蛇苔细胞色素c_cytc_的序列分析及功能预测

武汉植物学研究2009,27(4):432~436JournalofWuhanBotanicalResearch

蛇苔细胞色素C(CytC)的序列分析及功能预测

边春象

1,3

,李劲涛,彭正松,阮期平

213*

(1.西华师范大学生命科学学院,四川南充 637002;2.北京工业大学生命科学与生物工程学院,北京 100124;

3.绵阳师范学院分子生物学与生物制药重点实验室,四川绵阳 621000)

摘 要:通过核酸序列比对,在蛇苔cDNA文库中获得细胞色素C(CytC)基因序列,并对其编码的蛋白质产物从同源性、氨基酸组成、理化性质、亚细胞位点、结构和功能等进行生物信息学分析和预测。结果表明,该cDNA序列具有完整的开放阅读框(ORF,104~442bp),推测编码蛋白为112个氨基酸,与向日葵、荞麦、玉米等CytC存在着较高的保守性(相似性分别为84%、85%和84%),同属于细胞色素C超家族;蛇苔CytC蛋白的分子量为11998.7Da,不含信号肽,成熟的CytC起始于Ala2,其活性位点为Cys23、Cys26、His27和Met89;对蛋白质的翻译后修饰预测表明Ala2存在乙酰化修饰,Lys81和Lys95分别进行三甲基赖氨酸修饰。这些特点与其他植物CytC保持一致,表明该基因为蛇苔cytc基因,在进化上相对保守。关键词:细胞色素C;蛇苔;序列;功能预测

中图分类号:Q943 文献标识码:A 文章编号:1000-470X(2009)04-0432-05

SequenceAnalysisandFunctionPredicationofCytC

fromConocephalumconicum(L.)Dum.

BIANChun-Xiang,LIJin-Tao,PENGZheng-Song,RUANQ-iPing

1,3

2

1

3*

(1.CollegeofLifeScience,ChinaWestNormalUniversity,Nanchong,Sichuan 637002,China;2.TheCollegeofLifeScienceand

Bio-engineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing 100124,China;3.KeyLaboratoryforMolecularBiologyand

Biopharmaceuticals,MianyangNormalUniversity,Mianyang,Sichuan 621000,China)

Abstract:ThroughnucleotideblastthecytcgenewasgainedfromthecDNAlibraryofConocephalum

conicum,anditsproducewasanalyzedinthefollowingaspects:thehomology,compositionofaminoacids,physico-chemicalcharacters,subcellularlocation,tertiarystructure,functionandsoonbybioinformationaltools.Theresultindicatesthesequencehasacompleteopenreadframe(104-442bp),anditencodes112aminoacidswhichhasahighhomologywithHelianthusannuus,Fagopyrumesculentum,ZeamaysandotherplantsCytCs.TheyallbelongtoCytochromeCsuperfamily.Withmolecularweight11998.7Daandnosignalpeptide,thesequenceofConocephalumconicumCytCstartsAla2andtakesCys23,Cys26,His27andMet89asitsactivesites.WhatismoreAla2isacetylizedandthesitesLys81/Lys95aremodifiedtobetrimethyllysine.AllthesecharacteristicskeepinlinewithotherplantCytCs,whichilluminatesthesequencewegotiscytcgenewhichisconservedinthecourseofevolution.Keywords:CytochromeC(CytC);Conocephalumconicum(L.)Dum.;Sequence;Functionpredication 细胞色素C(cytochromeC,CytC)是存在于细胞线粒体中的一种以血红素为辅基的蛋白质,是唯一能溶于水的细胞色素,它可以交互地与细胞色素还原酶(复合体Ó)的细胞色素C1和细胞色素氧化酶(复合体Ô)接触,起到在复合体Ó和Ô之间传递电子的作用。目前在真核生物和细菌中

[1,2]

都有发现。此外,细胞色素C也是诱导细胞凋亡的重要分子

[3]

到克隆和分析,如拟南芥(Arabidopsisthaliana)、向日葵(Helianthusannuus)

[5]

[4]

、荞麦(Fagopyrum

[6]

esculentum)、番茄(Solanumlycopersicum)和玉

[7]

米(Zeamays)等,但苔类植物CytC的研究在国内外鲜有报道。

四亿多年前,苔类植物从单细胞水生藻类进化而来,它是最早的陆生植物之一,在绿色植物进化方面起关键性作用,因此苔类植物细胞色素C甚至整

。许多植物的cytc基因都已经得

收稿日期:2008-08-25,修回日期:2009-01-15。

作者简介:边春象(1984-),男,硕士研究生,主要研究方向为分子生物学(E-mai:labzyme123@);阮期平(1961-),男,教授, 博士,主要研究方向为分子生物学与生化药学。(for.E-mai:l@.co

第4期 边春象等:蛇苔细胞色素C(CytC)的序列分析及功能预测433

个电子传递途径作用机制应该是陆生植物进化中的雏形。2008年,Stefan等在Science上报道首个苔类植物(Physcomitrellapatens)的基因组序列,从而为苔类植物作为一种模式生物来研究陆生植物的进化提供了有力的支持,并引起了对苔类植物的研究热潮。本文是以蛇苔为材料来研究CytC,采用生物信息学的方法对其推导的氨基酸序列从组成、理化性质、亚细胞定位、翻译后修饰和结构功能等进行预测和分析,进而为研究苔类植物CytC的作用机制乃至整个电子传递途径奠定基础。

[8]

阅读框,编码112个氨基酸(图2)。以起始密码子ATG的A碱基为第一位(标记为+1),在+4位核苷酸为G,在-3位核苷酸为T,符合Kozak序列

[10,11]

(gccRccAUGG),其中R是一种嘌呤(腺嘌呤和鸟嘌呤),研究表明,Kozak序列在翻译的起始起着重要作用。用NucleotideBlast对蛇苔cytc序列进行同源性分析的结果表明,蛇苔CytC的核酸序列与其他植物,如拟南芥(AY114580)、葡萄(Vitisvinifera,EU595418)和向日葵(Helianthusannuus,L77113)的相似性分别为76%、75%和75%。其推导的氨基酸序列用Blastx程序进行同源性比对的结果表明,该氨基酸序列与其他植物的CytC具有很高的同源性,如向日葵(P00070)、荞麦(P00072)、番茄(P00060)和玉米(P00056)的相似性分别为84%、85%、84%和84%。由此可以说明,我们得到的是cytc基因,并可以揭示出不同物种中的cytc基因及其编码的氨基酸序列间具有高度的相似性,

在初级结构上是保守的。

[11]

[12]

1 材料与方法

蛇苔(Conocephalumconicum(L.)Dum.)材料采自四川省北川县小寨子沟自然保护区。总RNA的提取是参考改进过的LiCl方法

[9]

;SMART

TM

cDNALibraryConstruction试剂盒购自美国Clontech公司;DNA序列测定在上海Invitrogen公司完成。

依据DNAStar、ANTHPROT2000以及http://www.ncb.inlm.nih.gov/、/sprot/和http://www.unipro.torg/等网站提供的生物信息学软件在线进行分析。核酸及氨基酸序列的同源性分析和多序列比对是用Blast和ClustaWl2完成;用ORFFinder、ProtParam和ANTHPROT2000对开放阅读框、理化性质和亲水性、疏水性分别进行分析;亚细胞位点和N端信号肽分析是通过EpiLoc和iPSORT软件完成;最后利用TermiNator和Geno3D在线软件对翻译后修饰、三级结构和功能进行预测分析。

2 结果与讨论

2.1 蛇苔CytC的基因序列的获取与多序列比对分析

通过改进的LiCl方法获得了较高质量的RNA,保证该cDNA文库构建的质量(图1)。用NCBI中的SpecializedBlast对测序结果进行分析得到一条长924bp的核酸序列,它包括一个339bp

的开放

图2 推导的蛇苔CytC的开放阅读框和氨基酸序列Fig.2 TheORFsequenceanddeducedaminoacidsof

CytCfromConocephalumconicum(L.)Dum.

2.2 细胞色素C的理化性质

用ORFFinder和ProtParam等在线软件对蛇苔、向日葵、荞麦、番茄和玉米中CytC的理化性质进行分析的结果(表1)表明,各植物CytC的氨基酸序列长度、分子量、理论 …… 此处隐藏：4292字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……