CD4+T细胞表位预测及其应用

目前,运用生物软件预测CD4+T细胞表位的技术越来越成熟,为表位疫苗的研究提供了有利的条件.对T细胞表位预测技术及其应用进行了综述.     

蛹虫草类胡萝卜素双加氧裂解酶基因的克隆及表达分析

目的:类胡萝卜素双加氧裂解酶(CCD)是类胡萝卜素生物合成途径中的一个关键酶。旨在鉴定并克隆蛹虫草中的CCD酶,通过相关生物信息学分析和荧光定量PCR探究其结构、功能聚类以及表达调控。方法:用GenBank登录的CCD酶基因序列与蛹虫草基因组比对,在保守区域设计1对引物,以蛹虫草基因组的DNA为模板对CCD酶基因进行扩增,扩增产物命名为car-TC。car-TC基因连接载体后由生物公司测序;序列通过多种生物信息学软件和在线工具分析;表达量随生长情况的变化关系通过实时荧光定量PCR进行测定。结果:克隆了car-TC基因,该基因长1 784 bp,编码一个577aa的蛋白质,该蛋白质含有CCD酶活性必需的4个组氨酸残基,系统发育进化分析表明该蛋白和棒束菌、白僵菌的同源蛋白聚在同一簇,实时荧光定量PCR结果表明该蛋白的表达量随生长时间的延长而减少。结论:获得一个类胡萝卜素合成途径中的关键酶——双加氧裂解酶基因car-TC,该基因的表达主要受时序调控,随生活周期的进行有逐渐降低的趋势。     

木聚糖酶的分子进化

运用生物信息学方法,通过构建木聚糖酶进化树,研究了两个家族的分子进化,发现它们进化模式有差别,F/10家族木聚糖酶在进化时间上较早,功能分化不太完全,具有部分糖苷酶属性,在分解产物中含有较多单糖;而G/11家族木聚糖酶在进化时间则相对较近,多在真菌中出现,功能分化较为完全,很少含有糖苷酶的属性,分解产物中低聚寡糖成分较多.F/10木聚糖酶分子进化显示出生物进化来源于高温环境,热稳定性比G/11木聚糖酶高,这与它们三维结构的不同有关.所以,木聚糖酶的进化方向是功能的进一步分化和底物特异性的进一步增加,这个结果对木聚糖酶的合理应用具有指导意义.     

α-淀粉酶中某些氨基酸含量与其最适pH的关系

针对生产中大多数α 淀粉酶不能适应高酸性和高温条件,需要改进才能适应工业生产的实际,研究了α 淀粉酶的最适pH与各种氨基酸含量的关系,构建了α 淀粉酶序列库和pH序列库.通过对α 淀粉酶pH序列库统计分析,发现α 淀粉酶的最适pH与某些氨基酸含量有一定的关系,当丙氨酸(A)质量分数大于5.8%并谷氨酸(E)质量分数大于5.0%,苏氨酸(T)质量分数大于6.5%并酪氨酸(Y)质量分数在4.3%～6.3%时,α 淀粉酶的耐酸性能力较好.     

不动杆菌来源酯键水解酶生物信息学分析及PAEs降解机理

从酒醅中分离得到1株降解邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的细菌,命名为Aci-17。通过细菌16S rDNA系统发育分析,菌株Aci-17被鉴定为印度不动杆菌(Acinetobacter indicus)。为深入探讨Aci-17降解邻苯二甲酸酯类(PAEs)机理,利用基因重组技术克隆该菌株的酯键水解酶基因Est96,在大肠杆菌中异源表达获得酯键水解酶Est96。试验结果表明,该蛋白具有突出的降解PAEs能力,对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解率达到99.996%。生物信息学分析表明:Est96具有水解酶第Ⅳ家族典型保守基序G-X-S-X-G和HGGG氧阴离子孔结构,活性位点为Ser201,理论分子质量40.66 ku。根据Est96与DMP分子对接结果推测氢键、范德华力、Pi-Pi相互作用力及Est96蛋白分子的HGGG氧阴离子孔、GDSAG和HGF 3个结构域与Est96催化功能密切相关。本研究结果对明晰不动杆菌酯键水解酶催化PAEs生物降解机理提供参考。     

产胞外多糖嗜热链球菌eps基因簇的表达及生物信息学分析

目的：胞外多糖（EPS）作为乳酸菌（LAB）重要的次级代谢产物,在发酵乳制品的生产中发挥着重要作用。采用生物信息学方法分析乳酸菌产EPS的分子机制,为开发利用EPS提供理论依据。方法：采用二代测序技术（Illumina Hiseq 4000）及实时荧光定量PCR技术（RT-qPCR）对分离自蒙古国酸牛奶中一株高产EPS的嗜热链球菌IMAU20756进行基因组测序,并对不同时间点eps基因表达量进行定量分析。结果：该菌株基因组全长为1 838 440 bp,GC含量为38.8%,共编码2 120个基因,包含1 962个功能基因,36个tRNA、515个假基因、1个tmRNA和2个重复单位。其中和EPS生产相关的基因有12个,epsA、epsB是调控基因,epsC、epsD决定多糖链长,eps1E、eps2E、epsG、epsF、epsH、epsI、epsJ是编码糖基转移酶基因,epsK调控多糖聚合及输出。结论：所有和EPS生物合成相关的基因在发酵过程中均能表达,特别是糖基转移酶的基因表达量在发酵6 h时达最高。     

花生主要过敏原Ara h 1线性B细胞表位的预测及鉴定

花生过敏由于其高致敏率和致敏严重性而引起了人们的广泛关注。Ara h 1是花生中的主要过敏原,属于Cupin超家族,通过抗原表位识别结合免疫球蛋白E引发花生过敏。本研究采用生物信息学分析花生主要过敏原Cupin超家族Ara h 1线性B细胞表位氨基酸组成,及其与Ara h 1二级、三级结构之间关系,通过质谱分析Ara h 1氨基酸序列中的抗消化肽段,并分析抗消化肽段与预测线性B细胞表位的关系。结果表明,Ara h 1的线性B细胞表位富含亲水性氨基酸和带电氨基酸;其二级结构没有明显的分布规律,具有一定的回转折叠结构;分析Ara h 1三级结构发现,表位主要位于单体之间的疏水相互作用区域,部分表位埋入三聚体构象内部;Ara h 1抗消化序列与表位之间存在部分重叠。综上,质谱检测体外模拟胃肠道消化肽段并结合表位生物信息学分析可以作为鉴定Cupin超家族线性B细胞表位的新方法。     

生物信息学导论课程与进阶课程比较

本文根据生物信息学是一门交叉学科的特点,在分析国内外高校相关课程设置的基础上,系统比较了生物信息学导论课程和进阶课程的差异和共性,提出了有针对性的内容安排方法和教学方式.笔者总结了授课过程的几个要点,即概念清楚、围绕主线、因材施教和加强实践,并在生物信息学课程教学中取得较好的效果.     

耐热β-半乳糖苷酶的结构分析及同源建模

预测耐热β-半乳糖苷酶的初级结构和高级结构,为进一步了解该蛋白的结构特征提供理论依据。应用ProtParam、ProtScale、TMHMM Server v. 2.0、SignalP 4.0 Server、SOPMA、PSORT Prediction、GENO3D等生物信息学软件对此耐热β-半乳糖苷酶的初级结构和空间结构进行分析和预测。该耐热β-半乳糖苷酶由452个氨基酸残基组成,无跨膜区域和信号肽,定位于细胞质,二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,应用同源建模的方法,三维结构分子模型得到了成功构建。为进一步研究耐热β-半乳糖苷酶的功能特征以及改造奠定了基础。     

microRNA作用靶基因的预测

microRNA(miRNA)是一类约20-25个核苷酸长的非编码小分子RNA,广泛存在于动植物细胞中,通过与靶基因的3′UTR区结合而裂解mRNA或抑制翻译的起始。大多数miRNA基因以单拷贝、多拷贝或基因簇的形式存在于基因组。它的发现主要有cDNA克隆测序和计算发现两条途径,目前已证实miRNA在生物体生长、发育和疾病发生等过程中发挥着重要的作用。本文主要介绍了miRNA的特征、miRNA的功能、作用机制,miRNA基因的鉴定和检测方法与结合研究进展对靶基因进行预测。