水稻Dwarf 14（D14）基因及其编码产物的生物信息学分析 - abc

水 稻 Dwarf 14(D14) 基 因 及其 编 码 产 物 的 生 物 信 息 学 分 析报 告 人 : 王 闵 霞组 员 : 周 羽 ( 组 长 )、 赵 佩 、 马 娟 、 王 闵 霞组 号 :G02单 位 : 作 物 科 学 研 究 所 ,CAAS

研 究 背 景• Gomez-Roldan, et al. (2008). Strigolactoneinhibition of shoot branching. Nature455,189–194.• Umehara,et al.(2008). Inhibition of shootbranching by new terpenoid planthormones.Nature 455, 195–200.• 独 角 金 内 酯 (Strigolactone,SLs) 是 一 种 新 发现 的 调 控 植 物 分 枝 的 植 物 激 素 。

SLs 调 控 植 物 分 枝

SLs 介 导 寄 主 与 寄 生 杂 草 、 真 菌 的 通 讯根 寄 生 植 物A: 独 脚 金 属 ;B: 列 当 属根 寄 生 真 菌丛 枝 菌 根 真 菌

Question?

• 有 研 究 表 明 , 矮 牵 牛 中 D14 的 同 源 基 因DAD2 水 解 GR24 或 GR24 的 代 谢 产 物 , 并 与PhMAX2A 相 互 作 用 , 共 同 介 导 SLs 的 信 号传 导 。D14 与 DAD2 作 用 方 式 是 一 样 的 吗 ?

相 关 生 物 信 息 学 分 析• D14 基 因 的 序 列 号 为 LOC_Os03g10620• D14 基 因 的 序 列 相 似 性 比 对 :BLAST• 系 统 进 化 树 的 构 建 :MEGA5.5• D14 蛋 白 的 相 关 生 物 信 息 学 分 析 :TargetP,Tmap 等• D14 蛋 白 三 级 结 构 的 预 测 :ESyPred3D

D14 基 因 的 序 列 相 似 性 比 对• 应 用 Blastn 在 NCBI 中 进 行 D14 基 因 cDNA 序列 的 相 似 性 比 对 , 发 现 此 基 因 或 同 源 基 因在 水 稻 , 毛 竹 , 大 麦 , 小 麦 , 玉 米 , 高 粱 ,大 豆 等 植 物 中 广 泛 存 在 , 基 因 相 似 性 均 在78% 以 上 。 序 列 信 息 多 来 源 于 各 作 物 的 基因 组 文 库 , 注 释 信 息 很 少 , 已 有 的 注 释 信息 均 表 明 D14 属 于 α/β 水 解 酶 家 族 。

D14 同 源 蛋 白 的 系 统 进 化 树

• Swiss-Prot 中 没 有 相 关 数 据 ;• TrEMBL 中 预 测 蛋 白 与 D14 蛋 白 的 相 似 性 较高 , 除 与 小 立 碗 藓 的 相 似 性 为 56% 外 , 与其 他 同 源 基 因 的 相 似 性 均 在 74% 以 上 。 已有 的 研 究 表 明 ,D14 同 源 蛋 白 的 氨 基 酸 数 量为 267-322 个 。

D14 的 α 螺 旋 预 测D14 的 β 折 叠 预 测

D14 的 跨 膜 螺 旋 预 测D14 的 信 号 肽 预 测D14 的 亚 细 胞 定 位 预 测

D14 的 可 变 剪 接 模 式

• D14 蛋 白 与 玉 米 RsbQ 相 似 性 为 87%, 与 矮牵 牛 DAD2 相 似 性 为 76% ;• PDB 中 存 在 两 个 DAD2 结 构 : 天 然 DAD2(ID:4DNP) 和 S96A(ID:4DNQ);• PDB 中 存 在 两 个 RsbQ 结 构 : 天 然RsbQ(ID:1WOM) 和 受 PMSF 抑 制 后 的 RsbQ(ID: 1WPR) 。

D14native-4DNP 模 型 图DAD2 的 晶 体 结 构 图

D14native-4DNP 的 三 联 体Ser147、Asp268 和 His297Ser96、Asp217 和 His246DAD2 的 三 联 体

结 论• D14 可 能 主 要 存 在 于 叶 绿 体 中 。• 根 据 预 测 的 D14native-4DNP 模 型 发 现 ,D14 含 有 与 RsbQ 和 DAD2 类 似 的 催 化 三 联体 和 疏 水 空 腔 , 推 测 D14 可 能 具 有 与 RsbQ和 DAD2 相 似 的 作 用 机 理 。 空 腔 可 以 容 纳 并催 化 小 分 子 , 如 SLs 等 。

结 论• RsbQ 可 以 与 RsbP 结 合 。• DAD2 可 以 与 PhMAX2A 结 合 。• DAD2 可 直 接 水 解 GR24 或 GR24 的 代 谢 产 物 。• D14 在 水 稻 体 内 可 能 直 接 水 解 SLs 或 SLs 的代 谢 产 物 , 并 与 D3 相 互 作 用 , 共 同 介 导SLs 的 信 号 传 导 、

√C√

• 感 谢 罗 老 师 的 谆 谆 教 导 !• 感 谢 小 组 成 员 的 精 诚 合 作 !• 感 谢 学 习 过 程 中 给 予 我 们 帮 助 的 所 有 同 学 !