最新原鸡基因CD8a生物信息学初步分析Word文件下载.docx

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本文的实验对象是原鸡的CD8a。

本实验运用生物信息学方法，对本条核酸序列进行核酸一级结构和其表达产物的一级结构、二级结构以及三级结构进行初步分析。

通过分析我们得出，该条序列长度为648bp，有多种酶的限制性酶切位点，与其他鸡形目的CD8a相似性很高，本条序列共编码216个氨基酸。

氨基酸疏水性不高，有12个磷酸化位点，没有信号肽，有一个跨膜区，蛋白质二级结构主要是α螺旋，占22.69%；

延伸链，占15.74%；

无规卷曲，占61.57%，并且分布不连续。

通过对其系统发生树的建立，三种方法构建的系统树，所表现的CD8a和其他物种同源序列之间的关系基本一致。

【关键词】:

原鸡生物信息学CD8a

内容摘要2

一、综述5

二、分析研究材料与方法5

（一）研究材料5

（二）研究方法及工具6

（三）分析方法和具体步骤6

三、预测结果与分析8

（一）核酸序列一级结构分析9

1．核酸序列基本分析9

2.核酸序列的酶切图谱分析9

3．碱基同源性初步分析11

（二）氨基酸序列的初步分析12

1．氨基酸序列的组成12

2．磷酸位点的预测14

3．氨基酸的疏水性和亲水性分析14

4．氨基酸的跨膜区分布15

5．信号肽区域的预测16

（三）氨基酸高能结构的分析17

1．氨基酸的二级结构分析17

2．蛋白质序列的结构功能域分析18

3．蛋白质的亚细胞定位19

4．氨基酸序列三级结构的分析20

5．系统进化树的构建及其进化分析20

（四）结果讨论22

（一）核酸序列的基本分析22

（二）氨基酸序列的基本分析22

（三）蛋白质高级结构分析及功能预测22

（四）结论22

五、参考文献23

BioinformaticalAnalysisofaGallusgallusCD8aGene

学生姓名：

卢慧指导老师：

一、综述

生物信息学是一门新兴的前沿的科学，它随着计算机的技术的发展，逐步应用于农林学、生物学、医学等研究中[1]，通过各种软、数据库、服务器对生物分子的分析及功能预测，在科技领域显示了它越来越重要的作用。

本文就是利用生物信息学方法，对原鸡的CD8a进行初步分析。

原鸡不仅适应于热带、亚热带地区饲养繁衍，而且对高寒地区也具有良好的适应能力，全年各个季节全国各地均可饲养。

而且其抗病能力强，病害少，育雏成活率高，达到98%左右，属于中国二级保护动物。

CD8分子是T淋巴细胞表面的I型跨膜蛋白[2]，也是T淋巴细胞表面重要的标志性分子[3,4]。

鸡的CD8分子主要表达在细胞毒性T淋巴细胞[5]、抑制性T细胞和树突状细胞的表面。

[6]CD8分子是二聚体，并有CD8aa同型二聚体和CD8aβ异型二聚体两种表达形式。

CD8主要识别MHCⅠ类分子递呈的内源性抗原；

鸡CD8分子是鸡免疫系统的重要组成部分，与哺乳动物的CD8分子在生物进化和功能上有明显的相似性[12，13]。

CD8a参与胸腺分化以及T细胞活化的信号传导,[7]而CD8β主要协助CD8a发挥生物学功能。

通过对不同物种的CD8a核酸序列的分析，人们发现CD8a是一个功能类似而且较为保守的跨膜蛋白，约由230个氨基酸组成，包含一个规范的信号肽，一个Ig高变区，Ig高变区暴露于同源的免疫球蛋白的CDR1、2、3的钩环区；

紧接着Ig高变区的是富含脯氨酸的铰链区，之后是由二十个氨基酸构成的跨膜区。

本文首先对核酸序列进行基本分析，通过对酶切位点的分析，我们可以对本条核酸序列酶切及体外扩增，用于分子实验。

对氨基酸序列的分析，我们可以找到其磷酸化的位置，有无信号肽，以及亚细胞定位和其二级结构等，在此基础上，来分析预测结构和功能的关系。

对CD8a基因的生物信息学分析，通过比较相同基因和不同基因的等位基因，有助于研究不同基因间的进化关系，以及进一步研究CD8a与免疫系统防御的关系，所以在原鸡养殖和优良育种方面具有很好的应用前景[8]。

二、分析研究材料与方法

（一）研究材料

研究对象是原鸡的CD8a作为研究材料，长度为648bp，在GenBank的登录号为NM_205235.1。

（二）研究方法及工具

本论文采用生物信息学方法，用计算机对草鱼的原鸡的CD8a（648bp）的结构、功能及进化地位进行了研究，主要用到的生物信息学数据库、分析软件以及网络服务器如下

数据库：

NCBI（NationalCenterforBiotechnologyInformation，美国国家生物技术信息中心）

软件：

Bioedit（用于核酸序列编辑与分析）

DiscoverstudioVisualizer（用于蛋白质结构的分析）

MEGA（用于分子进化遗传分析）

网络服务器（主要用于蛋白质结构的预测）：

BLAST程序（用于同源序列的比对）

scratchProteinPredictor（蛋白质结构预测）

Swiss-model；

CBS服务器的NetPhos2.0Server

Exposé

服务器的Prostate

CBS服务器的TMHMMServerv.2.0

CBS服务器的SignalP3.0server

PBILLYON-GERLAND信息库

SMART

CBS服务器的CPHmodels

WolfPSORT

CDART:

ConservedDomainArchitectureRetrievalTool

（三）分析方法和具体步骤

首先，登录NCBI，将待分析核酸序列存为FASTA格式，命名为48。

将氨基酸序列存为FASTA格式，命名为CD8a。

1.对本条核酸序列一级结构的分析

（1）核酸序列的基本分析采用Bioedit软件，打开Bioedit，选择文件，将保存好的FASTA格式的核酸序列打开。

选中本条序列后点击Sequence→NucleicAcid→NucleotideComposition，就会显示核酸序列的分子量、碱基数量等结果，保存这个结果。

（2）核酸序列的酶切图谱分析

用Chromaspro软件进行限制性酶切位点的分析，在Chromaspro软件中打开该序列的FASTA格式，再点Analysis→RestrictionEnzyme，选择allEnzyme即可显示出分析结果，保存结果。

（3）同源序列的搜索与对比

首先打开NCBI首页，再打开Blast，在BasicBlast中选Nucleotideblast。

页面打开后，在对话框中浏览文件，选择保存好的FASTA格式的核酸序列，在Database中选others（nretc），默认其它参数。

最后点BLAST，显示分析结果，保存。

2．氨基酸序列的初步分析

（1）氨基酸序列的组成

打开BioEdit软件，打开本条氨基酸编码的氨基酸序列，选中序列，点Sequence→Protein→AminoAcidComposition，显示结果，保存。

（2）氨基酸序列的磷酸化位点分析

运用丹麦科技大学（DTU）的CBS服务器上的NetPhos2.0Server程序。

网址：

http:

//www.cbs.dtu.dk/services/NetPhos/

打开网址，浏览文件，选中FASTA格式的氨基酸序列，之后，在参数中选择：

tyrosine（酪氨酸）、threonine（苯丙氨酸）、serine（丝氨酸）这三种氨基酸为了看是这三种氨基酸否被磷酸化，点击Submit提交，最后结果以图像形式输出。

（3）氨基酸序列疏水性和亲水性分析

采用ExPAsy服务器上的ProtScale程序进行氨基酸的疏水性分析

//www.expasy.org/cgi-bin/protscale.pl

打开网址，之后将氨基酸序列复制粘贴到对话框，在参数选择中，有不同的Windowsize和aminoacidscale，选择不同的参数会得到不同的结果，在这里，我们选择：

Hphob./Roseman，点击Sumbit提交，出现结果并保存。

（4）氨基酸序列的跨膜区分析

运用丹麦科技大学（DTU）的CBS服务器上的TMHMMServerv.2.0程序。

//www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/

打开网址，浏览文件，将氨基酸序列的FASTA格式选入对话框中，输出形式选Extensive，withgraphic，最后点击Submit（提交），稍后会出现分析结果，保存结果。

（5）氨基酸序列的信号肽预测

使用SignalP3.0server程序。

//www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/

首先打开网址，浏览文件，将氨基酸序列FASTA格式选入对话框中，选择参数：

Organismgroup：

选Eukaryotes（真核细胞）；

Method（神经网络算法）：

本实验为了比较选Both；

Graphics：

选择GIF（inline）；

Outputformat：

选择Standard（标准）输出方式；

Truncation：

由于无法预测信号肽长度一般选择（0）阻断，本次实验为了比较还选择（30）为阻断常数。

点Submit按钮，出现结果并保存。

3.氨基酸高能结构的分析

（1）氨基酸序列的二级结构分析及预测

运用PBILLYON-GERLAND数据库对氨基酸的序列进行二级结构预测。

//npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?

page=/NPSA/npsa_hnn.html

首先，打开网址，把氨基酸序列粘贴在对话框中。

点击Submit（提交），显示结果并保存。

（2）氨基酸序列的结构功能域分析

用简单模块构架搜索工具SMART对氨基酸序列序列进行结构功能域分析。

//smart.embl-heidelberg.de/，

打开网址，在首页上点throuththispage，进入新页面。

在Sequence中粘贴氨基酸序列，最后点SequenceSMART即可得到结果，保存结果。

（3）蛋白质的亚细胞定位

运用WoLFPSORT程序对氨基酸序列进行亚细胞定位。

//wolfpsort.seq.cbrc.jp/

首先，打开网址，在“selectanorganismtype”中选择“Animal”。

之后，“Pleaseselectinputmethod”选择“FromFile”；

浏览文件，选入FASTA格式的氨基酸序列，最后，提交，将结果保存。

（4）氨基酸序列三级结构分析

运用丹麦科技大学（DTU）的CBS服务器上的CPHmodel3.0程序对氨基酸序列进行三级结构的分析。

//www.cbs.dtu.dk/services/CPHmodels/

首先打开网址，将氨基酸序列放入对话框，点Submit，将新页面中的Email地址填好，几分钟之后将结果打开，点query.pdb下载pdb格式的文件。

打开AccelrysDiscoveryStudioVisualizer3.1软件，在OPEN里打开刚才下载的文件，即可出现蛋白质的3D结构，保存结果。

（5）系统发生树的构建及进化地位分析

运用MEGA4软件