1、生物信息学研究论文3100字生物信息学研究毕业论文范文模板生物信息学研究论文3100字_生物信息学研究毕业论文范文模板生物信息学研究论文3100字(一):基于结构生物信息学的白介素17进化及其结构研究论文摘要:目的:基于结构生物信息学的白介素17进化及其结构研究,以为防治许多炎症相关重大疾病提供借鉴。方法:采用医学研究资料调研分析法,对我院2019年1月2019年10月收治的狼疮性肾炎、稽留流产、阿尔茨海默病、左右半结腸癌等疾病患者,就白介素17受体基因进行研究,具体方法应用基因组学、生物信息学,序列比对和注释后,就其进化和结构进行研究。结果:RecombinantHumanIL-17通过SD
2、S-PAGE,银染色和Coomassie?Blue染色定量光密度法显示,纯度95%。通过LAL方法,每1微克蛋白质的内毒素水平95%。通过LAL方法,每1微克蛋白质的内毒素水平95%。通过LAL方法,每1微克蛋白质的内毒素水平0.01EU。辅助T细胞的细胞增殖测定中测量中,为此作用的ED50为0.06-0.24ng/mL。即细胞因子转运蛋白至机体关联的高浓度区细胞因子生物学效应;与mCK-R相应成竞争性配体,抑制mCK-R介导生物学效用明显。文献资料数据进一步佐证,寻常型银屑病患者血清IL-17和IL-23CT值;CT值和mRNA表达量则呈反比差异显著,具有统计学意义(P0.05);血清IL-
3、17表达与PASI呈正相关(P0.05)。与癌旁正常组织比较,结肠癌组织中IL-17、VimmRNA表达水平升高,E-cadmRNA表达水平降低,有统计学意义(P0.05);IL-17mRNA表达水平在左半结肠癌中较右半结肠癌高(P0.05)。白介素(IL)-17作为一种促炎性细胞因子,被认为在强直性脊柱炎(AS)/轴突性脊柱关节炎(axSpA)以及其他脊柱关节炎的免疫发病机制中发挥重要作用。IL-17A抑制剂secukinumab和ixekizumab的临床和放射学结果以及安全性数据,扩大了AS治疗的有效范围,并证实了IL的病理生理作用在axSpA中为-17。即使在肿瘤坏死因子抑制剂失效后,
4、IL-17抑制也显示出足够的抗疾病迹象和症状功效,且极为安全。银屑病患者血清TNF-、IL-17、IL-21及IL-22水平差异均有统计学意义(P0.05);血清TNF-水平与IL-17水平呈明显正相关(r=0.7138,P0.05),而血清IL-17水平还与家族其他因子如IL-21及IL-22水平成正比。综合来讲,白介素是白细胞或免疫细胞间相互作用的淋巴因子,即白介素-17细胞因子可以结合到受体成员上来介导不同的炎症反应,白介素17应用在急性炎症反应上的效果突出。从其进化作用来讲,白介素和血细胞生长因子同属细胞因子,白介素-17细胞因子在急性炎症反应中,具有加速分泌、保护机体不受外源有害物质
5、侵害的作用,同时受多种遗传和环境因素所导致的慢性炎症环节,其加速多种慢性疾病病程效应明显。IL-17基因分子生物学功能表现在增强IL-1及INF的功能,诱导核因子-B及IL-6、IL-8的产生,增强细胞间黏附分子(ICAM-1)在细胞表面的表达;促进哮喘炎症发生、发展作用;激素可抑制T细胞分泌IL-17的结构进化效果。综上所述,IL-17的进化及其结构在狼疮性肾炎、稽留流产、阿尔茨海默病、左右半结肠癌等疾病等疾病的防治中效果和表达较为明显,可作为疾病防治领域的科研依据加以重视。生物信息学研究毕业论文范文模板(二):花生GAIP-B基因的生物信息学分析及表达研究论文摘要:为研究DELLA蛋白在花
6、生生长、育种过程中的功能,利用RT-PCR技术从花生栽培种品系花2014中克隆得到一个花生DELLA蛋白编码基因AhGAIP-B(GenBank登录号:XP_016191184)。序列分析结果表明,AhGAIP-B开放阅读框(ORF)全长1812bp,只有一个外显子,可编码603个氨基酸。生物信息学分析发现,AhGAIP-B编码的产物是一类典型DELLA蛋白,其三级结构与拟南芥GAI相似,亲缘关系与大豆GmGAI1最近。进一步qRT-PCR结果显示,AhGAIP-B基因呈组成型表达,其中在茎中表达量最高;同时,本研究还发现,外源GA3可以诱导AhGAIP-B基因上调表达,其表达量在处理后12h
7、最高。本结果将为进一步的花生DELLA功能研究提供理論基础。关键词:花生;DELLA蛋白;AhGAIP-B基因;赤霉素;组织表达中图分类号:S565.2:Q786文献标识号:A文章编号:1001-4942(2019)09-0028-07赤霉素(Gibberellins,GAs)是一类由四环骨架构成的二萜类化合物,在植物生长发育中发挥着重要的调节作用1-4。目前,研究者们对拟南芥等模式植物中的GAs代谢途径开展了深入研究,其中对于GAs信号转导途径的关键负调控因子DELLA蛋白研究较多5。迄今为止,拟南芥中共鉴定出五个DELLA蛋白,分别为GAI(GAInsensitive)、RGA(Repre
8、ssorofGA1-3)、RGL1(REPRESSOROFga7-i-LIKEprotein1)、RGL2(REPRESSOROFga7-i-LIKEprotein1)、RGL3(REPRESSOROFga7-i-LIKEprotein1)6-8。已有研究表明,DELLA蛋白含有多个保守功能域:位于N端特异的DELLA和TVHYNP酸性保守域与GA信号感知区;C端的VHVID、RVER、Pyre及SAW结构域具有GA信号抑制功能;另外其中心区还含有核定位区域NLS9。当GAs存在时,可诱导GID1蛋白构象变化,并与DELLA蛋白结合从而形成GA-GID1-DELLA三聚体;然后在26S蛋白酶泛
9、素化作用下DELLA蛋白发生降解,解除其对植物的生长抑制作用10。不同DELLA蛋白在植物发育中具有不同作用,如拟南芥GAI和RGA对植物伸长生长和开花存在抑制功能11,而RGL1和RGL2的主要功能在于调节花瓣、雄蕊和花药的发育12。在我国,花生(Arachishypogaea)是一种重要的油料和经济作物,但每逢夏季多雨年份,花生植株长势过旺容易引起倒伏、影响机械化收获,造成大幅减产。所以花生的矮化育种具有重要的现实意义,然而传统育种方式获得矮化优良品种周期较长。近年来基因工程技术的发展为我们提供了新的思路,通过转入GAs抑制因子DELLA蛋白基因可调节植株的高度,从而获得优良矮化品种13,
10、但在花生中还未见相关报道。本研究从花生中克隆到一个DELLA蛋白编码基因GAIP-B,对其进行了生物信息学分析,并进行了不同组织表达分析。研究结果可为深入研究花生DELLA蛋白的分子作用机制和分子矮化育种提供参考。1材料与方法1.1植物材料本试验材料为花生栽培种品系花2014。不同组织部位取材:试验于2018年5月1日至9月10日在河南农业大学毛庄科教园区进行,行距0.4m。于2018年78月取花生的根、主茎、幼叶、花蕾和未成熟种子,3次重复,液氮速冻后-80保存。赤霉素处理材料选取:花生种子催芽24h后播种,在光周期为16L8D、温度为26/24的人工气候箱中培养,相对湿度60%,于花生三叶
11、期(出苗后7d)叶面喷施50mg/L的赤霉素,在处理后0、2、4、8、12、24、48h采集叶片样品。每个时间点选定9株长势一致的植株,每3株为1个重复,共设3次重复。取样后用液氮速冻后-80保存。1.2总RNA提取和cDNA合成取相应组织的材料在液氮中研磨,总RNA提取采用TransZOLPlant(TRANSGEN)试剂盒,cDNA的合成采用PrimeScriptTMRTreagentKitwithgDNAEraser(TaKaRa)。引物由上海尚亚生物技术有限公司合成,其编号及序列见表1。1.3AhGAIP-B基因的克隆根据NCBI(https:/www.ncbi.nlm.nih.gov
12、/)数据库搜索到的AhGAIP-B基因设计特异性引物(表1),以花生栽培种花2014的cDNA为模板扩增目的片段AhGAIP-B。PCR反应体系为50L:cDNA模板2.5L,5Q5ReactionBuffer10L,dNTPs1L,F、R引物各25L,Q5High-FidelyDNAPolymerase0.5L,ddH2O补足50L。反应程序:98预变性30s;98变性10s,59退火30s,72延伸2min,33个循环;72延伸2min。1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物。凝胶回收试剂盒(ZOMANBIO)纯化目的条带,连接到克隆载体ZT4-Blunt上,转化后筛选阳性克隆送至上海尚亚生物技
13、术有限公司进行测序。1.4AhGAIP-B基因的生物信息学分析用在线软件GSDS2.0(http:/蛋白质的二级结构用在线软件PRABI(http:/ww-w.prabi.fr/)进行预测;根据在线软件SWISS-MODEL(https:/www.swissmode-l.expasy.org/interactive)分析蛋白质三级结构。在PeanutBase(https:/www.peanutbase.org/)和NCBI(https:/www.ncbi.nlm.ni-h.gov/)利用在线Blast工具搜索花生AhGAIP-B蛋白的同源序列;利用本地软件DNAMAN6.0及在线weblogo
14、2.82网站(http:/weblogo.berkeley.edu/)进行氨基酸多序列比对及同源性分析;使用MEGA7.0选择邻接法(neighbor-joining,NJ)构建系统发育进化树,参数设置Bootstrap=1000。1.5实时荧光定量PCR分析分别以不同组织材料总RNA反转录的cDNA为模板,以Actin为内参基因,扩增体系及程序参照TaKaRa公司的SYBRPremixExTaqTM试剂盒说明书操作。三次生物学重复,所用引物见表1,采用2-Ct计算相对表达量。2结果与分析2.1AhGAIP-B基因的克隆以栽培种花2014的cDNA为模板进行PCR扩增,获得AhGAIP-B基因
15、的cDNA序列,长1812bp(图1A)。测序结果表明,该基因长度及核苷酸序列与参考基因组13号染色体上的基因Arahy.64CHNN预测序列完全一致,与同源染色体03号染色体上的参考基因Arahy.DN4CQF相似度为99.74%。2.2AhGAIP-B基因的生物信息学分析2.2.1AhGAIP-B蛋白氨基酸序列分析花生基因组测序结果显示,AhGAIP-B位于花生13号染色体上(图1B),包含一个外显子,无内含子(图2A),可编码603个氨基酸。氨基酸理化性质分析结果表明,AhGAIP-B蛋白的化学分子式为C2889H4495N803O893S23,相对分子质量为65.50kD,亲水系数为-
16、0.233,预测为亲水性蛋白。同时,该蛋白无跨膜结构域,亚细胞定位在细胞核上。进一步保守域分析显示,AhGAIP-B蛋白N端含有DELLA结构域,C端存在GRAS结构域,属于GRAS家族基因(图2B)。2.2.2AhGAIP-B蛋白结构分析二级结构分析发现,AhGAIP-B由49.1%的-螺旋、308%的無规则卷曲、11.6%的延伸链和8.5%的-转角共同组成(图3A)。蛋白质三维结构分析发现AhGAIP-B蛋白质三级结构与AtGAI类似(图3B),推测两者可能具有相同的功能。2.2.3不同物种DELLA蛋白的保守结构域与系统进化分析利用DNAMAN软件将AhGAIP-B氨基酸序列与拟南芥(A
17、t)、大豆(Gm)、棉花(Gh)、水稻(Os)、芝麻(Si)、小麦(Ta)、油菜(Bn)及玉米(Zm)等物种的DELLA蛋白进行氨基酸多重比对,发现不同物种的DELLA蛋白在C端都含有GA信号阻遏结构域VHVID、RVER和SAW,中心区存在LZ(亮氨酸七肽重复序列)及核定位区域NLS,而N端则具有GA信号感知结构域DELLA和TVHYNP(图4)。为进一步研究这些物种中DELLA蛋白的亲缘关系,基于前述氨基酸比对结果构建系统发育进化树。结果显示,前述花生等9个物种的DELLA蛋白被明确划分为两大类,其中,同为禾本科的单子叶植物水稻、小麦和玉米DELLA蛋白为大类,其余双子叶植物则为大类(图5
18、)。大类里面根据遗传距离又可细分几个小类,如同为十字花科的拟南芥和油菜的DELLA蛋白可归为一类,锦葵科的棉花和胡麻科芝麻的DELLA蛋白归为一类;而同为豆科的花生和大豆的DELLA蛋白亲缘关系则最近。2.3AhGAIP-B基因表达分析荧光定量分析结果表明,AhGAIP-B基因在不同组织均有表达,其中茎中表达量最高,其次为根、种子、叶和花(图6)。为进一步了解AhGAIP-B应答GA3的表达模式,对GA3处理不同时间基因的表达水平进行了分析,结果表明,AhGAIP-B基因的表达随GA3处理时间延长先逐渐上升,在12h时达到峰值,为处理前的26倍;此后逐渐下调,但处理48h时仍高于处理前水平(图
19、7)。3讨论与结论本研究克隆了花生GAIP-B基因,并对其表达模式进行了分析,该基因在花生的根、茎、叶、花、种子中均有表达,与拟南芥GAI及水稻SLRSTBX1的组织表达模式一致14,15。但并非所有植物的DELLA基因都是如此,擬南芥中的AtRGL1、AtRGL2和AtRGL3仅在花、萌芽的种子和角果中表达14;苹果GAI基因仅在幼果中表达16;大豆GAI1a仅在叶、花和胚组织中表达17;黄瓜GAIP基因在茎和雄花芽中表达18,这表明DELLA基因在不同植物中可能存在不同的功能。模式植物拟南芥中的RGA和GAI结构相似,但RGA比GAI更具主导作用,敲除RGA和GAI基因后使拟南芥GA1-3
20、缺陷型恢复为野生型或过表达GA型19;而RGL1和RGL2共同参与种子萌发、叶片衰老和控制花形态发育等途径20-22。Zhang等23利用黄瓜GAIP在拟南芥中异源表达,发现CsGAIP能够恢复拟南芥rga-24/gai-t6突变体的花形态、雌蕊发育和株高,并且导致拟南芥雄蕊数量减少;此外,将苹果RGL2a基因在拟南芥中超表达后,转基因植株表现出类似GAI突变矮化型表型24,25。这些结果表明DELLA蛋白可能参与植株矮化、花发育等多个生物学功能。本研究从花生中成功分离出一个DELLA蛋白编码基因AhGAIP-B,其编码产物具有典型的DELLA蛋白保守结构域,且进化上与同为豆科的大豆DELLA蛋白亲缘关系最近。进一步研究发现,AhGAIP-B基因在花生多个组织部位均有表达,其中以茎中表达量最高;此外,外源GA3可以诱导AhGAIP-B基因上调表达。本研究结果有助于深入理解DELLA蛋白在花生生长发育中的调节机制,并为花生株型改良提供理论基础。
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1