為了了解條斑紫菜海藻酸鹽裂解酶PyAly(Porphyra yezoensis alginate lyase)的結(jié)構(gòu)與功能,試驗(yàn)通過生物信息學(xué)方法分析其理化性質(zhì)、信號肽、跨膜區(qū)、亞細(xì)胞定位、結(jié)構(gòu)及進(jìn)行多序列比對,并將建模得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬。結(jié)果表明:PyAly為親水性蛋白,N端1-25位為信號肽,下游區(qū)域位于胞內(nèi),二級結(jié)構(gòu)中無規(guī)則卷曲和α-螺旋占比較高,三級結(jié)構(gòu)具有明顯β-jellyroll結(jié)構(gòu),屬于PL-7蛋白家族,尚未發(fā)現(xiàn)與其同源性較高的真核生物來源蛋白,活性位點(diǎn)處的保守氨基酸殘基對其功能的發(fā)揮具有重要作用。優(yōu)化后的蛋白結(jié)構(gòu)較為合理,可為PyAly酶解機(jī)理研究奠定基礎(chǔ)。

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【部分圖文】：

圖1 PyAly親疏水性分析結(jié)果

親疏水性與蛋白的折疊情況有關(guān)，PyAly的親疏水性預(yù)測結(jié)果如圖1所示，橫坐標(biāo)表示氨基酸位置，縱坐標(biāo)表示蛋白的親疏水性(正值越大疏水性越強(qiáng)，負(fù)值越小親水性越強(qiáng))�？梢姷鞍状蟛糠址种稻挥�0以下，表明蛋白的親水性強(qiáng)。只有靠近N端的一段肽鏈具有較強(qiáng)的疏水性。通過TMHMM2.0預(yù)測跨....

圖2 PyAly跨膜區(qū)分析結(jié)果

通過TMHMM2.0預(yù)測跨膜區(qū)的結(jié)果如圖2所示，1～3位氨基酸殘基位于胞外，27～241位位于胞內(nèi)，在蛋白N端4～26位有一個(gè)跨膜螺旋，這與親疏水性分析結(jié)果基本一致，表明這段序列可能為信號肽。通過SignalP-5.0預(yù)測出的信號肽位置也證實(shí)了這一結(jié)果，前25個(gè)氨基酸殘基為信號....

圖3 PyAly的三級結(jié)構(gòu)預(yù)測

蛋白的三級結(jié)構(gòu)具有特定生物活性、能執(zhí)行催化功能[11]。由于未找到與PyAly序列相似性高于30%的蛋白結(jié)構(gòu)，采用I-TASSER服務(wù)器進(jìn)行模建。I-TASSER使用穿線法預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu)，并用置信度(C-score)評價(jià)模型質(zhì)量。將10個(gè)PDB(ProteinDataBank)....

圖4 動(dòng)力學(xué)模擬前后蛋白結(jié)構(gòu)比對(a)及優(yōu)化后蛋白Ramachandran圖(b)

3.6分子動(dòng)力學(xué)模擬與結(jié)構(gòu)評估將預(yù)測出的PyAly蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)分子動(dòng)力學(xué)模擬后體系趨于穩(wěn)定。模擬前后的蛋白結(jié)構(gòu)如圖4(a)所示，二者之間的RMSD為2.016?，整體結(jié)構(gòu)未發(fā)生很大變化，尤其在模擬前后β-折疊區(qū)域基本重合，只在無規(guī)則卷曲處有些區(qū)別。Verify3....

本文編號：4040341