【正文】 57 58 59 60 61 62 63 ⑻ 分子同源性分析 從 Pubmed 中蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中分別獲得人的 MIP MIP MIP MIP4（ MIP指巨噬細(xì)胞炎性趨化蛋白）、 MDC（巨噬細(xì)胞炎性趨化因子）、 PARC（肺和活化調(diào)節(jié)趨化因子）、 RANTES（調(diào)節(jié)和活化 T細(xì)胞表達(dá)與分泌）、 SDF1all（基質(zhì)細(xì)胞衍生因子全長）、 SDF1α（基質(zhì)細(xì)胞衍生因子α A 鏈）、 TARC（胸腺調(diào)節(jié)活化趨化因子）、 MCP MCP4（ MCP 指單核細(xì)胞趨化蛋白）、 ITAC（干擾素誘導(dǎo) T 趨化因子）、 IL8（白介素 8）、 IP EBI MIF、 fractalkine、 SRPSOX、IAMIP 共 19 個(gè)趨化因子的蛋白質(zhì)序列， 進(jìn)入 Bioedit 的 sequence 分析目錄下作多序列比對，比對結(jié)果如圖 315。 Fractalkine 是細(xì)胞黏附不依賴于整合素（ integrin）的新途徑， SDF1α A 鏈與 fractalkine 的較高的同源性提示其不但具有趨化活性，可能具有黏附分子的活性，這一點(diǎn)也可能是本項(xiàng)研究的 1個(gè)新的發(fā)現(xiàn)，但尚需相關(guān)的實(shí)驗(yàn)支持和驗(yàn)證。 Key: Salt bridges Disulphide bonds Hydrogen bonds Nonbonded contacts Interface statistics 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 30 頁 共 45 頁 Chain No. of interface residues Interface area (197。 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 25 頁 共 45 頁 ⑷ 利用 PROSITE數(shù)據(jù)庫分析該蛋白序列的 MOTIF 如圖 311所示，把 SDF1α A鏈的蛋白序列輸入到 Prosite在線分析軟件中，在第 7位絲氨酸殘基命中一個(gè)蛋白激酶 C的磷酸化模體（ motif， PS00005），該位點(diǎn)可能與其修飾并參與細(xì)胞內(nèi) G蛋白偶聯(lián)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。 CDLength = 60 residues, % aligned Score = bits (109), Expect = 1e06 Query: 6 SYRCPCRFFESHVARANVKHLKILNTPNCALQIVARLKNNNRQVCIDPKLKWIQEYLEK 64 Sbjct: 1 PLRCCLSYTSKKIPPRRIKSYYRITSSHCPKPAVIFTTKRGRKVCADPKAKWVQRYIKK 59 gnl|CDD|25372, 小分子細(xì)胞因子 (intecrine/chemokine)， interleukin8 樣。其分子中心裂口里面部分有陰離子 結(jié)合位點(diǎn)清晰可見。 根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件對 SDF1α 蛋白的亞細(xì)胞定位的分析 (圖 214)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖 213)， SDF1α 蛋白可能定位在細(xì)胞 質(zhì) ， 又有一個(gè)信號肽 ，因此 SDF1α 蛋白可能是一個(gè) 分泌蛋白 。 圖 33 SDF1α A鏈親疏水分析圖 表 3 為 SDF1α A 鏈酶切位點(diǎn)分析圖，可見該蛋白包含大部分蛋白酶的裂解位點(diǎn)，其中以蛋白酶 K的裂解位點(diǎn)最多（ Proteinase K， 43 個(gè)），其次是 嗜熱菌蛋白酶（ Thermolysin，39 個(gè)）、胃蛋白酶（ Pepsin， 28 個(gè)），其次有 2 個(gè)溴化氰的裂解位點(diǎn)。 （ 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 7 頁 共 45 頁 圖 23： SDF1基因定位：紅色部分 CXCL12 指 SDF1 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 8 頁 共 45 頁 ⑷ sdf 基因表達(dá)調(diào)控 ( ) 2． 蛋白質(zhì)序列分析 ⑴ 利用 ExPASy軟件包對該基因進(jìn)行 氨基酸組 成統(tǒng)計(jì)、 分子量、等電點(diǎn) 等 分析 （ Compute pI/MW：是 ExPASy 工具包中的程序，計(jì)算 SDF1蛋白質(zhì)的氨基酸組成統(tǒng)計(jì)、等電點(diǎn)和分子量。二級結(jié)構(gòu)分析包括結(jié)構(gòu)功能域、 Motif、保守位點(diǎn)、 AB鏈間的相互作用及離子配基等，具體操作方法將根據(jù)上述各個(gè)軟件上“ Help”文件和網(wǎng)頁上的操 作說明進(jìn)行。從核酸和蛋白質(zhì)兩個(gè)方面對 SDF1α進(jìn)行詳盡的生物信息學(xué)分析。趨化因子 在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生中起著主導(dǎo)作用，針對 趨化因子 及其受體的干預(yù)藥物，應(yīng)用于 動(dòng)脈粥樣硬化的 治療將有著誘人的前景。實(shí)驗(yàn)報(bào)道，動(dòng)脈粥樣硬化病變部位的 趨化因子 較正常高。 從生物信息學(xué)研究的角度出發(fā)主要有三大類方法可用于大通量的基因組功能注釋工作 : ①用最大相似的同源基因的功能注釋咨詢序列 。 研究目的： 通過以上過程，搜尋并整理網(wǎng)上儲(chǔ)存的 SDF1α信息，進(jìn)一步熟練鞏固生物信息學(xué)課程的理論與實(shí)踐知識，熟練操作 Bioedit、 DNAMAN 等生物信息學(xué)分析軟件，為生物信息學(xué)課程建設(shè)提供和補(bǔ)充新的血液，并以 SDF1α為入口，學(xué)習(xí)與研究生物信息學(xué)方面的前沿知識和更新后的軟件操作，得到 SDF1α基因和蛋白方面的資料，配合正在開展的對 SDF1 α基因的研究，分別從氨基酸序 列和空間構(gòu)象入手搜尋 SDF1的相似分子，為進(jìn)一步研究該基因的調(diào)控及以此為靶點(diǎn)的藥物篩選收集信息，并從分子水平分析 SDF1α分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，重點(diǎn)研究其趨化功能相應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)。 PDB Id: 1a15 Name: Chemokine Title: Sdf1alpha Structure: Stromal derived factor1alpha. Chain: a, b. Synonym: sdf1. Engineered: yes. Mutation: n33a Source: Synthetic: yes. Homo sapiens. Human. Other_details: chemically synthesized UniProt: Chains A, B: P48061 (SDF1_HUMAN) [Pfam] 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 4 頁 共 45 頁 表 1． 核酸序列分析 ⑴ SDF1的核酸序列的基本性質(zhì)分析： 分析結(jié)果顯示：我們獲得 SDF1cDNA 序列長度為 279bp，其分子量為：ssDNA:， dsDNA： ： A: %， C: %，G: %， T: %. ORIGIN 1 ccatggacgc caaggtcgtc gctgtgctgg ccctggtgct ggccgcgctc tgcatcagtg 61 acggtaagcc agtcagcctg agctacagat gcccctgccg attctttgag agccatgtcg 121 ccagagccaa cgtcaaacat ctgaaaatcc tcaacactcc aaactgtgcc cttcagattg 181 ttgcaaggct gaaaagcaac aacagacaag tgtgcattga cccgaaatta aagtggatcc 241 aagagtacct ggacaaagcc ttaaacaagt aagcacaaca gcccaaagga ctt DNA molecule: Length = 279 base pairs Molecular Weight = Daltons, single stranded Molecular Weight = Daltons, double stranded G+C content = % A+T content = % Nucleotide Number Mol% A 73 C 61 G 82 T 63 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 5 頁 共 45 頁 圖 21 SDF1cDNA 的堿基組成 ⑵ 限制性酶切分析 限制性酶切分析是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的日常工作之一。 SDF1_HUMAN (P48061)DE Stromal cellderived factor 1 precursor (SDF1) (CXCL12) (PreB cell DE growth stimulating factor) (PBSF) (hIRH) [Contains: SDF1beta(372)。在胚胎、胃腸道、肝、眼睛少數(shù)組織器官中一定量表達(dá)，只有在腦、胰腺、胎盤等少數(shù)幾個(gè)器官中少量表達(dá)。 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 17 頁 共 45 頁 Results of the kNN Prediction k = 9/23 %: extracellular, including cell wall %: vacuolar %: nuclear %: mitochondrial %: endoplasmic reticulum prediction for QUERY is exc (k=9) 圖 14 利 用在線工具 psortII 分析 SDF1α蛋白的亞細(xì)胞定位 ⑸ 該蛋白序列的二級結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析 ① 利用 nnPredict 軟件進(jìn)行蛋白序列的二級結(jié)構(gòu)分析（ 從圖 36可見， 螺旋共有 2個(gè)區(qū)域，其中一個(gè)為 3型，另一個(gè)為“ H”型，8 個(gè)β轉(zhuǎn)角， 3條反平行 A型片層， 2個(gè)發(fā)夾結(jié)構(gòu)（β橋），分別在 9－ 3 11－50 兩個(gè)位點(diǎn)形成 2對二硫鍵。另外還有IL8 樣功能域 gnl|CDD|25372。 CDLength = 68 residues, % aligned Score = bits (102), Expect = 7e06 Query: 6 SYRCPCRFFESHVARANVKHLKILNTPNCALQIVARLKNNNRQVCIDPKLKWIQEYLE 63 Sbjct: 8 PLRCCLSYTSRKIPPKRIKSYEVIPTSSHCPKPAVIFTTKNGREVCADPKAKWVQKIIK 66 Query: 64 K 64 Sbjct: 67 K 67 ② SDF1α A 鏈（ pdb1a15）的 Ramachandran 曲線 PROCHECK 總結(jié) 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 22 頁 共 45 頁 圖 39 Ramachandran 曲線統(tǒng)計(jì) SDF1α A 鏈的 Ramachandran 曲線統(tǒng)計(jì)如圖 39， Ramachandran 分析 SDF1α A鏈形成最合適的結(jié)構(gòu)功能域的結(jié)果如圖 39 所示， SDF1α A鏈最合適形成結(jié)構(gòu)功能域的區(qū)域?yàn)?[A,B,L]三個(gè)位點(diǎn)，其理論參與氨基酸殘基 數(shù)為 92， ％ tage 數(shù)為 %，額外允許存在 結(jié)構(gòu)功能域 為 [a,b,l,p]四個(gè)位點(diǎn)，相應(yīng)的其理論參與氨基酸殘基數(shù)為 18， ％ tage 數(shù)為 %，普通允許存在結(jié)構(gòu)功能域的區(qū)域?yàn)?[~a,~b,~l,~p]四個(gè)位點(diǎn)，其理論參與氨基酸殘基數(shù)為 1， ％ tage 數(shù)為 %，不允許存在結(jié)構(gòu)功能域的區(qū)域?yàn)?[XX]兩個(gè)位點(diǎn)，其理論參與氨基酸殘基數(shù)為 2， ％ tage 數(shù)為 %，非甘氨酸和非脯氨酸殘基其理論參與氨基酸殘基數(shù)為 92， ％ tage 數(shù)為 100%， Endresidues 為 4，甘氨酸殘基為 0，脯氨酸殘基為 7，理論參與計(jì)算的殘基數(shù)共為 124 個(gè)。表 5中記錄了上述情況的具體數(shù)據(jù)和各項(xiàng)參數(shù)。 ⑺ SDF1α A鏈的配基 SO42 利用生物信息學(xué)方法對基質(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 31 頁 共 45 頁 圖 314 SDF1α A鏈的配基作用空間位置及位點(diǎn) 圖 314 所示 SDF1α A 鏈 分子中心裂口里面部分有陰離子結(jié)合位點(diǎn)清晰可