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摘 要：了解顺乌头酸酶基因的进化起源，对于理解其在生物生理活动中的功能具有重要意义。基于GendBank数据库中提供的核苷酸序列及氨基酸序列，采用生物信息学方法如序列对比和进化树构建对其进行分析，推测其进化关系。通过染色体定位分析、内含子／外显子分析、ORF分析、表达谱分析等，阐明基因的基本信息。通过其中模式生物的顺乌头酸酶的理化性质、结构分析以及亚细胞定位预测和信号肽、磷酸化位点，为进一步研究顺乌头酸酶的生物学功能奠定理论基础。8701
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关键词：顺乌头酸酶；进化树；序列对比；理化性质；生物信息学
Phylogenetic Analysis of Aconitase Gene
Abstract: Knowing the phylogenetic analysis of aconitase gene plays a very important role in understanding its function in the organism physiological activity .Using bioinformatics methods such as sequence comparison and evolutionary tree structure to analyze the nucleotide sequence and amino acid sequence which are gotten from GendBank database, then speculate its evolutionary relationship.Through the analysis of the genes chromosomal location, intron/exon, ORF, expression spectrum analysis, etc, expounds the basic information of the aconitase gene.Through analysis the model organism aconitase of its physical and chemical properties, structure and subcellular localization prediction and signal peptide, phosphorylation sites, lays a theoretical foundation for the further research of aconitase biology function.
Key words: Aconitase; Phylogenetic tree; Sequence alignment; Physical & Chemical Property ; Bioinformatics
目 录
摘 要 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 序列获取及特征分析 2
1.2 系统树的构建 2
1.3 模式生物的顺乌头酸酶蛋白理化性质分析 2
2 结果与分析 3
2.1 基因定位及蛋白信息 3
2.1.1 原核生物 3
2.1.2 真菌 4
2.1.3 植物 5
2.1.4 动物 5
2.2 进化树及序列相似性 7
2.2.1原核生物 7
2.2.2 真核生物 7
2.3 模式生物的顺乌头酸酶蛋白理化性质分析 11
2.3.1 亲水性分析 11
2.3.2 蛋白质亚细胞定位、信号肽预测和磷酸化位点分析 11
2.3.3二级结构、紊乱区、球蛋白区及保守域分析 14
3 讨论 15
参考文献 15
致谢 17
顺乌头酸酶基因的进化分析引言
顺乌头酸酶( aconitase, ACO, EC4. 2. 1. 3) 又称乌头酸水合酶或柠檬酸( 异柠檬酸) 裂解酶，催化顺乌头酸生成柠檬酸或异柠檬酸的立体专一性的可逆反应。1954 年，Morrison[ 1] 首先从猪心中分离和纯化此酶，并证实亚铁离子和半胱氨酸( Cys) 对此酶有激活作用；以后，Eanes 和Kun[ 2] 发现在猪心中有胞浆和线粒体两种顺乌头酸酶同工酶。Brouquisse 等[ 3] 发现植物体内也至少有两种顺乌头酸酶同工酶，而且植物顺乌头酸酶除参与三羧酸( TCA) 和乙醛酸循环外；其胞浆同工酶可能还有铁响应元件结合蛋白( iron-responsive elements bind-ing protein, IRE-BP) 功能；已有研究表明，拟南芥胞浆中顺乌头酸酶AtACO1能结合Cu /Zn 超氧化物歧化酶mRNA5 UTR，参与对氧化胁迫的调控[4]；拟南芥线粒体中的顺乌头酸酶具有Cu2 + 结合基序，能与Cu2 + 结合，使其活性降低；Zn2 + 对顺乌头酸酶活性没有直接影响[5-6]。Rüffer 证明顺乌头酸酶同SA(水杨酸) 有相当高的亲和力[7]。Navarre 等报道[8]一氧化氮和过氧化氢调节烟草的顺乌头酸酶活性，一氧化氮通过移去铁原子使顺乌头酸酶转变为IRE-BP，调节细胞内铁的稳态，张文利等报道[9] SA 可以抑制顺乌头酸酶活性。另外，还有报道SA可能通过抑制顺乌头酸酶的活性，积累柠檬酸，来诱导交替氧化酶基因的表达[10]。本文对不同物种顺乌头酸酶基因进行了进化分析，并对几个模式生物的顺乌头酸酶蛋白进行了理化性质分析。