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1.
Protein design, a minimalist approach 总被引：22，自引：0，他引：22
The question of how the amino acid sequence of a protein specifies its three-dimensional structure remains to be answered. Proteins are so large and complex that it is difficult to discern the features in their sequences that contribute to their structural stability and function. One approach to this problem is de novo design of model proteins, much simpler than their natural counterparts, yet containing sufficient information in their sequences to specify a given function (for example, folding in aqueous solution, folding in membranes, or formation of ion channels). Designed proteins provide simple model systems for understanding protein structure and function. 相似文献
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核糖体蛋白S6是核糖体蛋白家族的重要成员,在核糖体中发挥重要作用。利用农业部橡胶生物学重点开放实验室获得的部分序列设计引物,采用3-′RACE技术从巴西橡胶树胶乳中获得一个核糖体蛋白S6基因的完整阅读框,该基因编码249个氨基酸的多肽,含有一个典型的真核生物核糖体蛋白S6结构域。在HbRPS6氨基酸序列中没有预测到跨膜区和信号肽,二级结构分析表明：HbRPS6属于混合型蛋白。对10个RPS6系统进化分析表明：巴西橡胶树的RPS6基因在进化上具有保守性,与植物类玉米的RPS5基因亲缘关系最近,而与动物和酵母的亲缘关系相对较远。该基因的克隆和生物信息学分析为深入研究其功能奠定了基础。 相似文献
3.
为克隆猪己糖激酶2基因,分析其生物功能,采用已报道的人及小鼠HK2的cDNA序列为依据,利用电脑克隆策略获得的ESTs设计引物,扩增新的猪HK2基因cDNA序列。将PCR产物克隆测序,分析获得的核苷酸序列及其编码蛋白的特性,分离的开放阅读框全长2754bp,编码917个氨基酸,与人和小鼠的核苷酸序列同源率分别为90%和87%,与人和小鼠的氨基酸序列同源率分别为96%和94%,利用生物信息学软件分析出此蛋白的理化特性并预测了其蛋白结构,为进一步开展猪HK2基因的结构功能、表达调控的相关研究奠定了基础。 相似文献
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巴西橡胶树核糖体蛋白S5基因的克隆及生物信息学分析 总被引：1，自引：0，他引：1
核糖体蛋白S5是核糖体蛋白家族的重要成员,在核糖体中发挥重要作用.利用本实验室获得的部分序列设计引物,采用3'-RACE技术从巴西橡胶树胶乳中获得一个核糖体蛋白S5基因的完整阅读框,该基因编码209个氨基酸的多肽,含有一个典型的真核生物核糖体蛋白S5结构域.在HbRPS5氨基酸序列中没有预测到跨膜区和信号肽,二级结构分析表明HbRPS5属于混合型蛋白.对14个RPS5系统进化分析表明,巴西橡胶树的RPS5基因在进化上具有保守性,与植物类拟南芥的RPS5基因亲缘关系最近,而与人和酵母等亲缘关系相对较远.该基因的克隆和生物信息学分析为深入研究其功能奠定了基础. 相似文献
5.
ASK1-D3-D14复合体作为E3泛素连接酶的一部分,调控水稻的形态发生等生理反应.为了揭示该复合体互作区的结构特征和演化关系,通过对不同物种中D3直系蛋白间的系统进化进行分析,发现D3基因在不同物种中表现出不同的演化进程;而对ASK1-D3和D3-D14互作面的序列和空间结构分析,揭示D3直系同源蛋白质以及已知的F-box-like结构域间的序列同源性较低,而空间结构相似性较高,暗示F-box-like与ASK1类蛋白质之间的互作,空间结构的相似性重于序列的相似性.涉及D3和D14互作面的氨基酸在直系同源蛋白序列间的同源性很高,而形成互作面疏水内核的氨基酸保守性更高.这为D3复合体的进一步研究提供了依据. 相似文献
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枣树水通道蛋白基因生物信息学分析及原核表达载体的构建 总被引：1，自引：1，他引：1
利用生物信息学软件对已获得的枣树水通道蛋白基因cDNA序列ZjPIP2(DDBJ/EMBL/GenBank的注册号为:AB530493)进行了同源性及功能位点等多项参数分析,结果表明,此序列为全长846 bp的开放读码框(ORF),编码281氨基酸,分子量为29.87 kD,理论等电点为8.77;具有膜蛋白(MIP)家族典型的保守氨基酸序列HINPAVTFG和2个NPA保守肽段。序列相似性分析表明,该蛋白与已知的其他12种植物膜蛋白中的水通道蛋白具有极高的同源性,属于水通道蛋白的质膜膜内蛋白PIP2类。三级结构预测表明,其与菠菜(Spinacia oleracea)水通道蛋白(1z98A)有相似的三维结构。以克隆载体pSPORT1携带的枣树水通道蛋白基因cDNA序列为模板,PCR扩增后,经BamHⅠ和SalⅠ消化,与pET28a载体进行重组连接,测序结果显示,其原核表达载体构建成功。此结果为研究枣水通道蛋白基因在植物组织的分布、生物学功能以及可能的活性调节方式奠定了基础。 相似文献
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A method to identify protein sequences that fold into a known three-dimensional structure 总被引：128，自引：0，他引：128
The inverse protein folding problem, the problem of finding which amino acid sequences fold into a known three-dimensional (3D) structure, can be effectively attacked by finding sequences that are most compatible with the environments of the residues in the 3D structure. The environments are described by: (i) the area of the residue buried in the protein and inaccessible to solvent; (ii) the fraction of side-chain area that is covered by polar atoms (O and N); and (iii) the local secondary structure. Examples of this 3D profile method are presented for four families of proteins: the globins, cyclic AMP (adenosine 3',5'-monophosphate) receptor-like proteins, the periplasmic binding proteins, and the actins. This method is able to detect the structural similarity of the actins and 70- kilodalton heat shock proteins, even though these protein families share no detectable sequence similarity. 相似文献
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METTL21C蛋白作为甲基转移酶参与多种细胞进程的翻译后修饰,在生命活动中发挥重要的调控作用。从蛋白质信息数据库UniprotKB中选取36个不同代表物种的METTL21C蛋白作为研究对象,理化参数分析显示一级序列中氨基酸残基个数差异较大,平均为254个氨基酸残基,大多为偏酸亲水性蛋白。系统进化树显示36种METTL21C蛋白共分为哺乳类、爬行类、鸟类和鱼类4支,与物种的亲缘进化关系基本吻合。多序列比对和motif分析结果表明不同物种METTL21C蛋白的序列相似度较高,10个motif序列几乎覆盖了全长多肽链,大都含有motif 1～motif 5,但N端序列差异较大,在哺乳动物中包含特有的motif 7、motif 8和motif 10,而在多种鸟类中有大段序列缺失。结构对比分析发现不同物种METTL21C蛋白的空间构象绝大部分区域近乎完全重叠,仅少部分自由度较高的局部肽段有一定程度的差异,表明不同物种METTL21C在进化过程中一级序列有一定的差异,但是空间结构极为相似。以人METTL21C为蛋白质互作网络中心,直接相关蛋白质共11种,间接相关蛋白质共9种,说明METTL21C直接或间接参与多种细胞进程,调控机体的生命活动,为进一步深入研究METTL21C的生物学功能及其分子机制提供了理论基础。 相似文献
9.
Deciphering the message in protein sequences: tolerance to amino acid substitutions 总被引：44，自引：0，他引：44
An amino acid sequence encodes a message that determines the shape and function of a protein. This message is highly degenerate in that many different sequences can code for proteins with essentially the same structure and activity. Comparison of different sequences with similar messages can reveal key features of the code and improve understanding of how a protein folds and how it performs its function. 相似文献
10.
[目的]利用生物信息学分析芸薹属作物MS1基因的结构功能,为作物杂种优势利用提供理论参考.[方法]以拟南芥花粉发育关键基因AtMS1为参考序列,通过BLAST比对获得同源基因序列,运用生物信息学方法对其编码氨基酸序列进行预测分析.[结果]从甘蓝型油菜、白菜、甘蓝等芸薹属作物基因组中获得4条同源序列,与AtMS1基因的相似性在88.0%以上,均含有3个外显子,其CDS序列长度均为2004 bp,编码667个氨基酸.4个芸薹属作物MS1蛋白均含有1个植物同源结构域(Plant homeodomain,PHD),属于亲水性不稳定蛋白,定位于细胞核,磷酸化以丝氨酸(Ser)为主,以苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)为辅;二级结构均由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲组成,其中α-螺旋所占比例最高,在40.00%以上,β-转角所占比例最低,仅为10.00%左右;其三级结构大致相同,均为球状的功能结构域.4个芸薹属作物MS1蛋白和AtMS1蛋白序列的相似性为95.69%.4个芸薹属作物MS1蛋白的PHD结构域序列高度保守,仅有3个位点氨基酸残基存在差异.19个不同植物的MS1同源蛋白聚为两大类,其中琴叶拟南芥、亚麻荠、萝卜的MS1蛋白与4个芸薹属作物MS1蛋白及拟南芥AtMS1蛋白聚为一类,均属于十字花科植物,即MS1蛋白的聚类结果与植物系统分类结果相吻合.[结论]芸薹属作物MS1基因属于PHD-finger基因家族,其序列高度保守,参与调控花粉发育成熟过程. 相似文献
11.
部分小麦低分子量谷蛋白亚基二级结构的预测与分析 总被引：3，自引：0，他引：3
为了从蛋白质高级结构的水平上研究小麦低分子量谷蛋白结构与功能的关系,利用互联网上开放的预测软件和蛋白质序列分析软件对已获得全序列,并明确其染色体定位的19个LMW-GS基因的推导氨基酸序列进行二级结构的预测和分析。结果表明,在整个LMW-GS二级结构中,无规则卷曲最多,达69.51%,α-螺旋(28.97%)较β-折叠(1.36%)占有绝对优势,因而归属于α结构型蛋白。其中,信号肽由大量α-螺旋和微量无规则卷曲组成,N-端和重复区均由无规则卷曲占据,而C-末端除富含α-螺旋和无规则卷曲外,还是β-折叠的唯一分布区。同时,两个分子间二硫键存在于无规则卷曲中,而另有6个分子内二硫键分布于α-螺旋内或其附近,由此推导出小麦LMW-GS二级结构的平面模式图。这种特异的LMW-GS二级结构不仅进一步证明了“蛋白质一级结构决定高级结构”,以及信号肽引导新合成的LMW-GS顺利进入相应细胞器等经典理论,而且从空间结构的水平上阐释了LMW-GS多肽链致密化及其互聚体形成、富集,并与HMW-GS一起影响面粉加工品质的结构基础。 相似文献
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野生大豆CDPK基因保守区的克隆及序列分析 总被引：5，自引：0，他引：5
CDPK(Ca2+-dependent,calmodulinindependentproteinkinase)是植物钙信号传导过程中关键的蛋白激酶,在逆境胁迫信号传导过程中起到重要作用。研究基于同源序列候选基因的策略,根据已经公布的多个CDPK序列的比对结果,在保守性较高的区域,设计两对巢式简并引物,结合降落PCR和巢式PCR在野生大豆中克隆。对获得的序列片段进行序列分析,发现该序列具有激酶活性的功能区域和CDPK特有的EF手性结构区,并且与VrCDPK(U08140)序列达到94%的相似性,可以确定该片段是CDPK基因的保守序列。结果证明,野生大豆中也存在CDPK基因,并为通过RACE等方法获得野生大豆全长CDPK基因奠定了基础。 相似文献
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多杀性巴氏杆菌基因组分泌蛋白的预测分析 总被引：2，自引：0，他引：2
分泌蛋白对于细菌自身的生命活动以及在介导病原体与宿主之间相互作用的过程中发挥着重要的作用,深入研究分泌蛋白将有助于明确细菌的生命活动及与病原微生物互作的分子机制.利用多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)基因组学研究成果,结合信号肽分析软件SignalP v3.0、跨膜螺旋结构软件TMHMM v2.0、亚细胞器蛋白定位软件PSORTb和GPI-锚定位点软件GPI-SOM这4个软件,对多杀性巴氏杆菌2105个编码蛋白的ORF进行预测分析,最终获得了136个分泌蛋白.对其信号肽长度、氨基酸组成、相应ORF长度进行了统计.运用Blast P对其功能进行同源性分析,发现11个蛋白为多杀性巴氏杆菌所特有,这对多杀性巴氏杆菌的临床诊断具有一定的潜在应用价值. 相似文献
14.
【目的】验证蚤状溞基因组是否存在与人类原癌基因MDM2/4同源或相似的基因,为拓展蚤状溞作为模式生物在生物医学领域中的应用奠定基础。【方法】在GenBank中同源搜索蚤状溞MDM2/4基因及其编码蛋白,利用生物信息学工具软件对其基因结构、转录本序列、编码蛋白的性质和结构等进行生物信息学分析。【结果】用BLASTp程序在GenBank蛋白非冗余数据库中对编码的氨基酸序列进行搜索,获得了蚤状溞基因组编码的MDM2/4类似蛋白,并分别命名为DAPPU_mdm2_like和DAPPU_mdm4_like。根据EST序列确定蚤状溞MDM2/4类似基因仅有5个外显子。BLAST比对搜索、亚细胞定位预测、功能结构域分析及同源模建预测结果表明,DAPPU_mdm2_like和DAP-PU_mdm4_like可能是MDM2/4的同源蛋白,DAPPU_mdm2_like的结构功能域含有1个ZnF_RBZ结构域（氨基酸135~159）、1个RING结构域（氨基酸250~290）和RING结构域重叠部分序列形成的另一个ZnF_RBZ结构域（氨基酸269~293）;DAPPU_mdm4_like氨基酸222~263可能是一个RING结构域。利用Needleman-Wunsch双序列全局比对工具比对,发现DAPPU_mdm4_like与DAPPU_mdm2_like具有28.6%的序列一致性和40.4%的相似性。【结论】蚤状溞基因组可能存在MDM2和MDM4的分化。 相似文献
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[目的]探讨利用盐生杜氏藻的MDH基因提高农作物耐盐性能的可行性。[方法]对盐生杜氏藻2个种(D.salina和D.bardwil)的苹果酸脱氢酶(MDH)进行克隆,并对它们的序列进行比较分析。[结果]盐生杜氏藻2个藻种MDH基因的全编码区序列分别长1 303 bp和1 288 bp,分别编码434和429个氨基酸的2个蛋白,经过亚细胞定位预测和相似性搜索,认为这两个蛋白应定位于叶绿体,即属于叶绿体型苹果酸脱氢酶。两个藻种的MDH基因编码区的核酸序列相似性为88.6%,氨基酸序列的相似性为93.5%,去除预测的信号肽序列后两者氨基酸的相似性达到97.4%。经过分子建模分析发现,D.salina的MDH相对于D.bardwil的MDH,大部分的氨基酸突变都位于蛋白分子表面,而且大多数位于分子表面的突变都是非极性氨基酸和极性氨基酸之间的转变。[结论]推测这些蛋白分子表面氨基酸残基的突变可能是D.salina的MDH对高盐浓度环境的适应结果。 相似文献
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为探明商陆高亲和性K+转运体基因(Pa HAK1)的结构、功能及商陆耐低钾的原因,分析比较了商陆Pa HAK1和拟南芥HAK/KUP/KT家族基因中15个基因编码的高亲和性钾离子转运体氨基酸序列、蛋白质结构及其理化性质。结果表明:HAK基因家族编码蛋白均定位于细胞膜上,含有多个跨膜结构且跨膜结构域是蛋白质的保守结构域;Pa HAK1与At KUP3的跨膜结构十分相似,低钾胁迫下Pa HAK1和At KUP3的高表达与其高亲和钾转运吸收功能密切相关。系统进化树分析结果表明,Pa HAK1与拟南芥HAK基因家族中At KUP8亲缘关系最近,其氨基酸序列相似度为76.98%,推测Pa HAK1还可能通过维持细胞内高水平钾量在水分胁迫下发挥重要的调节作用。 相似文献
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类萌发素蛋白是一类种子萌发相关的特异性标记,其在植物生物和非生物胁迫应答过程中起到了重要作用。本研究通过酵母cDNA文库筛选,获得全长为1 065 bp的PutGLP2基因,其5′非翻译区164 bp,开放读码框666 bp,编码221个氨基酸,3′非翻译区235 bp。利用PCR技术,克隆获得PutGLP2的ORF序列。生物信息学分析发现,PutGLP2在氨基端(N端)具有一个跨膜结构域及N端信号肽,预测定位于细胞壁或胞外间质。将PutGLP2与水稻的43种GLP蛋白进行聚类分析,发现PutGLP2属于类萌发素亚家族2成员之一,并与水稻OsGLP1-1相似性最高。本研究将为丰富植物类萌发素蛋白基因信息提供参考。 相似文献
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Sequence of the alpha subunit of photoreceptor G protein: homologies between transducin, ras, and elongation factors 总被引：40，自引：0，他引：40
A bovine retinal complementary DNA clone encoding the alpha subunit of transducin (T alpha) was isolated with the use of synthetic oligodeoxynucleotides as probes, and the complete nucleotide sequence of the insert was determined. THe predicted protein sequence of 354 amino acids includes the known sequences of four tryptic peptides and sequences adjacent to the residues that undergo adenosine diphosphate ribosylation by cholera toxin and pertussis toxin. On the basis of homologies to other proteins, such as the elongation factors of protein synthesis and the ras oncogene proteins, regions are identified that are predicted to be acylated and involved in guanine nucleotide binding and hydrolysis. Amino acid sequence similarity between T alpha and ras is confined to these regions of the molecules. 相似文献
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[目的]对ArgE蛋白的结构和功能进行初步预测。[方法]以在GenBank上查找到的若干微生物N-乙酰鸟氨酸脱酰基酶基因序列为分析对象,以ArgE(P23908)为研究对象,利用生物信息学在线软件ORF finder、ProtParam和Protscale等对ArgE编码的蛋白N-乙酰鸟氨酸脱酰基酶的二级结构和特殊结构、序列同源性、结构域及功能位点进行了初步预测。[结果]ArgE蛋白是一种酸性可溶性蛋白,理论等电点为5.54,分子量为42 347.3,无信号肽,为非分泌蛋白,有多个磷酸化位点。蛋白中存在α螺旋、β-折叠和无规则卷曲结构,有2个可形成跨膜结构的片段,不存在卷曲螺旋,也无线粒体定位信号。ArgE蛋白与CBPG、DAPE、ACY1、YSCS几种蛋白具有较高的相似性。[结论]该研究可为ArgE蛋白的结构和功能的实验研究提供理论依据。 相似文献
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Schueler-Furman O Wang C Bradley P Misura K Baker D 《Science (New York, N.Y.)》2005,310(5748):638-642
The prediction of the structures and interactions of biological macromolecules at the atomic level and the design of new structures and interactions are critical tests of our understanding of the interatomic interactions that underlie molecular biology. Equally important, the capability to accurately predict and design macromolecular structures and interactions would streamline the interpretation of genome sequence information and allow the creation of macromolecules with new and useful functions. This review summarizes recent progress in modeling that suggests that we are entering an era in which high-resolution prediction and design will make increasingly important contributions to biology and medicine. 相似文献