生物信息学论文doc1

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1、对欧洲油菜中假定的17.9负责二级热休克蛋白的研究进行生物信息学分析黄玉霞(201007010105)(周口师范学院生命科学系，河南周口，466001)摘要：采用生物信息学方法，对其编码的蛋白从理化性质、二级结构、细胞定位、信号肽预测，磷酸化位点，跨膜结构域及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明，该欧洲油菜假定的17.9负责二级热休克蛋白为154个氨基酸，该蛋白二级结构中以α-螺旋（37.01%）和扩展束（19.48%）β-转角（7.14%）和无规则卷曲(36.36%)为主，不存在跨膜区，N端不存在信号肽序列，亚细胞定位于细胞质中；存在3

2、个不稳定区，不形成球形蛋白域。该研究结果为进一步研究提供了理论基础。关键词：芸苔属植物籽（欧洲油菜）；热休克蛋白；生物信息学引言：热休克蛋白（Heatshockproteins，又称热激蛋白，简称为HSP）是一类功能性相关蛋白质，当细胞受到升高温度或其他压力时它们的表达就会增长[1]。这种表达的增长是受到转录调控的。热休克蛋白戏剧性地上调控是热休克反应的关键部分并且主要由热休克因子引导[2]。并且它是在从细菌到哺乳动物中广泛存在一类热应急蛋白质。许多热休克蛋白具有分子伴侣活性。按照蛋白的大小，热休克蛋白共分为五类，分别为HSP100，HSP

3、90，HSP70，HSP60以及小分子热休克蛋白smallHeatShockProteins(sHSPs)(Kyeongetal.,1998)。绝大部分生物细胞生成的HSP分子量都在80～110kD、68～74kD和18～30kD之间。不同分子量的HSP，在细胞内的分布也有所不同，例如，在酵母菌中发现的分子量为89kD的HSP是一种可溶性的细胞浆蛋白质，而分子量为68kD、70kD、110kD的HSP却主要分布于核或核仁区域。总的来说，HSP的诱导和调节的机制迄今还不清楚，只有一些推测。HSP可提高细胞的应激能力，特别是耐热能力，HSP还可

4、调节Na+-K+-ATP酶的活性，有人通过四膜虫属细胞热休克的研究，发现有些HSP具有促进细胞内糖原异生和糖原生成的作用，使细胞内糖原贮量增多，从而提高应激能力。此外，有人还报道，热、乙醇、亚砷酸钠的预处理不仅能使某些细胞产生热耐受，还能使细胞对阿霉素（adriamycin）的耐受性增强，提示HSP可以增强对各种损伤的抵抗力。至于在人类的应激中，HSP究竟起什么作用，目前还知之甚少。植物在热激3—5min内HSPmRNA的含量增加。在20分钟内可以检测到新合成的HSP。如果植物一直处于热激状态，HSP合成可以持续几个小时。HSP广泛存在于植

5、物细胞膜、细胞质、叶绿体线粒体等组织中。目前已发现的众多HSP，它们的主要功能是参与新生肽的折叠以及蛋白质变性后的复性、降解，维持胞内环境的稳定[3]。因此热激蛋白的研究将是植物抗逆境胁迫的重要领域。植物细胞在受胁迫时HSPs能合成，而且不同的细胞中存在不同类型的，这些结果表明:在基本的生命过程中起一定的作用。因此胁迫下产生的HSPs与未受胁迫时HSPs之间的关系也是一个非常值得探讨的问题。从目前研究来看，还没有任何有关转基因植株中HSPs表达量增加或减少的报道，更没有HSPs量的增加可使转基因植株抗逆性能力提高的报道。如果转HSPs基因植

6、株中HSPs量增加后确实可以提高其耐热、抗旱能力，那么就可以断定HSPs具有增强植株的耐热、抗旱等功能。目前已经获得了一些HSPs的抗体以及HSPs的cDNA探针，有实验表明在豌豆、大豆和玉米中能克隆出叶绿体smHSPs的cDNA，这些将可能有助于上述问题的解决。分子伴侣是当今国际上蛋白质研究的一个热点，其作用的分子机理已有一些假说，但还需进一步深入研究搞清楚分子伴侣的作用机理对于揭示植物细胞抗逆性的本质无疑是十分重要的此外，对HSPs生物学特性及交叉保护的研究也将会是未来的研究热点。因此，只有在彻底弄清楚HSPs诱导机理以及各种HSPs的

7、功能之后才有可能有目的地利用HSPs改良蔬菜，为农业生产服务。此外，油菜对干旱以及其它逆境胁迫的研究不能仅限于搞清楚一两个蛋白或通过转移一两个基因来提高其抗性，而应当结合其它相关研究（如植物抗逆性调控基因或植物信号感受系统），综合地进行研究，这样才能对植物的抗旱机理有更深的认识，实现培育新的抗性品种的突破相信随着人们对耐旱分子机制研究的不断深入、植物蛋白质组学研究方法和技术的改善，基因操作技术也将日趋完善，将抗旱基因转移到无抗旱性的油菜组织中，以增强油菜抗旱性，也是很有可能的[4-6].。本文利用生物信息学相关软件对其进行综合预测分析，为进

8、一步研究其在油菜发育过程中的调节作用提供理论基础。1.油菜热休克蛋白的生物信息学分析1.1利用Protparam（http://expasy.org/proteomics）工具预