F1MEY1基因的生物信息学分析

作者：许媛媛 联系方式：876346605@qq.com 单位：德州学院生命科学学院生物科学专业

摘要：为了研究该基因的特性，本研究运用生物信息学的方法对ATAD2B（是在神经元分化和肿瘤发生表达了进化上很保守核蛋白） F1SHA1基因及其氨基酸序列的同源性、理化性质、保守结构域、亚细胞定位、信号肽、跨膜结构域、亲水性/疏水性、二级结构、功能预测以及磷酸化位点等进行预测分析。结果表明在在神经元分化和肿瘤发生表达保守核蛋白，F1SHA1基因共编码1465个氨基酸。相对分子量为1653.8 Da，带负电，偏酸性。F1SHA1在280 nm 的波长下的消光系数为 85980M－1·cm－1 ， 其半衰期为 30小时，其结构不稳定。根据信号肽假说，可以推测出此蛋白不是分泌蛋白。F1SHA1 只含有 1 个属于 GNS1/SUＲ4家族的保守结构域，运用 PSOＲT 工具预测F1SHA1的亚细胞定位，该基因可能位于细胞骨架、细胞质、 核上。该基因蛋白的最可能的功能是运输和结合。它的蛋白质的二级结构是指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象， 借氢键维系。

关键词：多克隆抗体ATAD2B：F1SHA1；信号肽；生物信息学

1、生物信息学分析

运用 NCBI 和 ProtParam 进行核酸和氨基酸序列组成和理化性质分析;运用 NCBI、 PSOＲT、 SignalP、TMHMM、 ProtScale 和 KinasePhos、 ProFun 等在线工具进行保守结构域、 亚细胞定位、 信号肽、 跨膜结构、 亲水性/疏水性和激酶磷酸化修饰位点、 蛋白质功能预测;利用 PSIPＲED Phyre2 进行二级结构预测和三级结构预测， 并用 Pymol 绘制三级分子结构图;运用NCBI 和 MEGA 进行氨基酸序列的序列比对和同源性分析。所用软件或在线网站有关信息见[表 1]。表 1 预测基因结构和功能应用的网站及软

编号 名称 网址 主要功能 1 ProtParam http:/ /web．expasy．org/protparam/ 对蛋白质理化性质的预测 2 NCBI http:/ /www．ncbi．nlm．nih．gov/gorf/orfig．cgi 分析并找到序列的 OＲF 区 3 NCBI http:/ /www．ncbi．nlm．nih．gov/Structure/cdd/wrpsb．cgi 保守结构域预测 http:/ /blast．st- va．ncbi．nlm．nih．gov/Blast．cgi 氨基酸序列相似性分析 4 PSOＲT ［7 ］ http:/ /psort．hgc．jp/form．html 亚细胞定位预测 5 SignalP ［8 ］ http:/ /www．cbs．dtu．dk/services/SignalP/ 信号肽预测 6 TMHMM ［9 ］ http:/ /www．cbs．dtu．dk/services/TMHMM/ 跨膜结构域预测 7 ProtScale http:/ /web．expasy．org/protscale/ 亲水性/疏水性分析 8 KinasePhos ［10 ］ http:/ /kinasephos2．mbc．nctu．edu．tw/index．html 激酶磷酸化修饰位点分析 9 ProtFun ［11 ］ http:/ /www．cbs．dtu．dk/services/ProtFun/ 蛋白质功能预测 10 PSIPＲED ［12 ］ http:/ /bioinf．cs．ucl．ac．uk/psipred/ 蛋白质二级结构预测 2.1 F1MEY1 基因序列

2.2 F1MEY1 氨基酸一级结构及理化性质预测

通过 ExPASy ProtParam 在线预测 F1MEY1 基因编码的氨基酸序列的组成成分和理化质。结果显示这1465个氨基酸原子组成式为C7176H11537N2111O2263S58共 23145个原子， 相对分子质量为1653.8 Da。其带正电荷氨基酸数目(215)大于其带负电荷氨基酸数目(228)， 等电点(PI) 为6.42， 偏酸性。F1MEY1在280 nm 的波长下的消系数为 85980M－1·cm－1 ， 其半衰期为 30小时，脂肪数为76.57， 不稳定系数分值为57.22， 大于40， 推测此蛋白质结构不稳定。 2.3 F1MEY1 信号肽预测

根据 Signal P4．1 Server 软件预测F1MEY1 信号肽的结果如表 2 所示。其中 C 代表剪切位点的记分， 越高表示出现剪切位点的可能性就越大。S 表示信号肽记分， 高分位置表示相应的氨基酸位于信号肽部分概率较大， 低分位置表示位于成熟蛋白部分。Y 是基于 C 和 S 的综合记分， 通常被视为最理想的剪切位点， 具有最高的 C 值， 同时又是 S 值由高转低的位点。D 记分值是 S 和 Y 的加权平均值。ELOVL7 的 C、 S 和 Y 的最高得分分别为 0、33、 0.82和 0.32， 均远低于 0．5， 因此可以推测出 F1MEY1 基因所编码的蛋白不存在信号肽。根据信号肽假说，可以推测出此蛋白不是分泌蛋白。

表2 F1SHA1信号肽预测

指标 位点 分值

Max C 51 0.33 Max Y 5 0.32 Max S 1 0.82 Mean S 1-4 0.47

2.4 F1MEY1保守结构域预测

通过 NCBI 保 守 结 构 域 数 据 库 ( ConservedDomainDatabase， CDD)， 分析 F1MEY1 中的保守结构域， 结果显示 F1MEY1 只含有 1 个属于 GNS1/SUＲ4家族的保守结构域(见图2)。

2.5 F1MEY1亚细胞定位预测

运用 PSOＲT 工具预测 F1MEY1 的亚细胞定位， F1MEY1 可能位于细胞骨架、细胞质、 核上(见表 2)。其在核上的概率最高为0.783，而定位在细胞骨架 0.13 和细胞质 0.087相差不大

2.6 F1MEY1跨膜结构域预测和分析

跨膜结构域是膜内在蛋白与膜脂相结合的主要部位，它固着于细胞膜上起锚定作用， 一般由 11个左右的 疏 水 氨 基 酸 组 成。通 过 Expasy 软 件 中 的TMHMM Server v． 2． 0 工具预测F1MEY1基因的跨膜螺旋区(见图 6)。预测结果显示， F1MEY1基因氨基酸序列中不存在跨膜螺旋区， 蛋白质整体11465个氨基酸残基全部在膜外， 为非跨膜蛋白。

2．7 F1MEY1亲水性/疏水性分析

通过 ExPASy ProtScale 在线软件， 对 F1MEY1氨基酸序列的疏水性/亲水性预测结果如图 4， 通过分析发现， 在整条链中， 最高的分值为 4.500， 为排在位的ILe， 代表其疏水性最强;最低的分值为 -4.500， 为排在 123 位的Arg， 代表其 亲水性最强。 GＲAVY ( Grand average ofhydropathicity)值为 0。GＲAVY 是测蛋白质的亲疏水性标准， 其定义为序列中所有氨基酸亲水值的总和与氨基酸数量的比值，通常 GＲAVY 值分布在 2 至 －2 之间， 负值越大表示亲水性越好， 正值越大表示疏水性越强另外从整体看整条肽链的疏水性氨基酸残基多于亲水性氨基酸残基， 因此可以推测出F1MEY1 是一种非溶性蛋白。

2．8 F1MEY1 激酶磷酸化修饰位点分析

蛋白质的磷酸化则是指在蛋白激酶催化作用下把 ATP 或 GTP 的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基的过程。蛋白质链的磷酸化一般只发生在丝氨酸( serine， S)， 苏 氨 酸 ( threonine， T) 或 酪 氨 酸(tyrosine， Y)这三个残基上。通过 KinasePhos 网站预测， 结果显示 F1MEY1 有35个丝氨酸激酶、11 个苏氨酸激酶和6个酪氨酸激酶潜在磷酸化位点。

2．9 F1MEY1 蛋白的功能预测

F1MEY1 蛋白功能预测结果如表 4 所示， 该蛋白的最可能的功能是运输和结合，但也有一定可能参与翻译、 嘌呤与嘧啶的合成、 能量新陈代谢等过程。

2．10 F1MEY1二级结构预测

蛋白质的二级结构是指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象， 借氢键维系。主要有 α － 螺旋、β － 折叠、 β － 转角、 无规卷曲。

3结论：本研究通过生物信息学手段， 系统地研究了ATAD2B保守核蛋白的F1MEY1基因及其编码蛋白质的特征， 为多克隆抗体ATAD2B提供理论依据。F1MEY1基因共编码 1465个氨基酸。其结构不稳定， 分子量为1653.8 Da， 带负电荷， 偏酸性。根据信号肽假说，可以推测出此蛋白不是分泌蛋白。 F1MEY1基因氨基酸序列中不存在跨膜螺旋区， 蛋白质整体513个氨基酸残基全部在膜外， 为非跨膜蛋白。 〖参考文献〗：

外文期刊

Effect of Iron Deficiency on Heterocyst Differentiation and Physiologyof the

Filamentous Cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 - 2003

外文期刊 外文期刊

Educating the Internet-of-Things Generation - 2013

Increased Abundance of IncP-1{szligbeta} Plasmids and MercuryResistance Genes in

Mercury-Polluted River Sediments: First Discoveryof IncP-1{szligbeta} Plasmids with a Complex mer Transposon as theSole Accessory Element - 2006

OA论文 A Method to Build Core Article Ranked Lists in Interdisciplinary Departments and Journal - 2012

OA

论文

Synopsis Articles in the Planning of a Trilingual Dictionary:

Yilumbu-French-English - 2012