腺苷酸活化蛋白激酶在真核物种中的同源序列查询及系统发育树的构建

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摘要AMPK（5’-腺苷一磷酸（AMP）激活的蛋白激酶）是真核生物中的一种重要的蛋白激酶，它是生物能量代谢调控的关键因素。近年来，功能分析方面进行了很多研究。在我们的课题中，我们首先搜索NCBI在线网站，使用严格的双向BLASTP检测AMPK在不同的真核生物（包括脊椎动物，植物，真菌和原生生物）的最优的同源序列。然后，基于检测到的同源基因的多序列比对结果，在真核细胞中构建AMPK的进化树。我们的课题为在真核物种中研究AMPK的分子进化提供了基础。47621

Abstract AMPK (Adenosine 5‘-monophosphate (AMP)-activated protein kinase) is an important protein kinase in eukaryotes, which is the key factor of the biological energy metabolic regulation. In recent years, most researches are carried out on the functional analysis.In our study,we first detect the optimal orthologous sequences of AMPK study in respective eukaryotic species including vertebrates, plants, fungi and protists using a rigorous bi-directional BLASTP search on the NCBI online website. Then, a phylogenetic tree of AMPK in eukaryotes was built based on multiple sequence alignment of the detected orthologs. We hope the study could provide a global view of the evolution of AMPK in eukaryotes.

毕业论文关键词：真核物种；同源序列；系统发育；邻接树

Keyword: Eukaryotic species；orthologs；phylogeny；Neighbor-joining tree；

1引言 3

1.1生物信息学的研究现状 4

1.2国内研究现状及趋势 4

1.3 AMPK的基本结构 4

1.4同源概念 5

1.5分子进化及系统发育概念 5

1.5.1分子进化 5

1.5.2系统发育 6

1.6进化树的构建 6

1.6.1选择特征分子 7

1.6.2序列比对 7

1.6.3计算距离 7

1.6.4进化树的构建方法 7

1.7构建系统发育树 7

2材料与方法 8

2.1使用NCBI 在线Blast工具 10

2.2 ClustalX进行多序列比对 10

2.2.1基本步骤 10

2.3运用Mega构建邻接树 10

2.4 Figtree 编辑进化树 10

3结果 11

3.1blast软件同源序列查询 11

3.2实例操作 13

3.2.1正向blast 13

3.2.2反向blast 15

3．3多序列分析 17

3.3.1启动程序 17

3.3.2序列分析 17

3.4系统发育分析 22

3.4.1启动程序 22

3.4.2构建邻接树 22

4总结与讨论 30

参考文献 31

附件1 32

1引言

AMPK在真核生物体中是一类调节代谢和能量需要的蛋白激酶。激活AMPK导致超敏反应,通过产生ATP的分解代谢途径和关闭消耗ATP 的合成代谢途径, 故被称为细胞能量调节器[3]。随着对AMPK深入研究，发现其下游靶蛋白种类和数量众多, 具有许多重要的生物学效应。α、β、γ形成的AMPK 复合物和单独的α激酶结构域被T hr172 磷酸化后都具有活性。β亚基N端区的保守结构域关系着AMPK活性。KIS是β亚基上的功能性糖原结合结构域。确切功能至今不清楚,β亚基的N 端豆范酸化和磷酸化,这些翻译后的修饰, 调节酶活性和亚基的细胞定位。γ亚基的N 端乙酞化, 也增加了AMPK调节的复杂性。[3]然而，为了对AMPK基因进一步的研究，进行系统发育分析，辅助实验研究。想知道该基因在其他真核物种中的同源序列，通过NCBI的在线查询工具进行双向blast，将选取最优的序列结果对其进行对其进行多序列的比对，最后构建邻接树。