《乙醇脱氢酶―1B(ADH1B)基因的生物信息学分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《乙醇脱氢酶―1B(ADH1B)基因的生物信息学分析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、乙醇脱氢酶 1B（ADH1B） 基因的生物信息学分析摘 要：本研究通过对 ADH1B 编码基因产物的 亚细胞定位、信号肽、疏水性等预测，分析其基因编 码蛋白的功能。结果显示， ADH1B 编码基因产物为 亲水性蛋白，不具备信号肽和跨膜结构。二级结构以 a -螺旋与无规则卷曲为主。序列分析表明， ADH1B 基因编码产物很可能在免疫应答中起到关键作用。关键字： ADH1B 基因；生物信息学；结构与功 能乙醇脱氢酶乙醇氧化体系是肝脏中代谢酒精的一 条主要途径。乙醇脱氢酶氧化体系包括醇脱氢酶 （ADH ）和醛脱氢酶 （ALDH ）。国内外研究发现 ADH 和 ALDH 都是多个同工酶组成的大家族，现
2、有 研究已发现 ADH 包括 ADH1A 、ADH1B、ADH1C、 ADH4、ADH5、ADH6 和 ADH7 共 7 个基因。根据 ADH 同工酶的电泳泳动度、 动力学特性、 对酒精的亲 和力和是否受四甲基吡唑的抑制将 ADH 分为 5 种类 型,ADH1A ,ADH1B 禾口 ADH1C 为 I 型,ADH4 ,ADH5 ,ADH7禾口 ADH6分别为U,川，W和 V型。ADH1B 和 ADH1C 还具有基因多态性。1 分析原理与方法从 GenBank 数据库中获得 ADH1B 基因及其同源 蛋白质基因；采用 DNAMAN 及 DNA Star 软件预测 分析理化性质； 用 ProtSc
3、ale 在线软件分析疏水性和亲 水性；采用 SignalP3.0 预测蛋白信号肽；用 PSORT H软件进行亚细胞定位分析；用在线分析软件PBIL和SWISS MODEL预测二级和三级结构。2 分析过程与结果2.1 ADH1B 基因编码产物的理化性质用 Bioedit 及 DNA Star 分析软件对乙醇脱氢酶 -1B（ADH1B ）基因编码产物的理化性质进行预测， 由 ADH1B 基因的氨基酸组成可知， ADH1B 基因编码 375 个氨基酸 ，组成中最多的氨基酸是 Va（l 缬氨酸）， 所占比例为 10.40%；在 pH7.0 环境下其电荷量偏低、 为-13.732;其理论分子量为 39.
4、833 kD，理论等电点 为 8.53。2.2 ADH1B 基因编码产物疏水性，亲水性预测 分析蛋白质的疏水性 /亲水性由 ExPASAy 服务器的Protscale分析软件，采用KD法预测。分析氨基 酸的得分可知。多肽链第62位的亮氨酸（Leu）具有 最高的分值（ 2.267），疏水性最强；第 249 位的赖氨 酸（Lys）具有最低的分值（一2.244），亲水性最强。整条多肽链表现为亲水性， 因此可推断乙醇脱氢酶 1B 是一种可溶性蛋白。2.3 ADH1B 基因编码产物的信号肽 采用丹麦技术大学生物序列中心开发的强大的信 号肽检测工具SignalP对ADH1B基因编码产物进行分 析，程序利用
5、神经网络模型进行信号肽分析，并得到 3 种 C、Y、S 值计算结果。分析知： ADH1B 基因编 码产物曲线的 c 值为 0.11、 Y 值为 0.123、 S 值为 0.153。基本可以推断 ADH1B 基因编码产物不存在信 号肽。利用 TMHMM 寻找 ADH1B 基因编码蛋白序列中 是否有跨膜区域。由图 5 可知， ADH1B 基因编码产 物序列的 1-375 都位于胞外，据此推断， BCRho3 基 因编码产物不含有跨膜结构域。2.4 ADH1B 基因编码产物亚细胞定位通过PSORTU工具预测ADH1B基因编码产物的 亚细胞定位，结果表明，其分布在细胞质的可能性为 39.1%，分布在细
6、胞核的可能性为 17.4%，分布在内质 网的可能性为 8.7%，分布在高尔基体的可能性为 4.3%。因此可推断， ADH1B 基因编码产物主要在细 胞质中发挥生物学作用。2.5 ADH1B 基因编码产物结构功能预测通过 Protfun 软件预测 ADH1B 基因编码产物的功 能，结果表明，该蛋白可能作为免疫应答来发挥作用 的可能性最大，为 0.406。由此推断， ADH1B 可能在 免疫应答过程中具有调节作用。2.6 ADH1B 基因编码产物的二级与三级结构预测 采用 PBIL 分析软件预测 ADH1B 基因编码产物 的二级结构。结果表明， ADH1B 基因编码产物主要 由21.81%a -螺
7、 旋、22.61%延伸链和55.32%无规则 卷曲组成。由此可推断，a -螺旋与无规则卷曲是 ADH1B 最主要的蛋白质二级结构元件，延伸链则散 布于整个蛋白质中。应用 Swiss-Model 程序预测 ADH1B 基因编码产 物的三级结构，以 PDB 数据库中的 1u3u 为模型进行 同源建模，结果 a -螺旋主要在内部，具有较大优势， 无规则卷曲环包在外，构成具有球状蛋白。3 结论ADH1B 由 375 个氨基酸组成，整条多肽链表现 为亲水性，而且该蛋白没有信号肽，这与亚细胞定位 预测结果该蛋白主要在细胞质中发挥生物学作用相 符。该蛋白没有跨膜结构，与三级结构分析的结果相 符。功能预测分析
8、表明， ADH1B 蛋白作为免疫应答 来发挥作用。本研究对大多数类型的预测均采用了多 种不同软件，它们预测的一致性具有较高的可信度， 分析结果为深入研究 ADH1B 蛋白的分子结构及其功 能奠定了基础， 为今后进一步研究 ADH1B 基 因的功 能作用提供资料参考。参考文献1 HOOG jo ，HEDBERG JJ，STROMBERG P，et al.Mammalia n alcohol dehydroge nas fun cti onal and structural implicationsJ.JBi0med Sci，2001 .8（ 1 ）： 71762 OSIER MV ，PAKSTI
9、S AJ，SOODYALL H ，eta1.A global perspective 0n genetic varia 0n at the ADH genes reveals unusual patterns 0f link disequilibrium and diversityJ.Am.J.Hum. Genet.2002.71（1）：8499.3 Gasteiger E，Hoogland C，Gattiker A，et a1.Protein identification and analysis tools oll the ExPASy serverM.The Proteomics Pro
10、tocols Handbook，2005：57 1-607.4 Ben&sen J D，Nielsen H，Heijne G B.Improved prediction of signal peptides：Signal P 3.0J.J Mol Bio， 2004，340（4）：783- 795.5 Nakai K ，Horton P . PSORT： a program for deteetng sorting signals in proteins and predicting thcirsubcel lular localizationJ.Trends Biochem Sci，1999 (24): 34 36.6 Garnier J，Gibrat J F，Robson B.GOR secondary structure prediction method version IV J.Methods in Enzymology，1996， 266: 540553.
