湖羊SPLUNC1基因序列的生物信息学分析

模板库匹配靶序列的进化相关结构进行Blast和HHBlits搜索,在匹配的23个模板里,模板4 kgo.1.A与湖羊SPLUNC1序列的相似最高。使用RasMol软件查看预测结果,发现该蛋白由4 股反平行的肽段形成的β折叠片和2个α螺旋组成的桶形结构域组成(图5)。

2.5湖羊SPLUNC1蛋白保守区域预测

利用NCBI的Blast比对预测湖羊SPLUNC1的结构域,由图6可见,湖羊SPLUNC1蛋白有2个结构域,其中第58个氨基酸到第233个氨基酸构成的保守结构域与LBP_BPI_CEPT结[CM(25]构域相似,第104个氨基酸到第231个氨基酸构成的保守[CM)]

[FK(W6][TPCKL5.tif][FK)]

结构域与BPI1结构域相似。

2.6湖羊SPLUNC1蛋白的系统发育树分析

使用NCBI 的Blast在线工具对湖羊SPLUNC1的氨基酸进行序列比对,结果表明,湖羊与山羊、家牛、猪、人、小鼠物种相似性为98%、92%、78%、79%、67%。利用Clustal X 1.81软件对6个物种[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]基因氨基酸序列进行比对,然后使

[FK(W6][TPCKL6.tif][FK)]

用MEGA 5.05的邻近法(Neighbor-Joining,NJ)基于该基因氨基酸序列的比对结果构建6个物种的系统发育树,进而反映不同物种的系统进化及亲缘关系(由图7可见,分支节点处数字为1 000次Bootstrop检验的支持百分比)。结果表明,湖羊和山羊的[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]基因同属一个分支,亲缘关系比较密切,聚为一类,随后这2者与牛聚为一类,而后与猪聚为一类,而人和小鼠的[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]基因单独为1支。

[FK(W9][TPCKL7.tif][FK)]

3结论与讨论

本研究通过DNAMAN、NCBI等在线工具和软件,对湖羊[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]基因的蛋白结构和功能进行了分析。由分析结果可知,克隆的湖羊[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]基因cDNA全长(GenBank登录号:KJ749828.1)为1 091 bp,含1个完整的开放阅读框(ORF)768 bp,共编码255个氨基酸。将湖羊[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]基因翻译的氨基酸序列与已发表文章小鼠和猪[1,11]SPLUNC1的信息进行比较,发现湖羊的SPLUNC1与小鼠在N端都有亮氨酸拉链,且排列的位置相同。小鼠的为MFLVGSLVVLCGLLAHSTAQLAGLPLPL,湖羊的为MFQIGSLIVLCGLLAQTTALLEALPVPL,猪的N端未发现,表明亮氨酸拉链在物种进化上存在差异。另外小鼠的糖基化序列是NPTD、NITA和NLTG,湖羊是NITA和NLTG,猪只有1个糖基化序列NITV。同时,在小鼠的[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]序列上发现的PLPL结构域以及保守结构域蛋白激酶C(SLK)和酪蛋白激酶Ⅱ(SFVD和SGLD)在湖羊[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]上没有被发现,而猪的[WTBX][STBX]SPLUNC1[WTBZ][STBZ]序列上却发现有蛋白激酶C(SLK)序列。

最早先采用的是信号肽预测软件SignalP 4.0分析湖羊SPLUNC1蛋白,发现信号肽切割位点在23~24,而报道的小鼠和猪的信号肽切割位点在19~20之间,人的SPLUNC1 蛋白的N 端的信号肽长度为19个氨基酸[12],但是结合了亚细胞定位后,支持了信号肽切割位点为19~20。在亚细胞定位时参考了孙伟等和杜慕云等的亚细胞定位方法[13-14],对序列进行分析发现,用Signal 3.0分析有2个结果,neural networks (NN)的分析结果为信号肽切割位点为 19~20,hidden Markov models (HMM)的分析结果为信号肽切割位点为23~24。综合比较后,判断湖羊SPLUNC1的信号肽切割位点应为 19~20之间,但是仍需试验数据支持。

从近些年的研究报道中,可以看出大部分的SPLUNC1生物学研究功能主要在人和鼠上,鲜见羊SPLUNC1生物学功能的相关报道。此次研究运用生物信息学的方法对湖羊SPLUNC1蛋白的基本理化性质、信号肽、跨膜区域、二级结构等进行分析,初步预测了湖羊SPLUNC1蛋白所拥有的部分特性,以期为深入探讨其生物学功能提供理论依据。

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