ILKAP基因及蛋白質(zhì)的生物信息學(xué)分析

1、 目錄 摘要.- 1 - ABSTRACT.- 2 - 1 前 言.- 3 - 2 相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)介 .- 5 - 2.1 生物信息學(xué)簡(jiǎn)介 .- 5 - 2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介 .- 5 - 2.3 相關(guān)分析軟件及網(wǎng)站 .- 6 - 2.4 本研究的目的與意義.- 6 - 3 方法與分析 .- 7 - 3.1 ILKAP 基因及蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)分析 .- 7 - 3.1.1 ILKAP 基因 cDNA 的成分分析 .- 7 - 3.1.2 開放閱讀框查找分析.- 8 - 3.1.3 ILKAP 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)分析 .- 10 - 3.2 ILKAP 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析 .- 10 - 3.2.1 IL

2、KAP 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu) .- 10 - 3.2.2 跨膜結(jié)構(gòu)域分析 .- 12 - 3.2.3 蛋白的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) .- 12 - 3.2.4 信號(hào)肽預(yù)測(cè).- 13 - 3.2.5 蛋白質(zhì)的疏水性預(yù)測(cè)分析 .- 14 - 3.2.6 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)分析.- 15 - 3.3 ILKAP 蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分析 .- 16 - 3.4 序列相似性分析.- 17 - 4 結(jié)論與討論 .- 20 - 4.1 結(jié)論.- 20 - 4.2 討論.- 20 - ILKAP 基因及蛋白質(zhì)的生物信息學(xué)分析 摘要摘要 整合素連接激酶相關(guān)絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶(integrin-linked kinase-a

3、ssociated serine/threonine phosphatase， ILKAP)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種重要的蛋白磷酸酶。本論文 利用 NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)，DNAman，DNASTAR-Lasergene 等相關(guān)的生物信息學(xué)軟件及相應(yīng) 的生物信息學(xué)分析網(wǎng)站，對(duì)大鼠進(jìn)行基因和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)和分析，結(jié)果表明： ILKAP 基因序列全長(zhǎng) 1318bp，包含一個(gè) 461224bp 的開放閱讀框，編碼一個(gè)由 392 個(gè) 氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)，主要由 螺旋（146 個(gè)） 、無規(guī)則卷曲（149 個(gè)）和少量的 折疊（69 個(gè)）構(gòu)成。ILKAP 在哺乳動(dòng)物中高度保守，人與大鼠、小鼠以及大鼠與小鼠 之間的

4、同源性分別高達(dá) 95%、95%、97%。ILKAP 蛋白具有 PP2C 結(jié)構(gòu)域，結(jié)合結(jié)構(gòu)域結(jié)合結(jié)構(gòu)域 的功能和其他物種中的的功能和其他物種中的 ILKAP 的功能，綜合分析的功能，綜合分析 ILKAP 可能與細(xì)胞凋亡的密切聯(lián)系，可能與細(xì)胞凋亡的密切聯(lián)系， 而凋亡信號(hào)的阻斷，導(dǎo)致了腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。而凋亡信號(hào)的阻斷，導(dǎo)致了腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: ILKAP，生物信息學(xué)，核酸和蛋白質(zhì)分析，同源性 Abstract Integrin-linked kinase-associated serinethreonine phosphatase（ILKAP) is found in recent

5、 years of a kind of important protein phosphatase. This paper use the NCBI database, DNAman, DNASTAR-Lasergene and related bioinformatics software and corresponding bioinformatics analysis website, on Rattus norvegicus gene and protein structure prediction and analysis, the results show that: The IL

6、KAP gene sequence of the full-length 1318bp, contains a 46 1224bp open reading frame, encoding a consists of 392 amino acid residues of proteins, mainly composed of an alpha helix (146), without the rules of curling (149) and a small amount of folding (69). ILKAP in mammals is highly conserved, the

7、homology between the man and Rattus norvegicus, Mus musculus and Rattus norvegicus and Mus musculus were as high as 95%, 95%, 97%. ILKAP protein has a PP2C domain, binding domain of the function and other species in the ILKAP function, comprehensive analysis of ILKAP may be associated with apoptosis

8、 in close contact, and apoptotic signal blocking, resulted in tumor genesis and development. Key words：ILKAP，Bioinformatics，Nucleic acid and protein analysis，homology 1 前前 言言 整合素連接激酶相關(guān)絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶integrin-linked kinase-associated serine/threonine(ILKAP)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種重要的蛋白磷酸酶。從它被發(fā)現(xiàn)開始就 顯示出其與細(xì)胞凋亡的密切聯(lián)系，而凋亡信號(hào)的阻

9、斷，導(dǎo)致了腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。 ILKAP主要通過抑制整合素連接激1(integrin-linked kinase-1,ILK-1)的活性負(fù)調(diào)控 整合素激酶信號(hào)通路，以及通過去磷酸化凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1(apoptosis signal- regulating kinase 1,ASK1)的Thr845正調(diào)控JNK/SAPK信號(hào)通路而發(fā)揮作用。而這兩條 信號(hào)通路與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展都有非常密切的關(guān)系。 ILKAP 最初是在大鼠中發(fā)現(xiàn)的一種蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)與大鼠 PP2C 或 PP2C 有 30%左右的序列同源性，并且它的 C 端片段具有蛋白磷酸酶 2C 結(jié)構(gòu)域，但是其 N 端 的 76 個(gè)氨基酸殘

10、基是其特有的，與目前所發(fā)現(xiàn)的任何一種蛋白質(zhì)都沒有同源性。后來 將其列入 PP2C 蛋白家族，ILKAP 由 392 個(gè)氨基酸殘基組成，相對(duì)分子量約為 43kDa， 包含 N 端特異的 76 個(gè)氨基酸殘基以及 C 端的 PP2C 類催化結(jié)構(gòu)域。ILKAP 在各種組織中 均有廣泛的表達(dá)，尤其是在骨骼肌，肝臟，腎臟中都有高水平的表達(dá)。 ILKAP 在哺乳動(dòng)物中高度保守，ILKAP 所包含的 PP2C 結(jié)構(gòu)域，與 PP2C，C，PP2C 所包含 PP2C 結(jié)構(gòu)域的同源性分別為 31%、29%、38%，而大鼠、大鼠、 小鼠以及大鼠與小鼠之間的同源性分別高達(dá)小鼠以及大鼠與小鼠之間的同源性分別高達(dá) 95%、

11、95%、97%。ILKAP 的 C 端大部分片段 要是 PP2C 結(jié)構(gòu)域，并包含了 PP2C 結(jié)構(gòu)域共有的全部 11 個(gè)保守的活性位點(diǎn)，使 ILKAP 具備了絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶的催化活性。研究發(fā)現(xiàn)，東方田鼠抗日本血吸蟲抗性 相關(guān)基因 E7743 ORF 編碼的產(chǎn)物為整合素連接激酶相關(guān)絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶 ，與 之相互作用的蛋白為整合素連接蛋白激酶(integrin-linked protein kinase，ILK)。 而現(xiàn)有研究表明，ILKAP 在細(xì)胞生長(zhǎng)與凋亡的調(diào)控過程中起重要作用。E7743 編碼的 產(chǎn)物可能為 ILKAP 基因在東方田鼠中的同源基因。 PP2C 的生理功能主要是通

12、過去磷酸化作用負(fù)調(diào)控蛋白激酶級(jí)聯(lián)信號(hào)系統(tǒng)，從而參 與細(xì)胞周期調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯及翻譯后修飾等細(xì)胞過程。ILKAP 是 PP2C 的成員之一，作為一種抑癌基因，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中有其重要作用。它的主 要生理功能是介導(dǎo)細(xì)胞凋亡，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。了解 ILKAP 的基因各種 信息，掌握其一級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)研究腫瘤發(fā)生及細(xì)胞凋亡有重要作用，研究其各 種生物信息進(jìn)行分析,并與其他物種的 ILKAP 進(jìn)行對(duì)比，這將為各種抗癌的生物制藥提 供重要線索。本研究主要通過所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，在導(dǎo)師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，運(yùn)用現(xiàn)代 計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)資源，相關(guān)的在線分析軟件和圖書館等平臺(tái)，完成

13、ILKAP 的生物學(xué) 信息分析，掌握現(xiàn)代生物信息學(xué)分析技能。 2 相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)介相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)介 2.1 生物信息學(xué)簡(jiǎn)介 生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科。它包含了生物信息的獲取、管理、分析、解釋和應(yīng) 用在內(nèi)的所有方面。它綜合運(yùn)用生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)等多方面知識(shí)與方法，來 闡明和理解大量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義，并應(yīng)用于解決生命科學(xué)研究和生物技 術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)中的各種問題。 生物信息學(xué)主要有三個(gè)組成部分：建立可以存放和管理生物信息數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)； 研究開發(fā)科利用有效分析與挖掘生物學(xué)數(shù)據(jù)的方法、算法和軟件工具；使用這些工具 去分析和解釋不同類型的生物學(xué)數(shù)據(jù)，包括 DNA、RNA 和蛋白質(zhì)序列、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、

14、 基因表達(dá)及生化途徑等。 生物信息學(xué)這個(gè)術(shù)語(yǔ)從 20 世紀(jì) 90 年代開始使用，最初主要指的是 DNA、RNA 及 蛋白質(zhì)序列的數(shù)據(jù)管理和分析。自從 20 世紀(jì) 60 年代就有了序列分析的計(jì)算機(jī)工具， 但是那時(shí)并未引起人們很大的關(guān)注，直到測(cè)序技術(shù)的發(fā)展使 GenBank 之類的數(shù)據(jù)庫(kù)中 存放的序列數(shù)量出現(xiàn)了迅猛的增長(zhǎng)?，F(xiàn)在該術(shù)語(yǔ)已擴(kuò)展到幾乎覆蓋各種類型的生物學(xué) 數(shù)據(jù)，如蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)和蛋白質(zhì)互作等。 2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介 據(jù)保守估計(jì)，目前世界上平均每一分鐘就有一個(gè)序列增加到核酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)中， 能夠從飛速增長(zhǎng)的序列數(shù)據(jù)更高效的提取信息，建立生物信息中心，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn) 全球范圍內(nèi)的信息共享成

15、為必然。歐美各國(guó)及日本等西方國(guó)家相繼成立了生物信息資 源和研究中心，如美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)、位于英國(guó)的歐洲生物信息研究所(European Bioinformatics Institute，EBI)、位于瑞士日內(nèi)瓦的蛋白質(zhì)專家分析系統(tǒng)(The Expert Protein Analysis System，ExPaSy)、日本國(guó)立遺傳學(xué)研究院(National Institute Genetics，簡(jiǎn)稱 NIG)等。 以西歐各國(guó)為主的歐洲分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)組織(European Molecul

16、ar Biology network ,EMBnet)，成立于 1988 年，是目前國(guó)際上最大的分子生物信息研究、開發(fā)和服務(wù)機(jī)構(gòu)。 它把歐洲乃至世界各國(guó)的生物信息中心聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)信息共享，并合作進(jìn)行開發(fā)、 研究、培訓(xùn)。 2.3 相關(guān)分析軟件及網(wǎng)站 序列分離軟件：GeneStudio 序列翻譯軟件：Editseq 序列拼接軟件：DNASTAR-Lasergene v6 開發(fā)閱讀框：/gorf/gorf.html 美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(NCBI)：http:/www. ncb.inlm. nih. gov 卷曲螺旋結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)軟件：http:

17、/www.ch.embne.torg 信號(hào)肽預(yù)測(cè)軟件：http:/www.cbs.dtu.dk/services/SignalP 跨膜結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)軟件：http:/www.ch.embne.torg/software/TMPRED_form. html 一級(jí)結(jié)構(gòu)：http:/wolfpsor.tseq.cbrc.jp 二級(jí)結(jié)構(gòu)：/gor/ 三級(jí)結(jié)構(gòu)：/swissmod/swiss-model.htm 蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)或 DNA 數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行相似性比較的分析（BLAST）: /B

18、last.cgi 2.4 本研究的目的與意義 一 、課題目的 （ 1 ）對(duì) ILKAP 的基因及蛋白質(zhì)氨基酸序列組成進(jìn)行生物信息學(xué)分析。 （ 2 ）通過本論文的實(shí)施，熟悉 NCBI 進(jìn)行生物信息學(xué)檢索。掌握重要生物信 息學(xué)分析軟件，進(jìn)行生物信息學(xué)分析。 二、課題意義 ILKAP 作為一種抑癌基因，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中有其重要作用，了解 ILKAP 的 基因各種信息，掌握其一級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)研究腫瘤發(fā)生及細(xì)胞凋亡有重要作用。 通過所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，在導(dǎo)師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)資 源，相關(guān)的在線分析軟件和圖書館等平臺(tái)，掌握現(xiàn)代生物信息學(xué)分析技能。 ILKAP 是一種蛋白磷酸酶，與

19、細(xì)胞調(diào)亡密切相關(guān)，研究其各種生物信息進(jìn)行分析,并 與其他物種的 ILKAP 進(jìn)行對(duì)比，這將為各種抗癌的生物制藥提供重要線索。 3 方法與分析方法與分析 3.1 ILKAP 基因及蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)分析 3.1.1 ILKAP 基因 cDNA 的成分分析 先在 NCBI 中檢索出 ILKAP 的核酸序列，然后采用 DNASTAR 軟件中的 Editseq 程序，分析 cDNA 的堿基組成。結(jié)果如下： （1）堿基序列 lcl|NM_.1_gene_1 gene=Ilkap location=1.1318 CGCCGCCCAGGCTAGCGCGAGCCTCCGCTCCATCGCCCCGCCGCCATGG

20、ACCTAT TCGGGGACTTGCCGG AGCCCGAGCGCCCGCCGCGGCCGTCTGCCGGGAAAGAAGCACAGGAAGGACCCG TGCTCTTCGAGGACCT GCCCCCGACCAGCAGTACTGACTCAGGATCTGGGGGACCTTTACTCTTTGATGGT CTTCCACCTGCTGGC AGCGGCAATTCAGGTTCTCTTGCCACATCAGGCTCCCAGGTGGTGAAGAACGAAG GAAAAGGAGCAAAGA GGAAAGCCCCTGAGGAAGAGAAGAATGGCGGTGAAGAGCTTGTGGAAAAGAAA GTTTGTA

21、AAGCCTCTTC GGTGATCTTTGGTTTGAAAGGCTACGTGGCAGAGCGGAAGGGTGAGAGGGAGGA GATGCAGGACGCCCAT GTCATCCTGAATGATATCACTCAGGAGTGTAATCCTCCATCATCTCTCATTACTCG GGTTTCATACTTTG CTGTTTTTGATGGACATGGAGGAATTCGAGCCTCGAAATTTGCTGCACAGAATTT GCACCAGAACTTAAT CAGGAAATTTCCTAAAGGAGATGTAATCAGTGTGGAGAAGACTGTGAAGAGGTG CCTGCTAGATACTTTT A

22、AGCACACCGATGAAGAGTTCCTGAAACAGGCTTCAAGCCAGAAGCCTGCCTGG AAAGACGGGTCCACTG CCACGTGTGTCCTGGCTGTGGACAACATCCTGTATATCGCCAACCTTGGAGATAG TCGGGCAATCCTGTG （2）堿基成分 Total number of bases is 1318 % A = 24.51 323 % G = 29.36 387 % T = 22.23 293 % C = 23.90 315 % A+T = 46.74 616 % C+G = 53.26 702 BASE COUNT 323 a 31

23、5 c 387 g 293 t 3.1.2 開放閱讀框查找分析 對(duì) ILKAP 拼接全長(zhǎng) cDNA 序列用 NCBI ORFfinder(/gorf/gorf.html)進(jìn)行開放閱讀框分析，輸入檢索號(hào) 即可。見圖 1，大鼠 ILKAP 基因的開放閱讀框?yàn)?461224bp。 46 atggacctattcggggacttgccggagcccgagcgcccgccgcgg M D L F G D L P E P E R P P R 91 ccgtctgccgggaaagaagcacaggaaggacccgtgctcttcgag P S A G

24、K E A Q E G P V L F E 136 gacctgcccccgaccagcagtactgactcaggatctgggggacct D L P P T S S T D S G S G G P 181 ttactctttgatggtcttccacctgctggcagcggcaattcaggt L L F D G L P P A G S G N S G 226 tctcttgccacatcaggctcccaggtggtgaagaacgaaggaaaa S L A T S G S Q V V K N E G K 271 ggagcaaagaggaaagcccctgaggaagagaaga

25、atggcggtgaa G A K R K A P E E E K N G G E 316 gagcttgtggaaaagaaagtttgtaaagcctcttcggtgatcttt E L V E K K V C K A S S V I F 361 ggtttgaaaggctacgtggcagagcggaagggtgagagggaggag G L K G Y V A E R K G E R E E 406 atgcaggacgcccatgtcatcctgaatgatatcactcaggagtgt M Q D A H V I L N D I T Q E C 451 aatcctccatcatc

26、tctcattactcgggtttcatactttgctgtt N P P S S L I T R V S Y F A V 496 tttgatggacatggaggaattcgagcctcgaaatttgctgcacag F D G H G G I R A S K F A A Q 541 aatttgcaccagaacttaatcaggaaatttcctaaaggagatgta N L H Q N L I R K F P K G D V 586 atcagtgtggagaagactgtgaagaggtgcctgctagatactttt I S V E K T V K R C L L D T

27、F 631 aagcacaccgatgaagagttcctgaaacaggcttcaagccagaag K H T D E E F L K Q A S S Q K 676 cctgcctggaaagacgggtccactgccacgtgtgtcctggctgtg P A W K D G S T A T C V L A V 721 gacaacatcctgtatatcgccaaccttggagatagtcgggcaatc D N I L Y I A N L G D S R A I 766 ctgtgtcgatataacgaggaaagtcaaaagcatgcagccttaagc L C R Y

28、N E E S Q K H A A L S 811 ctcagcaaagagcacaatccaactcagtatgaagagcgcatgagg L S K E H N P T Q Y E E R M R 856 atacagaaggctggaggcaatgtcagagatggccgtgtcttgggt I Q K A G G N V R D G R V L G 901 gtgctggaggtatcccgctccattggagatgggcagtacaagcgt V L E V S R S I G D G Q Y K R 946 tgcggggtcacatccgtgcctgatatcagacgct

29、gccagttgacc C G V T S V P D I R R C Q L T 991 cccaatgacaggttcattttgctggcttgtgatgggctcttcaag P N D R F I L L A C D G L F K 1036 gtctttaccccagaagaagctgtgaacttcatcttgtcctgcctt V F T P E E A V N F I L S C L 1081 gaggatgagaagatccagacccgagaagggaagcctgctgttgat E D E K I Q T R E G K P A V D 1126 gcccgctatga

30、agctgcatgcaacaggctggctaacaaggcagtg A R Y E A A C N R L A N K A V 1171 cagcggggctcggcagataacgtgacggtgatggtggtgaggata Q R G S A D N V T V M V V R I 1216 ggacactga 1224 G H * 圖 1 ILKAP ORF 預(yù)測(cè)圖 3.1.3 ILKAP 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)分析 （1）氨基酸序列 利用 DNASTAR 軟件中的 Editseq 程序，放入基因序列，選中開放閱讀框檢索出 氨基酸序列，結(jié)果如下： MDLFGDLPEPERPPRPSAGKEA

31、QEGPVLFEDLPPTSSTDSGSGGPLLFDGLPPAGSGNS GSLATSGSQVVKNEGKGAKRK APEEEKNGGEELVEKKVCKASSVIFGLKGYVAERKGEREEMQDAHVILNDITQECNP PSSLITRVSYFAVFDGHGGIRAS KFAAQNLHQNLIRKFPKGDVISVEKTVKRCLLDTFKHTDEEFLKQASSQKPAWKDGS TATCVLAVDNILYIANLGDSRAI LCRYNEESQKHAALSLSKEHNPTQYEERMRIQKAGGNVRDGRVLGVLEVSRSIGDG QYKRCGVTSVPDIRRCQLT

32、PNDRF ILLACDGLFKVFTPEEAVNFILSCLEDEKIQTREGKPAVDARYEAACNRLANKAVQRG SADNVTVMVVRIGH （2）基因所編碼蛋白質(zhì)的特征分析 利用 http:/wolfpsor.tseq.cbrc.Jp 將所得的氨基酸進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)氨基酸數(shù)：392； 理論 PI 6.68；負(fù)電荷數(shù)：54；正電荷數(shù)：53；分子式：C1859H2992N542O585S14 總原 子數(shù)：5992；估計(jì)半衰期：30h；不穩(wěn)定指數(shù)：42.19；脂肪指數(shù)：78.11；總平均親水 性：-0.484。 （3）氨基酸組成 見表 1 表 1 氨基酸組成成分 氨基酸 Ala (

33、A) Arg (R) Asn (N) Asp (D) Cys (C) Gln (Q) Glu (E) Gly (G) His (H) Ile (I) 數(shù) 量3124172210153235717 百分率7.9%6.4%4.3%5.6%2.6%3.8%8.2%8.9%1.8%4.3% 氨基酸 Leu (L) Lys (K) Met (M) Phe (F) Pro (P) Ser (S) Thr (T) Trp (W) Tyr (Y) Val (V) 數(shù) 量3228 4142129161729 百分率8.2%7.1%1.0%3.6%5.4%7.4%4.1%0.3%1.8%7.4% 3.2 ILKA

34、P 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析 3.2.1 ILKAP 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu) 進(jìn)入網(wǎng)站 /gor/,輸入氨基酸序列于框中，提交，結(jié)果見圖 2。 MDLFGDLPEPERPPRPSAGKEAQEGPVLFEDLPPTSSTDSGSGGPLLFDGLPPAGSGNSGSLATSGS QVV hhhetccccccccccccccccccccceeeeccccccccccccccceeetcccccccccccccccchhhhh KNEGKGAKRKAPEEEKNGGEELVEKKVCKASSVIFGLKGYVAERKGEREEMQDAHVILNDITQE CNPPSS

35、 hhhcttccccchhhhhhhhhhhhhhhhhhtccheeehhhhhhhhtcchhhhhhhhhhhhhhccccccccc LITRVSYFAVFDGHGGIRASKFAAQNLHQNLIRKFPKGDVISVEKTVKRCLLDTFKHTDEEFLKQA SSQK ccccceeeeeectttcchhhhhhhhhhhhhhhhhcccccccchhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhtcc PAWKDGSTATCVLAVDNILYIANLGDSRAILCRYNEESQKHAALSLSKEHNPTQYEERMRIQKAG GNVRD ccccttccheeee

36、eetteeeeecccccheeeeetccccccceeeeeeccccccchhhhhhhhhttceeet GRVLGVLEVSRSIGDGQYKRCGVTSVPDIRRCQLTPNDRFILLACDGLFKVFTPEEAVNFILSCLED EKI tceeeeeehhhhttccccccceeecccccceeeccttcheeeeetttcheeccchhhhhhhhhhhhhhhh QTREGKPAVDARYEAACNRLANKAVQRGSADNVTVMVVRIGH Hccccccchhhhhhhhhhhhhhhhhhttcccceeeeeeeecc 注：H 代表螺旋，E 代表

37、折疊，C 代表卷曲結(jié)構(gòu)。 Alpha helix (Hh) 螺旋 : 146 is 37.24% Random coil (Cc) 無規(guī)卷曲 : 149 is 38.01% Extended strand (Ee) 折疊片 : 69 is 17.60% 圖 2 ILKAP 蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果 螺旋又稱 3.613-螺旋，它是由氫鍵封閉的 13 元環(huán)，每圈螺旋占 3.6 個(gè)氨基酸。 螺旋由于與溶劑的作用或中間有脯氨酸等也會(huì)發(fā)生彎曲。不同的殘基對(duì)于 螺旋中間 部位及 N 端或 C 端出現(xiàn)的傾向性不同。 折疊片是帶狀的 折疊股間形成氫鍵而構(gòu)成 的，在氨基酸序列上往往是不連續(xù)的，幾乎所有的 折疊片在

38、沿著 折疊股的方向均 發(fā)生右手的扭曲，在 折疊股間形成左手的扭曲，某些殘基傾向于出現(xiàn) 折疊中，- 轉(zhuǎn)角是由第一個(gè)殘基的 C=O 與第四個(gè)殘基的 N-H 氫鍵結(jié)合而形成一個(gè)緊密的環(huán)無規(guī)卷 曲泛指那些不能被歸入明確的二級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽區(qū)段。 預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,組成 ILKAP 蛋白 的 392 個(gè)氨基酸中，146 個(gè)氨基酸可能形成 螺旋結(jié)構(gòu)，69 個(gè)氨基酸可能形成 折疊 片，149 個(gè)氨基酸可能形成無規(guī)卷曲。ILKAP 蛋白以三種形式存在， 螺旋，折疊， 無規(guī)則卷曲。其中 螺旋，無規(guī)則卷曲占主要地位。 3.2.2 跨膜結(jié)構(gòu)域分析 進(jìn)入網(wǎng)站 http:/www.cbs.dtu.dk/services/TMH

39、MM-2.0/，輸入氨基酸序列，提交， 結(jié)果見圖 3，結(jié)果預(yù)測(cè)顯示 ILKAP 蛋白質(zhì)無跨膜結(jié)構(gòu)域。 圖 3 ILKAP 蛋白質(zhì)跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)結(jié)果 3.2.3 蛋白的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) 進(jìn)入網(wǎng)站 /software/COILS_form.html，放氨基酸序列于框 內(nèi)，提交，結(jié)果見圖 4。結(jié)果顯示，存在兩個(gè)卷曲螺旋結(jié)構(gòu)，區(qū)域在 110140、340390 位置，但通過跨膜結(jié)構(gòu)分析知道在這些區(qū)域里并沒有跨膜結(jié)構(gòu)， 所以，這些區(qū)域可能是其他的功能區(qū)域。 圖 4 ILKAP 蛋白質(zhì)卷曲螺旋結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)圖 3.2.4 信號(hào)肽預(yù)測(cè) 進(jìn)入網(wǎng)站 http:/www.c

40、bs.dtu.dk/services/SignalP/，放氨基酸序列于框內(nèi)，提交， 結(jié)果見圖 5。結(jié)果預(yù)測(cè)顯示，沒有信號(hào)肽，該蛋白質(zhì)不是分泌蛋白。 max. C 38 0.124 max. Y 38 0.111 max. S 8 0.155 mean S 1-37 0.106 D 1-37 0.108 0.450 NO 圖 5 ILKAP 蛋白質(zhì)信號(hào)肽預(yù)測(cè)圖 3.2.5 蛋白質(zhì)的疏水性預(yù)測(cè)分析 進(jìn)入網(wǎng)站 /protscale/，放氨基酸序列于框內(nèi)，提交，結(jié)果見圖 6。 蛋白質(zhì)的疏水性分析是蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)中的一個(gè)必要過程,通過分 析可以得到蛋

41、白質(zhì)的親疏水區(qū)域，一方面可以為二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果提供參考，另一方 面還可以為結(jié)構(gòu)域以及功能域的劃分提供依據(jù)。20 種氨基酸的預(yù)測(cè)圖及疏水參數(shù)見下 表。 （高正值的氨基酸具有更大的疏水性，而低負(fù)值的氨基酸則更加親水。 ） 表 2 20 種氨基酸的預(yù)測(cè)圖及疏水參數(shù) AlaArgAsnAspCysGlnGluGlyHisIle 1.800-4.500-3.500-3.5002.500-3.500-3.500-0.400-3.2004.500 LeuLysMetPhe ProSerThrTrpTyrVal 3.800-3.9001.9002.800-1.600-0.800-0.700-0.900-1.3

42、004.200 圖 6 ILKAP 蛋白質(zhì)的疏水性預(yù)測(cè)圖 從表中及圖中可以看出整個(gè)蛋白質(zhì)疏水性最大值為 2.345。最小值為-3.245。在 320349 區(qū)域氨基酸的疏水性最強(qiáng)。其次是 220230 區(qū)域、390395 區(qū)域、100110 區(qū) 域具有一定的疏水性。表現(xiàn)出整體具有一般的疏水性。 3.2.6 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)分析 結(jié)構(gòu)域是在二級(jí)結(jié)構(gòu)或超二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級(jí)結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，一條多 肽鏈在這個(gè)域圍內(nèi)來回折疊，但相鄰的域常被一個(gè)或兩個(gè)多肽片段連結(jié)。通常由 50300 個(gè)氨基酸殘基組成，其特點(diǎn)是在三維空間可以明顯區(qū)分和相對(duì)獨(dú)立，并且具有 一定的生物功能如結(jié)合小分子。通過 /prosite 對(duì) ILKAP 蛋白結(jié)構(gòu) 域分析，顯示有 C 端的 PP2C 類催化結(jié)構(gòu)域，見圖 7。 Hits by PS01032 PP2C Protein phosphatase 2C signature : USERSEQ1 (392 aa) 147 - 155: level tag: (0) YFAVFDGHG 圖 7 ILKA 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)分析 3.3 ILKAP 蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分析 蛋白質(zhì)三級(jí)