植物GPXs基因结构、表达与抗逆性分析

谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GPX)是植物体内清除活性氧自由基的重要酶类之一,在保护膜免受氧化损伤中发挥重要作用.目前在一些植物中已经克隆获得了编码GPXs的基因序列.通过对拟南芥、杨树和百脉根等植物GPXs基因结构和功能的分析,研究植物GPXs基因结构及其在胁迫应答中的表达变化,总结了植物GPXs在抗逆应答反应中的可能作用.     

哺乳动物Gpx 基因家族进化选择和功能分歧研究 (动物科学)

研究哺乳动物谷胱甘肽过氧化物酶基因家族(Gpx)的亲缘关系和进化选择压力性质。从NCBI等网站获取哺乳动物Gpx基因编码区核酸序列和GPX蛋白氨基酸序列,并用MEGA、Clustal构建亲缘关系树,用SignalP和TargetP分析信号肽和亚细胞定位信息;用K estimator和PAML分析其Gpx基因家族进化先后顺序和选择压力;用Diverge分析GPX蛋白家族功能分歧。结果表明,GPX蛋白家族进化中形成两个亚类,其一包括GPX1和GPX2,其二包括GPX3、GPX5和GPX6;各GPX蛋白成员均有高度保守的GPX蛋白家族基序和高度保守的硒代半胱氨酸或半胱氨酸残基,氨基端信号肽分析显示,GPX1蛋白为胞浆线粒体型,其余家族成员均为胞外分泌型;哺乳动物Gpx1基因进化上受到严格的负选择作用,Gpx基因家族成员保守区也受到负选择作用,但用枝位点模型却检出了正选择作用,GPX蛋白家族内存在轻微的功能分歧。哺乳动物GPX蛋白家族的进化上的负选择作用表明其在哺乳动物清除自由基抗氧化方面的关键作用。     

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.     

酵母、植物的锰营养及转运体

锰是生命有机体所必需的微量元素之一,它参与了植物体内的许多生物过程.因此,对植物体内锰营养代谢的研究就显得十分重要.目前已获得了一些锰的转运体及相关调节蛋白,如SMF家族、Nramp家族、SitABCD、CAX2、ATX2、MNR和BSD2等.     

microRNAs家族间负关联模式挖掘

microRNAs(miRNAs)广泛地存在于动植物的细胞中,它的前体具有发夹结构,并且具有很好的保守性.miRNAs在生物体内对细胞的生长、发育、死亡和病变起着重要作用.研究miRNAs家族间在生物体内的调控关系,对miRNAs在生物组织中的表达进行关联分析和对miRNAs成熟序列、种子区域以及二级结构数据进行相似性比较,从而了解miRNAs家族对生物体的调节机制.为了识别具有高相关性的miRNAs家族负关联模式,引入相关系数来改进传统的挖掘频繁项集算法和用互信息来衡量miRNAs家族间的交互性.     

大豆BGLU基因家族全基因组鉴定与表达分析

在植物中,β-葡萄糖苷酶(BGLU)参与调控许多重要的生理过程.利用大豆基因组数据库,共鉴定了42个大豆BGLU家族基因,对该家族成员的基因特征、蛋白结构、系统进化、染色体定位、启动子调控元件和表达模式等进行了全面分析.为今后研究大豆BGLU家族基因的功能提供了基因信息.     

饲料中锰对日本沼虾抗氧化酶活性的影响

研究了日本沼虾(Macrobrachium nipponense)饲料中不同含量的Mn对虾体抗氧化酶活性的影响,以及在低氧胁迫下Mn对抗氧化酶的激活效果.结果表明,在投喂Mn的质量分数为150 ?g/g的饲料后,日本沼虾的超氧阴离子(O2·-)值降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性升高.Mn对虾体内SOD,CAT和GPX的激活作用表现出明显的剂量效应,饲料中Mn的缺乏或过量都使它们的活性受到影响.在低氧胁迫下,饲料中适量的Mn在一定程度上可提高虾体对低氧环境的耐受力.     

真蛸谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶基因克隆、序列特性分析

在高温应激条件下,生物体体内自由基会失去平衡,为避免过量自由基侵害机体,生物体内存在的抗氧化系统发挥其重要作用.本研究克隆了2种关键的抗氧化酶基因真蛸谷胱甘肽(GSH)过氧化物酶(OvGPX)和真蛸过氧化氢酶(OvCAT)基因,其基因全长分别为925和2 109bp,编码190和512个氨基酸.2个基因高度保守,OvGPX氨基酸序列与同为头足纲(Cephalopoda)的曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)的GPX氨基酸序列同源性为74%、与人类(Homo sapiens)的GPX氨基酸序列同源性60%;OvCAT氨基酸序列与同是软体动物门的香港巨牡蛎(Crassostrea hongkongensis)的CAT氨基酸序列相似性为76%,与人类的CAT氨基酸序列相似性为68%.温度升高对2个基因的mRNA表达量均有影响,OvGPX mRNA的表达量变化幅度大于OvCAT,表明OvGPX对高温应激较为敏感.     

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。     

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.