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拟南芥分泌组的预测及功能分类

杨静  李成云  刘林  李进斌  周晓罡  业艳芬  
【摘要】:拟南芥基因组是第一个完成测序的植物基因组。目前,拟南芥分泌蛋白组的预测及功能的分类还没有系统报道, 本文就拟南芥分泌蛋白组的预测及功能分类进行初步研究。组合的分泌蛋白预测软件SignalP v3.0、TargetP v1.01、big-PI predictor和TMHMM v2.0被用于拟南芥分泌组的预测,得到828个“典型”的分泌蛋白,占拟南芥基因组的2.86%。采用 SubLoc v1.0对282个分泌蛋白的亚细胞位置进行了预测,结果表明,分泌的亚细胞位置有细胞质、细胞外、线粒体和细胞核, 大部分分泌蛋白的亚细胞位置是细胞外, 而少数的亚细胞位置是细胞质、线粒体和细胞核。由于某些运送至线粒体、细胞质或细胞核的蛋白的定位与这些场所代谢产生的能量或物质有关,因此,这类少数的蛋白仍属于分泌蛋白。根据基因功能分类表对拟南芥基因组中编码282个分泌蛋白的基因功能进行了分类,大部分编码分泌蛋白的基因主要参与代谢、细胞运送、细胞修复与防御、蛋白寿命和贮藏蛋白。同时分析了具有细胞修复与防御功能的编码分泌蛋白的基因主要具有过氧化物酶、激酶、抗性蛋白、富含亮氨酸重复蛋白和病程相关蛋白五种功能,占所有参与细胞修复与防御的分泌蛋白的50.79%。具有代谢功能的编码分泌蛋白的基因主要具有水解酶、脂肪酶、羧肽酶、转化酵素、转移酶、伸展蛋白和合成酶等七种功能,占具有此类功能的编码分泌蛋白基因的70.33%。本文还初步比较了拟南芥、人类及老鼠编码分泌蛋白基因的功能的异同,发现外源凝集素、富含亮氨酸蛋白、蛋白酶抑制子、细胞色素、防卫素、肽酶和蛋白酶是拟南芥、人类及老鼠编码分泌蛋白的基因所共有的功能,编码几丁质酶的基因是拟南芥所特有的,而编码趋化因子和转化生长因子的基因是老鼠和人类特有的。通过相关生物信息学软件对拟南芥分泌蛋白组预测及功能的分类,将加速实验室对南芥分泌蛋白组功能的研究。

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