油菜NADH脱氢酶亚基9的生物信息学分析(2)
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。
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