基于Cp-曲线的蛋白质序列相似性分析

蛋白质是生物体内行使重要功能的生物大分子.蛋白质的功能是由其空间结构决定的,而蛋白质的空间结构取决于其一级序列.因此,研究蛋白质的氨基酸序列就成为蛋白质结构预测的前提和基础,并已经成为生物学家关注的主要研究内容之一.主要介绍基于20种氨基酸的一种5-L模型,将蛋白质序列粗粒化为5-L序列,进而给出蛋白质序列的一种3-D图形表示,称之为Cp曲线.将Cp曲线转化为容易比较的序列不变量,并在此基础上对11个物种β-球蛋白质序列进行相似性分析.     

基因序列的搜索与相似性比对

生物信息学的基本任务是对各种生物分析序列进行分析,也就是研究新的计算机方法,从大量的序列信息中获取基因结构、功能和进化等知识,并将其存储于基因数据库中.而在序列分析中,将未知序列同基因数据库中已知序列进行相似性比较是一种强有力的研究手段,包括序列的片段测定、拼接,基因的表达分析,以及RNA和蛋白质的结构功能预测.     

THE蛋白的结构分析与功能预测

调用motif数据库、profile数据库和interproscan数据库,对THE蛋白进行了序列同源性分析和功能位点分析.结果表明,THE蛋白质是一种核蛋白,理论等电点为6.36,分子量为44 859 Dalton.应用多种相关软件对THE蛋白的二级结构和特殊结构进行了初步预测,结果显示:THE蛋白中存在α螺旋、β-折叠片和无规卷曲结构,有两个可形成跨膜结构的片段,不存在卷曲螺旋,无信号肽,也无线粒体定位信号.对THE蛋白进行序列同源性、结构域及功能位点预测,结果显示:THE蛋白与来自大鼠睾丸的Tes13-S、Fos13-L和几种假设蛋白有较高的相似性;THE蛋白存在次黄嘌呤核苷酸脱氢酶、嘌呤核苷酸还原酶结构域及PKC、酰胺化、豆蔻酸连接等功能位点,无糖基化位点.THE蛋白的结构分析与功能预测为该基因的功能研究提供了重要的依据.     

基于黎曼流形的蛋白质三维结构数据相似性比较

以NMR技术为代表的海量蛋白质空间结构数据为现代生命科学研究提供了前所未有的机遇,但后续的大数据分析却成为一大难题。充分利用已知的蛋白质三维结构信息来预测未知的蛋白质空间结构信息是研究蛋白质结构和功能关系一种重要手段。本文提出一种基于黎曼流形的蛋白质三维结构相似性比较新方法。该方法通过构建Cα坐标系和提取蛋白质结构具有旋转和平移不变性的几何特征量,将蛋白质的三维坐标序列转换为一维序列,采用黎曼距离作为三维结构相似度指标。本方法不需要对蛋白质结构做旋转和平移变换,避免了主流的RMSD方法中两蛋白质通过最小二乘拟合进行配准时产生的误差,并且完全不依赖于一级结构序列信息,对不具备序列相似性的蛋白质之间的相似性比较具有现实意义。本文分别针对不同相似度的蛋白质、Fischer提出的10个较难识别的蛋白质结构对、HOMSTRAD数据库中的700个数据这3组数据,对本文算法进行了验证。实验结果表明,与其他方法相比,本文方法的匹配精度均得到了较大提升。     

基于小波分析的蛋白质序列分形研究

利用氨基酸的疏水自由能对蛋白质序列进行编码，选择墨西哥帽小波对于编码序列进行多尺度分解，应用基于小波分解的Abry—Veitch算法来研究蛋白质一级结构的分形特性，最后通过计算Hurst指数来定量刻画蛋白质序列的自相似性。实验结果表明．本文的方法只依据蛋白质一级序列的信息，可获得反映了蛋白质序列排列的自相似性和复杂度一个判据，相比于其他方法，本文的方法简单、可靠，为蛋白质序列的分析和研究提供了一个新的思路。     

基于小波分析法的蛋白质结构研究

用小波的方法预测了一个已知结构蛋白质的二级结构，并把它同互连网蛋白质结构预测服务及其他结构预测软件得到的二级结构进行比较。结果表明：该方法可以较好地确定蛋白质的二级结构且不必进行同源蛋白质序列的联配。在预测未知结构的蛋白质序列方面，该方法与其他方法相比，预测结果并无显著差异，这说明小波分析法可以用于蛋白质结构研究，若与其他方法结合用于结构预测,将会起到更好的作用。     

玉米PDE191基因全长cDNA的克隆及其生物信息学分析

为研究玉米白化相关基因PDE191序列信息和基因功能,以玉米叶片总RNA逆转录后的c DNA为模板,采用RT-PCR和RACE技术克隆出玉米PDE191基因全长c DNA。DNA测序及生物信息学分析表明,玉米PDE191基因c DNA全长1229 bp,编码333个氨基酸的蛋白质,亚细胞定位于线粒体和叶绿体。软件预测PDE191蛋白分子量为37.79 k D,理论等电点为9.12,该蛋白二级结构主要构成元件为?螺旋和无规则卷曲,包含7个MTERF结构域。三级结构预测显示该蛋白为球状结构,预测结果与二级结构预测的结果相符。对该蛋白进行多重序列比对和聚类分析显示,PDE191属于植物MTERF家族,在不同植物中存在其同源蛋白质,其中与拟南芥PDE191氨基酸序列的相似性高达99%。本研究为进一步研究玉米PDE191基因的功能奠定了基础。     

远海梭子蟹Sox9基因序列测序验证与进化分析

采用全长转录组文库结合三代高通量测序的方法得到远海梭子蟹Sox9基因的全长序列，通过引物设计及PCR产物直接测序验证三代测序结果，最终准确地获得Sox9基因序列。对Sox9基因全长序列进行生物信息学及基因进化分析。结果表明该基因CDS基因序列全长1461bp，蛋白质的无规则卷曲、α-螺旋、β-折叠区域分别占58.64%、25.93%、0%。进化树分析结果表明，远海梭子蟹Sox9与三疣梭子蟹的Sox10基因同源性较高，其核酸序列和氨基酸序列的相似性分别为96.24%和98.77%。远海梭子蟹的Sox9基因鉴定和蛋白质结构预测与功能分析，将为该物种遗传资源挖掘与利用分析奠定重要基础。     

从序列预测蛋白质折叠速率

基于序列预测二级结构的蛋白质折叠速率的成功预测暗示着折叠速率能够单独从序列中预测出来.为了追踪这一问题,提出了从序列预测折叠速率的一种方法,而不需要任何二级结构和拓扑的信息.残基对折叠速率的影响与氨基酸的性质有密切的关系.对双态和多态蛋白质实验测定的折叠速率的相关性达到了82.9%,这意味着蛋白质的氨基酸序列是决定折叠速率和机理的重要因素.     

hNDR2、mNDR2基因及其蛋白质结构分析研究

基于Internet服务器上的工具软件包对hNDR2和mNDR2两个基因结构进行了分析 ,并对其蛋白质结构进行了预测。结果表明 :hNDR2和mNDR2氨基酸序列具有 91.9%的相似性 ,hNDR2蛋白质二级结构有 9个α螺旋和 11个 β叠片 ,属于α/β折叠类蛋白 ;mNDR2蛋白质二级结构有 9个α螺旋和 12个 β叠片 ,属于α/β折叠类蛋白 ;两者都有一个跨膜螺旋结构