,可以侵染玉米、小麦、高粱等禾本科植物而引起炭疽病,前人对其分泌蛋白在致病性过程中作用的研究较多,但对致病性过程中内吞相关蛋白的研究尚未见报道。构巢曲霉中具有DPFxD基序的蛋白发挥着受体介导的内吞信号作用,有助于实现真菌的内吞过程。基于构巢曲霉DPFxD蛋白序列,通过Blastp比对分析和关键词搜索,明确禾谷炭疽菌中存在48个DPFxD蛋白序列,并利用生物信息学分析工具对上述蛋白进行了亚细胞定位、信号肽、二级结构等特征解析,以及对DPFxD蛋白和同源蛋白开展遗传关系分析,明确其与炭疽菌属中C. incanum、C.sublineola、C. tofieldiae具有较高的同源性。研究成果为进一步探究DPFxD蛋白功能奠定理论基础,也为其他炭疽菌内吞作用蛋白研究提供重要的理论指导。     

禾谷炭疽菌磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C生物信息学分析

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)作为植物病原菌G蛋白信号转导过程中的重要调节因子,在对植物侵染、定殖、扩展等致病过程中发挥着重要作用。禾谷炭疽菌侵染玉米、小麦等农作物引起炭疽病,给各国农业生产造成了巨大经济损失。基于酿酒酵母典型PI-PLC序列,利用Blastp以及关键词对禾谷炭疽菌蛋白质数据库进行比对、搜索,以及通过SMART保守结构域分析,明确该菌存在7个典型的PI-PLC;同时,通过对上述氨基酸序列进行细胞信号肽、跨膜结构域以及二级结构等生物信息学分析,明确上述PI-PLC在蛋白质二级结构组成、信号肽等方面均具有一定差异,除Cg PLC1具有信号肽外,其他均不含有;7个PI-PLC中4个定位在细胞质中,其他则定位在细胞核、高尔基体上。此外,通过对禾谷炭疽菌中的7个PI-PLC与其他物种中的30个同源序列进行遗传关系比较分析,发现禾谷炭疽菌中的PI-PLC与C.higginsianum、C.fioriniae等炭疽菌属中的病菌具有较高的同源序列,较近的亲缘关系。该研究为深入开展禾谷炭疽菌PI-PLC定位、功能研究打下坚实的理论基础,同时,也为进一步开展其他炭疽菌的研究提供重要的理论指导。     

禾谷炭疽菌14-3-3蛋白生物信息学分析

禾谷炭疽菌侵染玉米、小麦等粮食作物而引起的炭疽病,给各国农业生产造成了巨大经济损失.14-3-3蛋白普遍存在于真核生物,参与植物众多生理生化过程.本研究基于酿酒酵母中2个典型14-3-3蛋白序列,利用Blastp以及关键词对炭疽菌属蛋白质数据库进行比对、搜索,以及通过SMART保守结构域分析,明确该菌存在2个典型的14-3-3蛋白;同时,通过对上述蛋白进行二级结构、疏水性、信号肽,跨膜结构域以及亚细胞定位等生物信息学分析.该研究为深入开展禾谷炭疽菌14-3-3蛋白功能研究打下坚实的理论基础.     

禾谷炭疽菌中候选G蛋白偶联受体蛋白的找寻

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)是生物中一类具有典型七跨膜结构域的重要细胞表面受体,对细胞信号转导过程具有重要作用。禾谷炭疽菌严重危害着玉米、高粱等禾本科植物的产业发展,然而,对于该菌中GPCR蛋白数量及功能尚未有系统性报道。基于典型GPCR蛋白序列所具有的七跨膜保守结构域特征,通过TMHMM、Philius和TOPCONS 3种常用软件进行在线分析,明确全部蛋白的预测功能与蛋白数量、跨膜结构域数量与蛋白数量、氨基酸序列长度与蛋白数量之间的关系。结果表明,禾谷炭疽菌中含有243个具有七跨膜结构域蛋白(涉及含有7个跨膜结构域但不含有信号肽序列蛋白或者含有信号肽序列的具有8个跨膜结构域的蛋白),进一步通过SMART保守结构域分析,可知该菌中存在220个候选GPCR蛋白。该研究为进一步开展禾谷炭疽菌候选GPCR蛋白的理化性质解析提供了重要的数据支撑,也为进一步明确GPCR蛋白及其功能的研究奠定重要的理论基础。     

禾谷炭疽菌内吞相关蛋白找寻及其生物信息学

真菌通过内吞的质膜变形运动将细胞以外的物质转运到细胞内,有关植物病原丝状真菌中内吞作用相关蛋白及其特征研究尚不多见,对其发挥内吞作用的NPFxD相关蛋白尚未见报道.运用内吞作用关键词在NCBI数据库中搜索,同时,以模式生物构巢曲霉中NPFxD蛋白序列为基础,通过Blastp开展在线比对分析,明确禾谷炭疽菌中具有NPFxD基序的蛋白有6个,根据同源关系分别命名为CgTPO1、CgMYO2、CgCRN3、CgNPF4、CgGBP5和CgTRM6;并从跨膜、保守结构域、亚细胞定位、理化性质以及信号肽、二级结构等方面对上述蛋白开展生物信息学分析.结果表明,不同跨膜预测软件结果并不相同,保守结构域种类较多且缺少同一类结构域,蛋白亚细胞定位位置多样且不尽相同,尤以G、A氨基酸残基所占比例最高,仅CgNPF4具有明显的信号肽,而CgMYO2蛋白具有比例相对高的α螺旋结构.此外,通过遗传关系分析明确了禾谷炭疽菌中NPFxD蛋白和炭疽菌属病菌具有较高的同源性和较近的亲缘关系,为深入探索NPFxD基序蛋白在炭疽病中的功能奠定了坚实的理论基础.     

植物病原丝状真菌分泌蛋白及CAZymes的研究进展

为了明确对植物病原丝状真菌分泌蛋白及CAZymes进一步研究的方向,笔者对丝状真菌分泌蛋白及CAZymes基本特征、分类情况以及预测方法、功能等方面进行综述。基于前人对于植物病原丝状真菌分泌蛋白以及CAZymes的报道,通过文献计量分析方法、SMART保守结构域和motif分析等方法,对丝状真菌分泌蛋白及CAZymes进行了综合分析,统计发现国内关于分泌蛋白的研究较多,对于CAZymes的研究报道较少,诸多分泌蛋白在病原菌侵染致病过程中发挥的功能如何尚未得到全面解析,有关CAZymes的研究也是如此,预测方法基本上是基于生物信息学分析,尚缺少有力的生物学试验验证证据。因此,今后研究需要进一步完善对于分泌蛋白及CAZymes预测的生物信息学分析工具或算法以及开展生物学试验验证; 通过比较植物病原菌与生防菌之间CAZymes数量及功能差异,明确不同菌之间的共性与特性; 此外,学术界应对丝状真菌中CAZymes的分类开展进一步细化研究,以及对比分析不同亚家族的分布情况,更好地解析CAZymes的功能。     

枯草芽孢杆菌XF-1的碳水化合物活性酶类(CAZymes)蛋白预测与遗传关系分析

枯草芽孢杆菌XF-1对多种植物病原菌具有较好的抑制作用,是农业生产上非常重要的生防菌之一.碳水化合物活性酶类蛋白(CAZymes)作为植物病原真菌、细菌中重要的蛋白,在其生长和发育过程中发挥着重要作用.基于前期获得的枯草芽孢杆菌XF-1中104个分泌蛋白基本序列信息,利用CAT预测程序对该菌中的CAZymes蛋白进行预测分析,明确其含有CAZymes蛋白的数量是58个,上述蛋白可以分为主要类别和复合类别两大类,前者包括26个GHs、21个CBMs以及2个CEs、3个PLs、2个GTs;后者则包括4个复合蛋白类型GH/CBM.该研究有效地实现了枯草芽孢杆菌XF-1中CAZymes的预测,为进一步开展其功能研究打下坚实的理论基础.     

胶孢炭疽菌RGS蛋白生物信息学分析

胶孢炭疽菌侵染众多植物引起的炭疽病,给各国农林业生产造成了巨大经济损失.RGS作为植物病原菌G蛋白信号转导过程中的重要调节因子,在众多生理生化过程中发挥着重要作用.本研究基于前期研究所获得的胶孢炭疽菌中所含有的12个RGS,通过保守结构域、理化性质、疏水性、细胞信号肽、跨膜区结构、亚细胞定位以及二级结构等生物信息学分析,明确上述RGS在保守结构域、理化性质、疏水性、信号肽、跨膜区域、二级结构等方面均具有较大的一致性特点;此外,通过对上述RGS进行遗传关系比较分析,发现不同菌株中的RGS彼此之间具有较近的亲缘关系.该研究为深入开展胶孢炭疽菌RGS功能研究打下坚实的理论基础.     

Bioinformatical study on the proteomics and evolution of SARS-CoV

A novel coronavirus has been identified as the causative agent of the severe acute respiratory syndrome (SARS). For all the SARS-CoV associated proteins derivated from the SARS-CoV genome, the physiochemical properties such as the molecular weight, isoelectric point and extinction coefficient of each protein were calculated. The transmembrane segments and subeellular localization (SubLoeation) prediction and conserved protein motifs search against database were employed to analyze the function of SARS-CoV proteins. Also, the homology protein sequence alignment and evolutionary distance matrix calculation between SARS-CoV associated proteins and the corresponding proteins of other coronaviruses were employed to identify the classification and phylogenetic relationship between SARS-CoV and other coronaviruses. The results showed that SARS-CoV is a novel coronavirus which is different from any of the three previously known groups of coronviruses, but it is closer to BoCoV and MHV than to other coronaviruses. This study is in aid of experimental determination of SARS-CoV proteomics and the development of antiviral vaccine.     

花生蛋白质的主要种类和等电点的研究

花生蛋白等电聚焦显１１条区带，其中６条很明显，说明花生至少有１１类不同等电点的蛋白质。等电点分别为４，３、４．５、５．１、５．４、６．５、６．７的蛋白质是主要的，他们的聚丙烯酰胺凝胶电泳和花生蛋白乳状液的醋酸纤维薄膜电泳的结果都有３条区带，其中两条比较明显，说明花生蛋白有两种主要组分和一种次要组分；这三种组分可有多种等电点，一种等电点可同时有这三种组分。     

角毛壳菌丝切蛋白基因的克隆和特性分析

在构建的角毛壳菌(Chaetomium cupreum)菌丝体cDNA文库中获得丝切蛋白(Cofilin)的ESTs序列片段,为研究角毛壳菌的生物特性,提高其生物防治效果,以角毛壳菌总RNA反转录产物为模板进行PCR扩增,成功获得了Cofilin基因cDNA序列.生物信息学分析结果表明,该基因全长468bp,编码155个氨基酸,编码蛋白理论分子量17kD,等电点是4.99,α-螺旋和无规则卷曲是其主要的二级结构,为亲水性蛋白质.该蛋白有6个位点发生Ser磷酸化,4个位点发生Tyr磷酸化,有4个保守区,ClustalX分析说明该蛋白与柄孢霉(Podospora anserina)和球毛壳菌(C.g lobosum)亲缘关系较近.