基本信息
- 項目名稱：
- 豬β2m二級結(jié)構(gòu)預(yù)測及同源模建
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本作品介紹了一種通過生物信息學(xué)分析蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)的方法，對于其他蛋白的研究具有一定的借鑒意義。作品選擇豬的β2m蛋白為研究對象，運用SOPMA對豬的β2m的二級結(jié)構(gòu)進行測定，分析其詳細的二級結(jié)構(gòu)成分如α螺旋、β折疊、β轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲，并對其三級結(jié)構(gòu)進行了同源模建。研究結(jié)果顯示，豬和人二級結(jié)構(gòu)成分的同源率遠遠大于一級結(jié)構(gòu)的同源率，而三級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示豬和人的β2m相似程度非常高。
- 詳細介紹：
- 目前，豬的β2m還未見結(jié)晶報道。為了研究未知蛋白的二級結(jié)構(gòu)，Geourjon等于1995年創(chuàng)立了SOPMA法用來預(yù)測蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)。Sivasubramanian等最近也報答了應(yīng)用同源模建法預(yù)測了抗體蛋白Fv的中心骨架和側(cè)鏈區(qū)的三維結(jié)構(gòu)，并根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)成功進行了抗原和抗體之間的構(gòu)象結(jié)合設(shè)計。本研究分別用SOPMA預(yù)測豬β2m各二級結(jié)構(gòu)成分α螺旋、β折疊、β轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲所對應(yīng)的氨基酸的數(shù)目；同時應(yīng)用同源模建方法預(yù)測豬的三級結(jié)構(gòu)，并與人β2m蛋白的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)進行比較。結(jié)果顯示，β2m二級結(jié)構(gòu)成分?螺旋、β折疊、轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲的數(shù)目分別為5，36，5和52，與人β2m相應(yīng)二級結(jié)構(gòu)的符合率分別達到100%（?螺旋），92.3%（?折疊），71.7%（轉(zhuǎn)角）和92.3%（無規(guī)則卷曲），且二級結(jié)構(gòu)的同源率要大于氨基酸的同源率。同源模建分析表明豬和人的3D結(jié)構(gòu)也非常相似，只是存在個別氨基酸的差異。由此得出結(jié)論：豬和人β2m空間結(jié)構(gòu)相似。 本研究通過生物信息學(xué)手段預(yù)測豬β2m二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)，為今后開展豬β2m的結(jié)構(gòu)和功能研究提供了數(shù)據(jù)，同時也為研究其他相關(guān)蛋白的空間結(jié)構(gòu)提供了參考。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本作品主要以豬β2m蛋白為研究對象，提供一種生物信息學(xué)分析其二級結(jié)構(gòu)的方法，從而為研究其他未知蛋白的二級結(jié)構(gòu)提供參考。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 目前，豬β2m的結(jié)構(gòu)還未解析，目前發(fā)展起來的生物信息學(xué)分析方法為預(yù)測分析豬β2m的結(jié)構(gòu)蛋白提供了方法。作品中首次介紹了豬β2m蛋白二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測和分析方法，并比較了與已經(jīng)解析的人的β2m結(jié)構(gòu)蛋白的二級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)比較，證明該方法可行、合理。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 該作品分析豬β2m蛋白的二級結(jié)構(gòu)目前在國內(nèi)外上述首次報道，該作品同時對于其他未解析蛋白的二級結(jié)構(gòu)分析提供了一種參考方法。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的：為了研究豬β2m的結(jié)構(gòu)。方法：應(yīng)用EXPASY服務(wù)器( 上的SOPMA法對β2m進行二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測，并與人的β2m的氨基酸和二級結(jié)構(gòu)成分比較，在此基礎(chǔ)上同源模建β2m的三級結(jié)構(gòu)。結(jié)果：β2m二級結(jié)構(gòu)成分α螺旋、β折疊、轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲的數(shù)目分別為5，36，5和52，與人β2m相應(yīng)二級結(jié)構(gòu)的符合率分別達到100%（α螺旋），92.3%（β折疊），71.7%（轉(zhuǎn)角）和92.3%（無規(guī)則卷曲），且二級結(jié)構(gòu)的同源率要大于氨基酸的同源率。同源模建分析表明豬和人的3D結(jié)構(gòu)也非常相似，只是存在個別氨基酸的差異。結(jié)論：豬和人β2m空間結(jié)構(gòu)相似。
獲獎情況
- 該作品已經(jīng)在全國中文核心期刊《生物技術(shù)》2010年10月 第20卷第5期上正式發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 經(jīng)大連大學(xué)團委和素質(zhì)教育基地等有關(guān)部門鑒定，論文發(fā)表情況屬實。在2010年10月發(fā)表于全國中文核心期刊《生物技術(shù)》2010,20（5）:21-22.
參考文獻
- [1]高鳳山，夏春，張強，等. 大腸桿菌表達的重組豬β2微球蛋白二級結(jié)構(gòu)的圓二色譜分析[J]. 微生物學(xué)報, 2009, 49(2):1596-600. [2]王順偉 金 楠, 倪 晶, 等. 豬SLA-DR二級結(jié)構(gòu)預(yù)測及同源模建[J]. 生物技術(shù), 2008, 18(4):1-4.
同類課題研究水平概述
- 目前，豬的β2m還未見結(jié)晶報道。為了研究未知蛋白的二級結(jié)構(gòu)，Geourjon等于1995年創(chuàng)立了SOPMA法用來預(yù)測蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)。據(jù)Lee等報道利用SOPMA法預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu)準確率很高，而Pirovano等最近發(fā)表了最新的關(guān)于蛋白二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的研究進展，認為依靠生物信息學(xué)和生物物理學(xué)的知識，在建立準確模型的前提下，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的準確率可以達到80%。近來，多項研究表明，利用二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的方法，可以初步顯示一個蛋白的二級結(jié)構(gòu)，便于今后的研究。本研究分別用SOPMA預(yù)測豬β2m各二級結(jié)構(gòu)成分α螺旋、β折疊、β轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲所對應(yīng)的氨基酸的數(shù)目分別為5，36，5和52，而人β2m相對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為5，39，7，48，二者之間的同源率分別達到了100%，92.3%，71.7%和92.3%，而且根據(jù)表1結(jié)果，豬和人的β2m總體二級結(jié)構(gòu)的同源率要大于一級結(jié)構(gòu)（氨基酸）的同源率。但應(yīng)當指出，這種預(yù)測存在一定的誤差，比如α螺旋，無論是豬還是人，其α螺旋都不應(yīng)該存在，說明這種方法只適用于蛋白質(zhì)的比較研究，而對于單個蛋白，其二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測數(shù)據(jù)不能作為標準數(shù)據(jù)去應(yīng)用。 同源模建法是根據(jù)同源蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的保守性大于蛋白質(zhì)序列的理論，進行蛋白結(jié)構(gòu)模擬。最近，Sivasubramanian等報道利用同源模建方法預(yù)測了抗體蛋白Fv的中心骨架和側(cè)鏈區(qū)的三維結(jié)構(gòu)，并根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)成功進行了抗原和抗體之間的構(gòu)象結(jié)合設(shè)計。本研究在蛋白二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的基礎(chǔ)上，根據(jù)同源模建原理，分別建立了豬、人和小鼠β2m的三級結(jié)構(gòu)，并且結(jié)果顯示，豬和人的β2m的三級結(jié)構(gòu)極為相似，從一定程度上說明二者具有相對于其他動物比較近的遺傳關(guān)系。 通過生物信息學(xué)手段預(yù)測豬β2m二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)，為今后開展豬β2m的結(jié)構(gòu)和功能研究提供了一定的參考依據(jù)。
