视黄醇结合蛋白进行比较研究,在两种淡水鱼,鲐鱼类和鲤属carpio

文摘

Retinol-binding蛋白质(RBP)是一个家庭的蛋白质和多样化的功能。他们是航母视黄醇结合的蛋白质。一个在网上研究已经进行了3 d结构预测和分子系统发育从两个淡水鱼类,分析RBP鲐鱼类鲤属carpio。使用序列数据分析rbp基因和视黄醇结合蛋白,提取分别创银行和UNIPROKB / SWISSPROT数据库。基因的进化分析rbp在MEGA5进行了最大似然和最大精简方法。比较的研究代表了应用建模的三维结构预测RBP和分子系统发育分析RBP MEGA5基因,使用两种不同的方法即最大的吝啬和最大似然。预测结构是蛋白质沉积模型数据库(党后统计验证。研究表明,rbp基因的鲤属carpio是最接近直接同源Denio rbp基因的鱼类。RBP的结构可以帮助进一步调查活动网站的结构生物学,分子机制的功能和基于结构的发展史。的结构将有助于进一步了解RBP-retinol复杂与转体基因在淡水鱼类。系统发育树显示RBP家族的进化关系。

关键字

比较造型、RBP,维生素A,发展史

介绍

淡水鱼有视黄醇和dehydroretinol显示裂开的功能维他命原状态类胡萝卜素两种形式的维生素A,通过中央或终端解理(1- - - - - -13]。Retinol-binding蛋白质(RBP)交付视黄醇从肝脏到目标组织在脊椎动物中,作为传输等离子体和蛋白质细胞类维生素a (14)和运输小疏水性分子如脂质,比邻,类固醇等,属于lipocalin家族。文档的鱼的RBP在鱼类已经做了15,16]。鱼RBP是21 KDa的单体的蛋白质提供了单一的视黄醇结合位点(17]。此外,运输RBP与转体基因(竞技场队伍),事实上,防止RBP通过肾脏肾小球的过滤。

RBP的结构是高度保守的18)和已经有相当大的相似性RBPs各种物种,但知识的RBP还不知道(19]。是建立RBP分子结合四聚物和竞技场队伍interection域和竞技场队伍在人类已被证明(20.,21]。事实上的保留机理RBP即使没有[竞技场队伍22在鱼类)是未知的,但Folli [23)记录了不同的结合位点和结构属性鱼的竞技场队伍。

Lipocalins与广泛的一组蛋白质功能与高水平的序列和接近相似的折叠状态(花1995)RBP达到在病情稳定在低pH值(17]。RBP由单个球状域蛋白质~ 40°的氨基端线圈,beeta-sheet核心,一个α螺旋和糖基线圈。这是一个八链上下beeta-barrel核心视黄醇的夹(5]。

虽然有可用的序列信息视黄醇结合蛋白(RBP),然而没有结构信息。因此,生物化学和分子机制功能的淡水鱼仍然不是很好理解由于缺乏他们的物种特定的结构信息。因此,试图预测三维折叠模式和序列分析RBP。RBP的计算模型可以为揭示有助于结构生物学功能信息和特征。据说一个模型的蛋白质预测使用in-silico方法类似于其自然结构(约95%24]。同源建模成功的关键是通常不是服务器或软件用来预测的3 d模型,设计的技巧好对齐模板结构更重要(20.]。

材料和方法

序列分析

这项研究扩展到数据挖掘和序列分析的RBP鲐鱼类鲤属carpio(UNIPROKB / SWISSPROT加入数字分别Q9PT95和Q9DET6)。使用CLC统计分析基因组学工作台(CLC生物,海德拉巴)。重要计算氨基酸组成,原子组成、理论π,分子量,公式,消光系数,半衰期,不稳定指数、脂肪指数、疏水性、电荷与pH值等进行了序列分析。

分子系统发育分析RBP基因和RBP

rbp基因的序列已经分别对齐使用ClustalW 1.6 (18)集成在软件MEGA5中,使用默认参数。rbp数据集进行系统发育分析。进化在MEGA5进行了分析。rbp基因的进化历史和rbp蛋白质推断,利用最大似然估计。核苷酸和氨基酸替换模型最适合每个数据集和模型参数估计使用Akaike信息准则在程序中实现MODELTEST version 3.7 [25]。进化分析rbp 11基因核苷酸序列和系统学分析rbp涉及8个氨基酸序列。

三维结构预测

吴爆炸(26]和FASTA [27- - - - - -29日与PDB[]搜索进行独立30.,31日)获得一个合适的模板。爆炸的结果的意义被期望评估值(创造价值)爆炸产生的搜索算法的家庭。target-template对齐(32)进行了使用ClustalW版本2.1和9.10分析员(33)项目。比较(同源性)造型是由分析员版本9.10 [34]。最后的3 d结构与所有坐标为RBP分子的目标是通过优化概率密度函数(pdf)的分析员(35]。分子pdf的同源性建模与变量目标函数优化过程在笛卡尔空间,采用共轭梯度法和分子动力学与模拟退火(36]。

3 d结构RBP进行评估(37由ERRAT []38]和ProCheck [39)项目。富有成果的验证后,协调文件被成功地沉积民运[40]。所有的3 d结构的图形演示准备使用嵌合体[41)和RasMol项目(42]。

结果

序列分析

rbp基因(互补)本研究891年至1006年期间,核苷酸序列长在鲤属carpio和鲐鱼类与分子量分别为288.258 kDa, 325.597 kDa。融化温度介于81.85至83.86之间在0.1米盐浓度(表1)。基于相应的核苷酸序列分析rbp mRNA(互补)序列显示的统治:T rbp基因(表1;图1)。在的频率鲤属carpio和鲐鱼类分别为0.538和0.586 (表1)。

表1:核苷酸序列的统计数据。

RBP显示的主要结构,包括192年和213年的氨基酸残基分别在d .鱼类和c . carpio。氨基酸丙氨酸(A)和Aspertic酸(D)被发现主要富含这两种鱼类的RBP (图2一个)。序列分析RBP显示负水疗法平均(-0.228 - -0.235)(表2;图3)。的分子量RBP鱼类的目前的研究范围从21970.8哒(d .鱼类)到24522.8哒(c . carpio)。的等电点RBP范围从4.83 (d .鱼类)到4.98 (c . carpio) (表2;图2 b)。消光系数RBP 42900 (Abs 0.1% (= 1 g / l) 0.758)和50015年(Abs 0.1% (= 1 g / l) 0.748)分别在d .鱼类和c . carpio。不稳定指数(II) RBP计算是33.52到36.50。27日至29日带负电,18 - 22带正电氨基酸驻留在RBP序列。RBP脂肪指数计算在73.23至74.65的范围(表2)。多重序列比对的RBP蛋白质表明鲐鱼类有删除的FLESNTT VKQDCALGTCWAQDCL”从19^th到39^th职位(图4)。

表2:蛋白质的统计数据。

rbp基因和rbp系统发育的状况

rbp基因的进化树中11(11)鱼类支持这一事实rbp基因鲐鱼类和Cypruns carpio平行进化,他们被表示为妹妹类群与引导支持100%,而Sulmo撒拉族,Onchthyncus sp.和欧洲鳗鲡聚集在一起作为连续的妹妹组中观察到议员和ML树。Oreochromis niloticus和Tetradon组表示为外围集团rbp基因系统(图5和6)。

rbp基因的进化历史被使用最大似然方法推断基于木村出现模型(43- - - - - -49]。引导共识树推断从1000年复制(50)是代表类群的进化历史分析(51- - - - - -55]。的比例复制的树分类群聚集在一起,引导相关测试(1000复制)旁边的树枝上所示(56]。初始树(s)启发式搜索是自动获得如下。当常见网站的数量< 100年或不到总数的四分之一的网站,最大的吝啬方法;否则BIONJ与制程距离矩阵的方法是使用。离散伽马分布是用来模拟进化速率差异网站[5类(+ G、参数= 0.4797)]。树是按比例画,分支长度测量数量的替换/网站。总共有530个职位在最终的数据集。

RBP蛋白质的进化历史被使用最大似然方法推断基于Whelan和高盛模型(57- - - - - -60]。最高的树日志可能性(-1108.0087)所示。当常见网站的数量< 100年或不到总数的四分之一的网站,最大的吝啬方法;否则BIONJ与制程距离矩阵的方法是使用。离散伽马分布是用来模拟进化速率差异网站[5类(+ G、参数= 0.6365)]。树是按比例画,分支长度测量数量的替换/网站。所有职位包含漏洞和缺失的数据都消除了。总共有175个职位在最终的数据集。

RBP的三级结构

RBP的合成3 d结构是基于坐标从PDB标识1 qab,选择通过吴爆炸和EBI FASTA target-template对齐结果。三级结构的RBP鲐鱼类有4个表,5β-发夹、4 beta凸起,14日股,1螺旋,24β和3伽马转身的RBP结构鲤属carpio已经有4个表,7β-发夹、5β凸起,16条,2螺旋,29β转身3γ。Procheck验证证明了模型质量好(88.8%对96.3%氨基酸在理论上允许地区)根据拉马钱德兰情节(61年,62年]。结构被发现显著的结构验证程序。富有成果的验证后,RBP已经沉淀蛋白质的三级结构模型数据库(63年]。三级结构的RBP鲐鱼类鲤属carpio已分配分别PM0076072和PM0078117民运id。

讨论

根据吴爆炸和EBI FASTA结果1 qab(人类视黄醇结合蛋白链E)是最好的模板建模的目标蛋白质。计算进行了完整的序列的蛋白质。序列分析表明,分子式的RBP鲐鱼类和鲤属carpipio C980H1470N258O291S14和C1089H1653N289O324S1分别计算。序列分析RBP显示负平均水疗法(表2;图3),这意味着RBP的极性和亲水性。不稳定指数(II)鲐鱼类鲤属carpio(33.52 - 36.50)分类的RBP稳定。ProCheck分析RBP鱼的结构是符合人类血清视黄醇结合蛋白(RBP PDB ID 1),在175年的氨基酸残基。

本文提供的模型可以作为指导氨基酸残基参与分配的每一个褶皱,这是很重要的功能的分子机制进行进一步调查。本研究进行了序列分析和三维结构预测的RBP鲐鱼类鲤属carpio使用同源建模。一系列的分子建模和计算方法结合来洞察的3 d结构。进一步研究,调查其他因素的作用在RBP在湿实验室生物合成是在我们的实验室,可以将重要的信息添加到鱼的整体理解模型。

确认

纸是专门的深深崇敬已故加州大学教授他,:前动物学教授和部门主管们大学的阿萨姆邦,印度谁启发了作者对分子和in-silico类维生素a和类胡萝卜素的分析。

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