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1、毕业设计（论文）任务书 生命科学学院 院 生物工程 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 2011 年 1 月 18 日 1 设计（论文）题目及专题： 绵羊 MHC ClassII基因的生物信息学分析 2 学生设计（论文）时间：自2011年 1月18日开始至 2011 年 6 月 10 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：3.1所用资源:万维网上的生物数据库;学校所购买的电子期刊;校图书馆;学院实验室网络；3.2 参考资料:张阳德编著.生物信息学M北京:科学出版社,2004.9.金伯泉.细胞和分子免疫学M.科学出版社，2006,281-305. 许忠能.生物信息学M. 清华大学出版社，
2、2008,1-4. 杨晶，胡刚，王奎，沈世镒.生物计算生物序列的分析方法与应用M.科学出版社，2010，105-111.4 设计（论文）应完成的主要内容：4.1获取绵羊 MHC ClassII基因核酸与蛋白序列及与其同源的其它物种的序列，进行多序列比对，做出分子进化树，并分析； 4.2对绵羊 MHC ClassII分子的疏水区、跨膜区、功能结构域和生物活性位点分析； 4.3预测绵羊 MHC ClassII分子的二级结构与三级结构。 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： 5.1严格按照的写作完成毕业论文，完成不少于8000字信息量的论文；格式正确，包括目录、论文中英文题目及
3、摘要、前言、正文、参考文献、致谢词和附录； 5.2 在实验及论文写作过程中，对数据和结果等要求实事求是，并且要在老师的指导下独立完成。 6 发题时间： 2011 年 1 月 17 日指导教师： （签名）学 生： （签名）湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 摘 要从NCBI中获取绵羊主要组织相容性复合体（Major Histocompatibility Complex，MHC）的核苷酸与氨基酸序列
4、，应用生物信息学原理,对绵羊MHC分子疏水区、跨膜区、结构功能域和生物活性位点等几方面生物学特性进行了分析，预测出该基因的二级结构和三级结构，并将绵羊与其它动物的核苷酸和氨基酸序列进行多序列对比，做出分子进化树。结果表明，绵羊MHC分子有一个疏水区和跨膜区；该分子有主要组织相容性复合物蛋白免疫球蛋白信号及N-糖基化位点、蛋白质激酶C磷酸化位点等多个生物活性位点。绵羊MHC class的氨基酸序列和核苷酸序列与成都麻羊的同源性最高，分别达66%和73%，其次与亚洲水牛和肩蜂牛的同源性也较高，与大黄鱼的同源性最低，分别为25%和51%。关键词：主要组织相容性复合体类；生物信息学；序列分析ABSTR
5、ACTExtract Ovis aries from NCBI of nucleotides and Major Histocompatibility Complex class II amino acid sequence, application bioinformatics principle, on Ovis aries MHC class II molecules succoth watershed and transmembrane area, the structure and function domain and biological activity sites aspec
6、ts of biology characteristic was analyzed to predict the secondary structure and level 3 genetic structure, and the Ovis aries and other animals will be more nucleotide sequence of amino acid sequence and contrast, make more sequence phylogenetic tree. Results show that, Ovis aries MHC class II mole
7、cules have a dredging watershed and transmembrane area, the molecules are major histocompatibility complex protein immunoglobulin signal and N - glycosylation sites, protein kinase C phosphorylation sites such multiple bioactive loci sites, Ovis aries MHC class II the sequence of amino acids and nuc
8、leotide sequences and the Capra hircus is highest homology of 66% and 73%. Secondly Bubalus bubalis and Bos indicus homology of higher, with the lowest, homology of Larimichthys crocea for 25% and 51% respectively.Keywords: Major Histocompatibility Complex class II molecules; Bioinformatics; Sequenc
9、e analys 目 录第一章 前言11.1 生物信息学简介11.2 MHC的相关简介1第二章 材料来源4第三章 分析方法53.1 蛋白质序列的获取53.1.1 绵羊MHC Class基因的核酸和蛋白质序列的获得53.1.2 同源序列获得53.2 蛋白质的基本性质分析53.2.1 疏水性分析53.2.2 跨膜区分析53.2.3 功能结构域分析53.2.4 生物活性位点分析53.3 蛋白质结构预测53.3.1 蛋白质二级结构的预测53.3.2 蛋白质三级结构预测53.4 绵羊MHC Class系统进化树分析5第四章 结果与分析64.1 绵羊MHC Class基因的核酸和蛋白质序列64.2 绵羊M
10、HC Class蛋白质的疏水性和跨膜区分析74.2.1绵羊MHC Class蛋白质的疏水性分析74.2.2绵羊MHC Class蛋白质的跨膜螺旋区分析84.3 绵羊MHC Class蛋白质的功能结构域分析94.4 绵羊MHC Class蛋白质生物活性位点分析114.5 绵羊MHC Class蛋白质的二级结构预测124.6 绵羊MHC Class蛋白质的三级结构预测144.7 同源序列对比和系统发生分析15第五章 结论21参考文献22致谢23-第一章 前 言1.1 生物信息学简介生物信息学是一门研究生物和生物相关系统中信息内容和信息流向的综合性系统科学，它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工
11、具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义1。它的研究内容包括生物信息的存储于获取、序列比对、测序与拼接、基因预测、生物进化与系统发育分析、蛋白质结构预测、RNA结构预测、分子设计与药物设计、代谢网络分析、基因芯片、DNA计算等。它还是一门以信息知识为基础的学科，关键资源是知识，关键技术是信息处理。它为揭示人类及重要动植物种类的基因组信息，继而进行生物大分子结构模拟和药物设计，以及天然生物大分子的改造和基于受体结构的药物分子设计提供依据。生物信息学不仅对认识生物体和生物信息的起源、遗传、发育与进化的本质具有重要意义，而且可为人类疾病的诊断和防治开辟全新的途径，并为动植物的物种改良提供了坚实的理
12、论基础。此外通过对影响药物代谢或效应通路、相关基因编码序列的再测序，很可能揭示个体对药物差别的遗传学基础2。生物信息学作为生命科学研究所必需的研究工具，在生命科学实践中越来越显示出它的重要作用，特别是在实验设计、结构分析上，离不开生物信息学的指导3。而生物数据库、相关软件是生物信息学研究与应用的重要资源。在生物信息学软件中，生物学研究人员用得最多的软件是搜索工具BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）1。本文则是对绵羊MHC class II基因进行了生物信息学分析，也多次使用了BLAST软件。1.2 MHC的相关简介诱导强而迅速排斥反应的抗原称为主要组织相容性抗原或主要移植抗原, 编码这种抗原的基因群称为主要组织相容性复合体(Major Histocompatibility Complex, MHC)。 主要组织相容性复合体是存在于脊椎动物某一染色体上的一群紧密连锁的基因群，编码主要组织相容性抗原，调控细胞间相互识别，并与免疫应答和免疫调节有关，呈高度多态性4。多态性是一个群体的概念,指MHC存在多个基因座位，染色体同一基因座有两种以上的基因型，即可能编码两种以上的产物。MHC的高度多态基因区，这些连锁的免疫应答基因控制着机体对抗原产生免疫应答的能力
