摘 要：GPX3蛋白与人体抗衰老、糖尿病、克山病、动脉粥样硬化、恶性肿瘤等多种疾病的发生、发展密切作用，作为细胞内重要的抗氧化酶正日益受到医学界的重视[1-4]。为探讨GPX3蛋白的生物学活性及结构与功能的联系。选取酿酒酵母GPX3蛋白为例，从酵母基因数据库中获得了其蛋白基因序列，采用生物信息学方法，对其进行基因序列特征分析，并对其编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明，酿酒酵母GPX3蛋白由163个氨基酸组成，在C端存在1个GPX3 保守结构域，其功能与调节细胞生长、抑制凋亡、调节基因转录等功能有关。该蛋白质二级结构中以a一螺旋(31.29)、扩展束(22.09)和无规则卷曲(38.65)为主，不存在任何严谨的跨膜结构，N端不存在信号肽序列，亚细胞定位于细胞质中；该GPX3蛋白与芽殖酵母、德尔布有孢圆酵母的GPX3蛋白相似性较高，进化距离较近。关键词：酿酒酵母；GPX3蛋白基因；功能序列；生物信息学分析9625
Function Sequence of GPX3 Protein Gene
Abstract: In order to study the related functions between the GPX3 protein with human anti-aging, diabetes, Keshan disease, atherosclerosis, cancer and other diseases, choose the GPX3 protein of Saccharomyces cerevisiae as an example.its protein gene sequences obtained from yeast gene database, and Some characters of the GPX3 protein were analyzed and predicted by bioinformatics method，including the composition of amino acid sequence，hydrophobicity，secondary structure and function of protein etc．The results showed that the GPX3 protein of Saccharomyces cerevisiae was composed of 163 amino acids，and contained an GPX3 domain in C end of protein sequence, which functions relevant with regulate cell growth, apoptosis and gene transcription. The secondary structure of the GPX3 protein mainly included a helix (31.29), extended beam (22.09) and random coil (38.65).There is no rigorous transmembrane structure,does not exist N terminal signal peptide sequence, subcellular localization in cytoplasm.The GPX3 protein had higher sequence indentities and closer evolution distance with that from other Saccharomyces cerevisiae including Saccharomyces castellii and Torulaspora delbrueckii.
Keywords: Saccharomyces cerevisiae; GPX3 protein gene; The sequence of functions; Bioinformation analysis
目 录
摘要 1
引言 2
1材料方法 2
1.1材料来源 2
1.2数据库 3
1.3试验方法与工具 3
2结果 3
2.1酿酒酵母GPX3蛋白基因序列特征分析及进化树的构建 3
2.2酿酒酵母GPX3蛋白理化性质 6
2.3酿酒酵母GPX3蛋白亚细胞定位、跨膜区和信号肽分析 8
2.4蛋白高级结构分析 9
2.5与芽殖酵母、马克思克鲁文酵母等同源蛋白的比较和同源进化树的构建 13
3讨论与结论 15
参考文献 15
致 谢 16 GPX3蛋白基因的功能序列引言
谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)，作为抗氧化酶家族的重要成员之一而备受关注．是生物体内重要的活性氧自由基清除剂[5]。GPX是在哺乳动物体内发现的首个含硒酶，它被Mills于1957年率先发现[6-7]。生物细胞中有两种形式的GPX：典型的GPX和磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶PhGPX。PhGPX是单体形式，部分与膜相连；而GPX则为四聚体，它们的作用底物不同[8]。机体内活性氧(reactive oxygen species，ROS)的种类可分为：过氧化氢(hydrogen peroxide，H202)、羟基自由基(hydroxyl radical)和超氧化物自由基(superoxide anion radical，02-)。当机体正常机制不能消除活性氧的危害时，氧化应激便启动了。谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的作用就是还原过氧化氢，将其进一步分解成对人体无害的水和氧，从而保护细胞免受氧化应激的侵害[9]。在一些病理状况下谷胱甘肽过氧化物酶的活力会发生明显上调或下调[10]。在所有的氧化应激反应中，研究得最深入的是酿酒酵母对过氧化氢和超氧化物的应激反应[8]。酿酒酵母的GPX家族包含有3个Gpx蛋白，分别是GPXl(YKL026C)，GPX2(YBR244W)和GPX3／HYRl (YIR037W) [11]。在没有过氧化物刺激的情况下，GPX3的表达水平比另外两个蛋白都高。酵母在缺失HYRl的情况下，对过氧化物表现出超敏。但是在缺失GPXl和GPX2的情况下，使用过氧化物刺激却没有明显的反应水平的变化。所以，GPX3有可能在酵母氧化应激过程中起到主导作用。近期的实验研究表明，GPX3还作为依赖于氧化还原状态的敏感调节因子对蛋白Mxrl(methionine sulfoxide reductase 1)的修复活性做出调节，以及在非酶类作用的蛋白水解过程中起到保护GS(glutamine synthetase)的作用。[8]本研究以酿酒酵母GPX3蛋白基因为例，基于酵母基因序列数据库、基因组数据库、EST数据库等，利用生物信息学方法获得了酿酒酵母GPX3蛋白和基因序列，并对其基因结构信息、定位信息、以及同源蛋白质的结构与功能信息进行了深入分析，为进一步研究GPX3蛋白基因的功能奠定基础。 GPX3蛋白基因的功能序列:http://www.751com.cn/shengwu/lunwen_8418.html