奶牛DRB3基因生物信息学分析.pdf

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1、·4·科学研究·2011·2·科技奶牛DRB3基因生物信息学分析徐飞，成述儒，罗玉柱（甘肃农业大学甘肃省草食动物生物技术重点实验室/动物科学技术学院，兰州730070）中图分类号：S823文献标识码：A文章编号：1004－4264（2011）02－0004－04摘要：利用生物基因组学数据库，对奶牛MHCⅡ区DRB3基因进行生物信息学分析，以预测DRB3基因编码产物的理化性质、结构与功能，同时构建DRB3同源基因的系统进化树。结果表明，DRB3编码产物为不稳定亲水性蛋白，具有明显的信号肽，其切割位点位于29~30位的氨基酸之间。二级结

2、构主要以无规则卷曲和延伸链为主，主要在细胞质中发挥生物学作用。序列分析表明，DRB3编码产物可能具有免疫应答、受体、胁迫应答、信号转导等功能，可能在免疫应答和胁迫应答过程中发挥重要作用，可能对奶牛免疫力和抗病性起关键作用。DRB3编码产物氨基酸邻接系统树表明，奶牛DRB3与绵羊、羚羊、塔尔羊、麝牛、亚洲水牛等物种DRB3氨基酸距离较近，它们具有高度同源性。关键词：主要组织相容性复合体；DRB3基因；生物信息学；奶牛MHC（MajorHistocompatibilityComplex）即主要和进化关系，为进一步深入研究提供参考。组织相

3、容性复合体，是由紧密连锁的高度多态基因1材料与方法[1]座所组成的染色体上的一个遗传区域。奶牛MHC1.1序列来源基因即（BoLA）位于奶牛的第23号染色体的短臂上，数据资料来源于GenBank数据库，包括奶牛（NP_分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类，其多态性集中在Ⅱ类区域001012698）、绵羊（CAJ56089）、山羊（BAA23104.1）、的DR和DQ基因家族，DR基因家族包含DRA、羚羊（AAL57171.1）、亚洲水牛（AAZ76544.1）、塔尔DRB1、DRB2和DRB3四个基因座，DQ基因家族包羊（AAL57172.1）、麝

4、牛（AAK67170.2）、家犬（CAH[2,3]含DQA1、DQA2、DQB1和DQB2四个基因座。其编61725.1）、猪（ABC17919.1）、马（NP_001136288.1）、码的糖蛋白构成了抗原呈递细胞表面的α链和β链，食蟹猴（AAQ06507.1）和人类（CAM25995.1）的DRB3在免疫应答的起始阶段，抗原递呈过程中起重要作序列。括号内为GenBank登录号。[4~6]用。本研究利用生物信息学方法对BoLA-DRB31.2方法基因及其编码产物的理化性质、序列特征、蛋白质BoLA-DRB3编码产物的理化性质采用B

5、ioedit结构以及生物学功能进行预测和分析，有助于从分及DNAStar分析软件预测；疏水性/亲水性采用[7][8]子水平上理解MHC-DRB3基本结构和生物学功能。ProtScale预测；蛋白信号肽采用SignalP预测；亚细[9]同时，通过与其他哺乳动物的DRB3编码产物进行系胞定位采用PSORTⅡ预测；二级结构采用Antheprot[10]统进化分析，有助于比较不同哺乳动物DRB3的差异分析软件预测；结构功能域及功能分类采用ProtFun[11,12]预测；多序列比对及同源性分析采用BLASTp程收稿日期：2010－08－24

6、基金项目：国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目（2006AA10Z序及MegAlign软件分析。196）、国家科技支撑计划项目（2007BAD52B05）、甘肃省2结果与分析农业生物技术专项（GNSW-2009-24）、甘肃省重点实验室建设计划项目（085RTSA004）。2.1BoLA-DRB3编码产物的理化性质分析作者简介：徐飞，男，硕士研究生，研究方向为生物技术与动物育种。蛋白质的基本性质包括其相对分子质量、氨基通讯作者：罗玉柱，男，教授，博士生导师，研究方向为生物技术与动物育种。·2011·2·科技科学研究·5·[1

7、3]酸组成、等电点等。用Bioedit及DNAStar分析软信号序列根据运输方向的不同分为3种类型，即入件对奶牛DRB3编码产物的理化性质进行预测，核信号、引导肽和信号肽，其中信号肽指导内膜系DRB3基因的氨基酸组成见图1。DRB3基因编码统的蛋白质运输，且在完成蛋白质定位后被切下。本266个氨基酸，组成中最多的两种氨基酸是Val（缬文采用丹麦Tekniske大学生物学序列分析中心提供氨酸）和Gly（甘氨酸），所占比例分别达到9.40%和的在线蛋白质序列信号肽分析工具SignalPV2.0.b28.65%。负电荷残基总数（Asp+G

8、lu）为28，正电荷残基对DRB3编码产物进行了分析。在线输入DRB3编总数（Arg+Lys）为26，其理论分子量为30532.38Da，码产物的前70个氨基酸序列，程序分别自动利用神理论等电点为6.87。经网络模型（NN）和隐马尔可