【正文】 10 4 22 45 48 64 75 77 85 89 92 NTCB (2nitro5thiocyanobenzoic acid) 5 16 29 31 54 70 Pepsin () 28 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 25 26 27 28 34 34 46 49 56 57 63 76 78 81 82 82 83 86 Pepsin (pH2) 23 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 25 26 34 34 46 49 56 57 63 76 82 83 86 Prolineendopeptidase 1 23 利用生物信息學(xué)方法對基質(zhì)細胞衍生因子 1（ SDF1）進行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 13 頁 共 45 頁 Proteinase K 43 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 24 26 28 34 35 39 40 42 44 47 49 50 52 56 57 59 60 61 63 70 72 76 78 79 82 83 86 87 91 Staphylococcal peptidase I 3 36 81 84 Thermolysin 39 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 17 23 25 33 34 38 39 41 43 46 48 49 55 56 58 59 60 62 69 71 75 78 82 85 86 90 92 Trypsin 15 4 29 33 41 45 48 62 64 68 75 77 85 89 90 92 表 3：酶切位點（ These enzymes cleave the sequence） ⑷ 利用 SignalP 軟 件 對 該 蛋 白 序 列 進 行 信 號 肽 分 析 （ 分析結(jié)果顯示：由于 SDF1α是成熟的分泌蛋白，單獨的 SDF1α其 A鏈和B 鏈都沒有信號序列，只是在 SDF1 全序列（ 93 個氨基酸殘基）在第 20個氨基酸殘基左右 發(fā)現(xiàn)一個較強的信號肽信號（見圖 34）， N 端（第 3－第 18 位氨基酸之間）發(fā)現(xiàn)有一個信號（ signal）序列（見圖 35），其存在的幾率為 1，且在第 21位和第 22位氨基酸之間有一個信號肽酶的水解位點，且較容易發(fā)生裂解（裂解幾率為 ）。序列中含有一定數(shù)量的帶羥基的氨基酸，如絲氨酸（ Ser，占 ％ ），蘇氨酸（ Thr，占 ％ ）和酪氨酸（ Tyr，占 ％ ），這為該蛋白的磷酸化修飾打下了基礎(chǔ)。 分析結(jié)果顯示該蛋白為分子量 ， pI為 ，為一堿性蛋白質(zhì)。同時，從圖（ ）中我們獲得了這些內(nèi)切酶在 SDF1 基因上的具體酶切位點。 （ 二 ） 結(jié)果 PDB 入口從下表可見，人的 SDF1α有“ a”、“ b”兩條鏈，其可形成 2 具體，但它的活性形式為單鏈，通常講的 SDF1α就是指其“ a”鏈。 核酸分析首先從 pubmed 核酸數(shù)據(jù)庫中搜索到人的 SDF1α A 鏈核酸序列，分別進行序列的基本性質(zhì)分析，限制性酶譜分析及其基因在染 色體上的定位分析。核酸分析方面主要分析其核酸序列的基本性質(zhì)，如限制性酶切利用生物信息學(xué)方法對基質(zhì)細胞衍生因子 1（ SDF1）進行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 2 頁 共 45 頁 位點，基因組在染色體上的定位。 ③直系同源簇方法 (cluster of orthologous group， COG)，即用不同種族的基因成對相似聚類法把它們劃分成各種直系同源簇，從而可以用同一簇中的已知基因注釋未知基因。 基質(zhì)細胞衍生因子 1α（ stromal cellderived factor1 alpha, SDF1α）及其特異受體 CXCR4 在胚胎發(fā)育、腫瘤細胞遷移及介導(dǎo)免疫缺陷病毒 (HIV) 感染中發(fā)揮重要作用，最近又在動脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn) SDF1α高表達， SDF1α /CXCR4 與動脈粥樣硬化的關(guān)系已經(jīng)引起重視，從生物信息學(xué)角度對其進行分析有重要的意義。到目前為止已發(fā)現(xiàn) 50 多種，按照 NH2半胱氨酸基序的不同，可將趨化因子分為 4 個亞家族，即 C、 CC、 CXC 和 CX3C。利用生物信息學(xué)方法對基質(zhì)細胞衍生因子 1（ SDF1）進行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 1 頁 共 45 頁 前 言 動 動脈粥樣硬化（ Atherosclerosis， As）是由多因素所致的血管炎癥性疾病，其病變特點之一是動脈粥樣硬化斑塊部位有炎癥細胞的浸潤，巨噬細胞源性泡沫細胞是動脈粥樣硬化早期的重要事件。趨化因子受體是 GPCR（ Gproteincoupled receptors）超家族成員，是一族與 G 蛋白 偶聯(lián) 的、具有7 個疏水的跨膜結(jié)構(gòu)的受體。 生物信息學(xué)主要是利用生物學(xué)數(shù)據(jù)庫，運用計算機、網(wǎng)絡(luò)及生物學(xué)軟件，對海量生物原始數(shù)據(jù)進行基因組序列注釋，以作為科研的實驗依據(jù)。同時 結(jié)構(gòu)基因組的研究使得三維結(jié)構(gòu)模建和結(jié)構(gòu)類的識別成為基因組功能注釋的一個重要方面 [13]。蛋白質(zhì)分析方面，首先分析 SDF1序列的基本性質(zhì)，包括氨基酸組成、分子量、等電點、親疏水性、蛋白酶切位點、信號肽，分析其二級結(jié)構(gòu)和三級 結(jié)構(gòu)，重點分析其保守結(jié)構(gòu)、模體（ motif），分子立體結(jié)構(gòu)的裂口和穴， A、 B鏈間的相互作用，配基，多重序列比對，進化分析等。具體操作方法將根據(jù)上述各個軟件上“ Help”文件進行，基因在染色體上的定位分析根據(jù)網(wǎng)頁上的操作說明進行。另外表中還有 PDBid（ 1a15）及系統(tǒng)入口編號（ P48061）。 Restriction Enzyme Map: 1 ATGAACGCGAAAGTGGTGGTGGTGCTGGTGCTGGTGCTGACCGCGCTGTGCCTGAGCGATGGCAAACCGGTGAGCCTGAG 80 1 TACTTGCGCTTTCACCACCACCACGACCACGACCACGACTGGCGCGACACGGACTCGCTACCGTTTGGCCACTCGGACTC 80 TspDTI MwoI Bpu10I AgeI Bpu10I HpyF10VI BsaWI BseMII BsrFI BspCNI BseMII BspCNI 81 CTATCGTTGCCCGTGCCGTTTTTTTGAAAGCCATGTGGCGCGTGCGAACGTGAAACATCTGAAAATTCTGAACACCCCGA 160 81 GATAGCAACGGGCACGGCAAAAAAACTTTCGGTACACCGCGCACGCTTGCACTTTGTAGACTTTTAAGACTTGTGGGGCT 160 利用生物信息學(xué)方法對基質(zhì)細胞衍生因子 1（ SDF1）進行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 6 頁 共 45 頁 BceAI HpyF10VI Cac8I ApoI BbvI HphI MwoI 161 ACTGCGCGCTGCAGATTGTGGCGCGTCTGAAAAACAACAACCGTCAGGTGTGCATTGATCCGAAACTGAAATGGATTCAG 240 161 TGACGCGCGACGTCTAACACCGCGCAGACTTTTTGTTGTTGGCAGTCCACACGTAACTAGGCTTTGACTTTACCTAAGTC 240 BssHII HgaI AlwI Hpy188III Cac8I PstI SfcI 241 GAATATCTGGAAAAAGCGCTGAACAAACGTTTTAAAATG 279 241 CTTATAGACCTTTTTCGCGACTTGTTTGCAAAATTTTAC 279 Hpy188III HaeII AclI AfeI DraI 圖 SDF1的 cDNA限制性酶譜分析 ⑶ 從 NCBI查詢 SDF1基因在人類基因組中的定位 基因組的定位分析顯示，該基因定位在第 10 號染色體長臂的第一區(qū)第一亞區(qū)，第 2 小區(qū)內(nèi)。 SDF1α的 A 鏈分子量 ， pI 為 （見圖 31，示其等電點和理論分子量，從圖中可以清楚地看出不同 pH 值條件下其所帶 電荷， pH為 10 時，其還帶正電荷， pH 值為 時其已經(jīng)帶上了負電荷，故計算得其理論等電點為 ） ，為一堿性蛋白質(zhì)， B鏈分子量 Da， pI 為 ，為一堿性蛋白質(zhì)。 Amino Acid Number Mol% Met M 0 利用生物信息學(xué)方法對基質(zhì)細胞衍生因子 1（ SDF1）進行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 10 頁 共 45 頁 Asn N 7 Pro P 4 Gln Q 3 Arg R 5 Ser S 3 Thr T 1 Val V 5 Ala A 5 Cys C 4 Asp D 1 Glu E 3 Phe F 2 Gly G 0 His H 2 Ile I 4 Lys K 7 Leu L 8 Trp W 1 Tyr Y 2 表 2： SDF1α蛋白的氨基酸組成 protein:Length = 67 amino