玉米促絲裂原活化蛋白激酶家族基因的電子克隆及生物信息學(xué)分析.pdf

1、本研究利用資源豐富的玉米EST數(shù)據(jù)庫,基因組數(shù)據(jù)庫和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫,采用基于EST及蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫的電子克隆的方法,預(yù)測可能存在的玉米MAPK家族基因。憑借眾多生物信息學(xué)工具對預(yù)測得到的玉米MAPK進(jìn)行基本的生物信息學(xué)分析,并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)克隆得到ZmMPK5,ZmMPK6,ZmMPK9三個(gè)玉米MAPK基因。本研究的結(jié)果如下:
　　 (1)利用水稻的MAPK序列和玉米Maize GDB數(shù)據(jù)庫,采用基于EST的電子克隆的方法獲得了11個(gè)玉

2、米MAPK基因,通過對玉米cDNA數(shù)據(jù)庫的同源檢索得到了4個(gè)玉米MAPKs基因,運(yùn)用隱馬爾科夫模型檢索玉米蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫得到了6個(gè)玉米MAPKs基因,最終預(yù)測得到21個(gè)玉米MAPKs基因；利用玉米MAPK與水稻及擬南芥MAPK的同源進(jìn)化關(guān)系繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹,將預(yù)測到的玉米MAPK歸類并重新命名為ZmMPK1-ZmMPK21。
　　 (2)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)上豐富的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能預(yù)測工具對預(yù)測得到的21個(gè)玉米MAPKs進(jìn)行一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、

3、三維結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域分析。使用的軟件工具包括ProtParam分析蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)；使用ProtScale分析蛋白質(zhì)的親疏水性；使用TMpred預(yù)測蛋白質(zhì)的跨膜結(jié)構(gòu)域；使用COILS預(yù)測卷曲螺旋；使用TargetP對蛋白質(zhì)進(jìn)行亞細(xì)胞定位；使用Pfam和PlantsP分析蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域；使用SWISS-MODEL分析蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示ZmMPK7,ZmMPK8,ZmMPK9,ZmMPK10,ZmMPK11,ZmMPK12,ZmMPK

4、14,ZmMPK21的穩(wěn)定性較強(qiáng),其余ZmMPK的穩(wěn)定性較差；所有ZmMPK均顯示較強(qiáng)的親水性,無跨膜結(jié)構(gòu),卷曲螺旋較少；ZmMPK14,ZmMPK17,ZmMPK18,ZmMPK20可能位于線粒體內(nèi),其余ZmMPK處于胞質(zhì)內(nèi),基本符合大多數(shù)MAPK位于核周區(qū)的特點(diǎn)：初步展示了19個(gè)ZmMPK的三維結(jié)構(gòu)。
　　 (3)根據(jù)預(yù)測的玉米MAPK家族基因設(shè)計(jì)PCR引物,以玉米總mRNA反轉(zhuǎn)錄得到的cDNA為模板,擴(kuò)增得到了ZmMPK5