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模体分析结合动力学模拟搜索蝠蛾体内潜在的抗冻蛋白序列片段

侯宝妍  
【摘要】:抗冻蛋白(Antifreeze Proteins,AFPs)能非依数性的抑制冰晶生长与重结晶,产生热滞(Thermal hysteresis,TH)现象。抗冻蛋白可以保护生物细胞免受一定程度低温冻害的破坏。本文应用序列模体分析结合分子动力学模拟的方法,对生活在寒冷高海拔阿尔泰山区的一种蝠蛾(hepialusaltaicola)的全部转录组编码的蛋白质序列进行分析,发现了具有潜在热滞活性的蛋白质序列片段。研究结果为理解这种昆虫耐寒性的机制提供了一种思路,也为通过实验确定蝠蛾体内具有热滞活性的抗冻蛋白提供了理论参考。UniProt(Universal Protein,UniProt)中全部1175条AFPs序列中有昆虫AFPs130条。利用MEME(Multiple Em for Motif Elicitation,MEME)模体(motif)搜索软件分别对昆虫AFPs序列和全部AFPs序列进行模体搜索,比较后得到三条昆虫AFPs模体。这些模体的氨基酸R基团的化学结构各不相同,但疏水性氨基酸所占比例都很高。将三条昆虫AFPs模体分别与阿尔泰山蝠蛾转录组编码的蛋白质序列逐条进行BLAST(Basic Local Alignment Search Tool,BLAST)比对,定位到了5条蛋白质序列,并根据比对的结果进行了排序。选取排前两位的蛋白质序列,和随机选取一条蝠蛾的蛋白质序列进行同源建模后,运用分子动力学模拟(Molecular Dynamics,MD)的方法分别计算这三个蛋白质对冰晶基面(Basal-plane)冰水(Ice-water)体系产生的影响,并与雪蚤抗冻蛋白(SfAFP)和云杉卷叶蛾抗冻蛋白(CfAFP)进行比较。结果显示,搜索结果中排序第一的蛋白质序列具有潜在的热滞活性。


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