油菜NADH脱氢酶亚基9 是一种分子量约 3181 D的小分子酸性蛋白质,具有热稳定性。Nad9是线粒体基因,在不同的物种中核苷酸序列不完全相同,油菜(Brassica napus L.)属于十字花科,是世界四大主要油料作物之一,产量居世界油料作物产量的第三位。研究表明,植物细胞质雄性不育是一种由细胞质基因控制的母性遗传性状,细胞质中的线粒体基因突变可能是引起细胞质雄性不育的主要原因,在烟草两个CMS突变体,若呼吸链复合物Ⅰ缺失nad9基因,尽管呼吸链复合物Ⅱ正常,但整个线粒体的功能明显下降[5]。鉴于此,本研究通过分析油菜Nad9的结构,为进一步探讨Nad9对油菜生长发育的影响奠定基础。
1 材料和方法
1.1 材料来源及序列
在美国国立信息技术中心NCBI( National Center for Biotechnology Information,NCBI: )数据库中查询下载油菜NADH脱氢酶亚基9蛋白序列,序列获取号为YP_717114.1和BAC98862.1,均由190个氨基酸组成,并且两条序列完全一致,因此本研究以其中一条进行相关生物信息学分析。待分析序列如下:
>gi|112253858|ref|YP_717114.1| NADH dehydrogenase subunit 9 [Brassica napus]
MDNQFIFKYSWETLPKKWVKKMERSEHGNRFDTNTDYLFQLLCFLKLHTYTRVQVLIDICGVDYPSRKRRFEVVYNLLSTRYNSRIRVQTSADEVTRISSVVSLFPSAGWWEREVWDMFGVSFINHPDLRRILTDYGFEGHPLRKDFPLSGYVEVRYDDPEKRVVSEPIEMTQEFRYFDFASPWEQRSDG
1.2 生物信息学分析软件
1.2.1 油菜NADH脱氢酶亚基9蛋白的同源比对、进化树构建及基本理化性质分析
在NCBI网站()上进行BlastP比较;运用DNAman软件进行进化树构建;利用Protparam工具()在线分析该蛋白序列的基本理化性质。
1.2.2 油菜NADH脱氢酶亚基9的疏水性、跨膜区、亚细胞定位、信号肽和磷酸化分析
利用Expasy在线服务器()提供的ProtScale方法预测其疏水性,TMHMM软件进行跨膜预测;TargetP 1.1 Server进行蛋白质的亚细胞定位分析;SignalP 4.0 Server软件对其氨基酸前导肽进行信号肽预测;NetPhos 2.0 Server 软件进行蛋白磷酸化位点预测。
1.2.3 油菜NADH脱氢酶亚基9的二级结构、蛋白紊乱区、球蛋白区预测
利用Expasy在线服务器()提供的SOPMA工具在线预测油菜NADH脱氢酶亚基9的二级结构,利用GlobPlot(/)软件对该蛋白序列中的紊乱区、球蛋白区进行预测。
1.2.4 油菜NADH脱氢酶亚基9蛋白的模体预测、同源建模结果和评价以及表面静电构像
利用NPS(Network Protein Sequence analysis, http://npsa-pbil.ibcp.fr)提供的Proscan,对油菜NADH脱氢酶亚基9蛋白进行模体预测;利用Swiss-model在线服务器()对油菜NADH脱氢酶亚基9蛋白序列(YP_717114.1)进行同源建模,获取其三级结构信息,并且用Rasmol 视图软件可视化。模建结果检测评价采用UCLA网站()中提供的Procheck、verfy3D和ERRAT 3个程序,从拉氏散点图、3D-1D符合度、总体质量指数3方面进行评价。通过计算油菜NADH脱氢酶亚基9蛋白(YP_717114.1)各氨基酸残基的静电,使用软件Swiss-PdbViewer4.0.1模建蛋白质表面静电构象。
2 结果与分析
2.1 油菜与其他植物的NADH脱氢酶亚基9的同源性分析
通过NCBI-BlastP比较,结果显示甘蓝型油菜NADH脱氢酶亚基9属于Compl- ex1 _30kDa(Respiratory-chain NADH dehydrogenase, 30 Kd subunit)超家族的一员,含有一个PRK06074保守结构域(如图1)。甘蓝型油菜NADH脱氢酶亚基9(YP_717114.1)与拟南芥(Q95748.2)、黄羽扇豆(AAF86494.1)、萝卜(AEX 57700.1)及烟草(BAD83545.2)的NADH脱氢酶亚基9的氨基酸序列只有细微差异(如图2),相似性达到99.47%,表明NADH脱氢酶亚基9基因非常保守,在不同物种中执行相同的功能,而这一点也与线粒体基因(或蛋白质)的保守性完全一致。运用DNAman软件对以上几种禾本科植物该蛋白氨基酸序列进行进化树构建(如图3),结果表明,油菜与拟南芥NADH脱氢酶亚基9亲缘关系最近,与其他物种没有什么亲缘关系。 油菜NADH脱氢酶亚基9的生物信息学分析(2):http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_9504.html