含fz-crd结构域的蛋白家族及两类bhlh转录因子家族的系统进化分析

《含fz-crd结构域的蛋白家族及两类bhlh转录因子家族的系统进化分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号D200777343学校代码10487密级博士学位论文含Fz-CRD结构域的蛋白家族及两类bHLH转录因子家族的系统进化分析学位申请人：颜君学科专业：生物物理学指导教师：刘剑峰教授郭安源教授答辩日期：2012年9月9日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinBioPhysicsPhylogeneticandevolutionaryanalysisonproteinfamilieswithFz-CRDdomainandtwofamilies

2、ofbHLHtranscriptionfactorsPh.D.Candidate:YanJunMajor:BiophysicsSupervisors:Prof.LiuJianfengProf.GuoAnyuanHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSeptember,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中

3、以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学博士学位论文摘要G蛋白偶联受体GPCR是一类与GTP结合蛋白相偶联的含

4、7次跨膜螺旋的受体超家族，其亚家族Frizzled（FZD）作为Wnt的受体，在胚胎发育、细胞增殖、分化和迁移等方面发挥重要作用。FZD蛋白的N端包含细胞外的半胱氨酸富集区结构域（CRD），其由10个半胱氨酸组成5对二硫桥，可以和配体Wnt结合从而激活并介导下游信号通路，该结构域称之为Frizzled-likeCRD，简称Fz-CRD。bHLH（碱性-螺旋-环-螺旋，basichelix-loop-helix）转录因子超家族广泛存在于动物、植物和真菌中，参与神经发育、肌肉生成、细胞增殖、组织分化和其他一些重要的生物学过程。HES/HEY蛋白为bHLH超家族的一个家族，其结构特点为同时含有一个

5、bHLHDNA结合结构域和Orange结构域。PAS也是bHLH的一个家族，其结构特点是含有bHLH结构域和PAS结构域，且包括两个PAS结构域。本论文系统研究了含有Fz-CRD结构域的蛋白家族、bHLH转录因子超家族中两类家族（HES/HEY和PAS）的起源和进化。故本文内容主要分为三个部分。第一，本文研究了含有Fz-CRD结构域的蛋白家族的起源进化。同源搜索发现Fz-CRD结构域存在于多类蛋白质中，包括FZD、SFRP、RTK、MFRP、CPZ、CORIN和COL18A1等。Fz-CRD结构域在盘基网柄菌（Dictyosteliumdiscoideum）这一低等真核生物中已经存在，且与F

6、rizzled的七次跨膜结构域融合形成Frizzled受体。此后，FZD受体在不同物种中经过复制、分化和内含子丢失等过程，最终在脊椎动物中形成11个成员。此外，通过分析SFRP和具有Fz-CRD的RTK发现它们在海绵动物中存在，在脊椎动物中有较明显的扩增。MFRP、CPZ、CORIN和COL18A1等几类含Fz-CRD的蛋白是在脊椎动物进化中通过结构域融合而出现。另外，我们还发了Fz-CRD上的一个糖基化位点可能与Wnt配体结合有关。基于这些结果，我们提出了一个含Fz-CRD结构域的蛋白融合和进化模型，并推测其在后生生物和脊椎动物中发生了两轮基因扩增。第二，本文研究了HES/HEY转录因子家

7、族的起源和进化。HES/HEY家族是bHLH转录因子超家族的一员。HES/HEY蛋白是Notch信号的直接目标基因，在神I华中科技大学博士学位论文经系统、体节发生、血管发育和心脏发育中发挥重要作用。我们系统鉴定了10多个代表性物种中的HES/HEY家族基因，对其进行起源和进化分析。结果显示HES/HEY基因只存在于后生生物中，可能起源于后生生物的共同祖先。本研究选取bHLH和Orange两个结构域，用不同方法