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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
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