【正文】 E B I 1T A R CM D Cf r a c t a l k i nS D F 1 a l p h aS D F 1 a l lI L 8I P 1 0I T A CS R P S O XI A M 1 PM I F100% 6 5 % 6 4 % 5 1 % 4 4 % 4 1 % 3 6 % 3 0 % 2 9 % 2 9 % 2 8 % 2 4 % 2 3 % 1 9 % 1 9 % 1 6 % 1 5 % 1 4 %100% 0%80% 60% 40% 20% 圖 3151 人種趨 化因子的多重序列比對(duì)同源性比較 利用生物信息學(xué)方法對(duì)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 1（ SDF1）進(jìn)行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 35 頁 共 45 頁 21MCP1 21MCP4 19MIP4 20MIP12 21MIP1 28MIP3 20RANTES 1SDF1alpha 22SDF1all 25MDC 25TARC 21EBI1 27IL8 21IP10 27ITAC 36MIFConsensus.......................................................................................MKLCVTVLSLLMLVAAFCSPA...................MKVSVAALSCLMLVTALGSQARVTKDAE............MKVSAAALAVILIATALCAP.........................................K..................MNAKVVVVLVLVLTALCLSDGK..................MARLQTALLVVLVLLAVALQATEAG..............MAPLKMLALVTLLLGASLQHIHAAR....................MALLLALSLLVLWTSPAPTLS.............MTSKLAVALLAAFLISAALCEGAVLPR................MNQTAILICCLIFLTLSGIQG................MSVKGMAIALAVILCATVVQGFPMFKR...MPMFIVNTNVPRASVPDGFLSELTLAQATGKPPQ....AAAAAAAAAGAAAAAAAALLLLLLLVLLLLLLLLLLLLLILVLLFILLLVLMMLVLLLLLAAAAAAAAAA 48MCP1 48MCP4 44MIP4 47MIP12 48MIP1 68MIP3 47RANTES 23SDF1alpha 44SDF1all 49MDC 47TARC 43EBI1 49IL8 45IP10 45ITAC 73MIFConsensus.............LAQPDAINAPVTCCYNFTNRKISVQRL.............LAQPDALNVPSTCCFTFSSKKISLQRL...........................FSASLAADTPTACCFSYTSRQIPQNFI.............LSAPMGSDPPTACCFSYTARKLPRNFVTEFMMSKLPLENPVLLDRFHATSADCCISYTPRSIPCSLL.............ASASPYSSDTTPCCFAYIARPLPRAHI..................PVSLSYRCPCRFFESHVARANV..................PVSLSYRCPCRFFESHVARANV................PYGANMEDSVCCRDYVRYRLPLRV..................GTNVGRECCLEYFKGAIPLRKL..................GTNDAEDCCLSVTQKPIPGYIV..........。 可見 2條鏈分別各有 16 個(gè)殘基參與鏈間相互作用， A 鏈上的作用面積為785A2， B 鏈上的作用面積為 760A2，在兩條鏈之間有 11 對(duì)氫鍵， 111 對(duì)其它非共價(jià)鍵，沒有鹽鍵和二硫鍵。另外，其分子中心部分為可變性最大的區(qū)域，這可能與其參與多種功能途徑相關(guān)聯(lián)。結(jié)構(gòu)中含有 2 個(gè)高度保守的二硫鍵。并且從圖中我們可知道此蛋白含有趨化因子家族共同結(jié)構(gòu)域 gnl|CDD|27806，及 Intercrine alpha 家族的“ SCY”功能域，參與細(xì)胞特異趨化性介導(dǎo)細(xì)胞生長和炎性反應(yīng)。 (A) 表示 EGFP SDF1α 融合蛋白在 ECV304 的表達(dá)； (B)表示的是 DAP1 染細(xì)胞核； （ C） 表示的是 A和 B重疊圖 。 SignalPNN result: 利用生物信息學(xué)方法對(duì)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 1（ SDF1）進(jìn)行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 14 頁 共 45 頁 圖 34信號(hào)序列 NN 分析圖 Sequence length = 93 Measure Position Value Cutoff signal peptide? max. C 22 YES max. Y 22 YES max. S 13 YES mean S 121 YES D 121 YES Most likely cleavage site between pos. 21 and 22: SDGKP 利用生物信息學(xué)方法對(duì)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 1（ SDF1）進(jìn)行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 15 頁 共 45 頁 圖 35信號(hào)序列 HMM 分析圖 Sequence Prediction: Signal peptide Signal peptide probability: Signal anchor probability: Max cleavage site probability: between pos. 21 and 22 圖 SDF1 蛋白的信號(hào)肽分析結(jié)果 （ 42） SDF1α基因的電子表達(dá)譜（ eNorthern）分析 在此網(wǎng)站中進(jìn)行的 eNorthern 的結(jié)果，（圖 7）此基因在大部分組織器官都有表達(dá)，在 淋巴網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞 中有大量表達(dá)，而在心臟、肺、肌肉等少數(shù)組織器官中有較多表達(dá)。 SDF1α的 A 鏈分子量 ， pI 為 （見圖 31，示其等電點(diǎn)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(shí)，其還帶正電荷， pH 值為 時(shí)其已經(jīng)帶上了負(fù)電荷，故計(jì)算得其理論等電點(diǎn)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)。另外表中還有 PDBid（ 1a15）及系統(tǒng)入口編號(hào)（ P48061）。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(diǎn)、親疏水性、蛋白酶切位點(diǎn)、信號(hào)肽，分析其二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí) 結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)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(duì)，進(jìn)化分析等。 生物信息學(xué)主要是利用生物學(xué)數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及生物學(xué)軟件，對(duì)海量生物原始數(shù)據(jù)進(jìn)行基因組序列注釋，以作為科研的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。利用生物信息學(xué)方法對(duì)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 1（ SDF1）進(jìn)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(dòng) 動(dòng)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(diǎn)之一是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊部位有炎癥細(xì)胞的浸潤，巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞是動(dòng)脈粥樣硬化早期的重要事件。 基質(zhì)細(xì)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(xì)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(dòng)脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn) SDF1α高表達(dá)， SDF1α /CXCR4 與動(dòng)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(duì)其進(jìn)行分析有重要的意義。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(duì)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 1（ SDF1）進(jìn)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(diǎn)，基因組在染色體上的定位。 （ 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。 分析結(jié)果顯示該蛋白為分子量 ， pI為 ，為一堿性蛋白質(zhì)。 利用生物信息學(xué)方法對(duì)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 1（ SDF1）進(jìn)行基因序列和蛋白質(zhì)序列分析 畢業(yè)論文 第 12 頁 共 45 頁 ⑶ 蛋白酶切位點(diǎn)分析 Name of enzyme No. of cleavages Positions of cleavage sites ArgC proteinase 6 29 33 41 62 68 90 AspN endopeptidase 2 19 72 BNPS_Skatole 1 78 CNBr 2 1 93 Chymotrypsinhigh specificity (Cterm to [FYW], not before P) 6 28 34 35 78 82 91 Chymotrypsinlow specificity (Cterm to [FYWML], not before P) 23 1 9 11 13 16 18 26 28 34 35 38 46 47 50 57 63 76 78 82 83 87 91 93 Clostripain 6 29 33 41 62 68 90 Formic acid 1 73 Glutamyl endopeptidase 3 36 81 84 Iodosobenzoic acid 1 78 LysC 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(duì)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 1（ SDF1）進(jìn)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(diǎn)（ These enzymes cleave the sequence） ⑷ 利用 SignalP 軟 件 對(duì) 該 蛋 白 序 列 進(jìn) 行 信 號(hào) 肽 分 析 （ 分析結(jié)果顯示：由于 SDF1α是成熟的分泌蛋白，單獨(dú)的 SDF1α其 A鏈和B 鏈都沒有信號(hào)序列，只是在 SDF1 全序列（ 93 個(gè)氨基酸殘基）在第 20個(gè)氨基酸殘基左右 發(fā)現(xiàn)一個(gè)較強(qiáng)的信號(hào)肽信號(hào)（見圖 34），