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热休克蛋白及热休克蛋白70家族进化保守性的系统分析

作　者: 陈曦
导　师: 侯林
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 热休克蛋白 应激蛋白 邻近系统发育树 HSP70
分类号: Q51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


热休克蛋白(HSPs)是一类在所有有机体中广泛存在的一类热应激蛋白质,按其分子量大小又可以分为6类,分别为HSP100、HSP90、HSP70,、HSP60、HSP40以及Small HSP。热休克蛋白的主要功能是当有机体暴露于高温环境时,会发生热休克应激反应,从而合成此类蛋白以保护有机体,可见其具有很高的研究价值。但是目前对热休克蛋白的研究主要是集中在人类上,而且已确定的热休克蛋白的种类和数目也很少,特别是在人以外的物种之中。热休克蛋白在进化过程中是否保守?是否还有许多新的热休克蛋白有待发现?为了揭示这些问题,本文通过生物信息学方法将已知的人类热休克蛋白按家族分类后分别对果蝇,柄海鞘,斑马鱼,非洲爪蛙,家鸡,小鼠,大鼠和黑猩猩的全基因组序列进行比对,得到可能存在的HSP功能基因。并从以上9个物种选取HSP70家族中的已确定基因进行系统分析,以确定其进化上的保守性。主要研究结果:1.序列比对结果表明除了柄海鞘Small HSP家族外,其他各物种的不同家族均存在大量潜在的新热休克蛋白。2.对人类已知的热休克蛋白质的DNA序列进行比对,结果表明热休克蛋白在进化上具有很高的保守性。3.用MEGA中基于邻接法构建的HSP70已知氨基酸序列邻接系统发育树表明,所有的物种并未明显按照低等到高等的进化趋势分簇,说明HSP70在进化中具有高度的保守性。较高的自展验证值支持了该进化树拓扑结构的准确性。4.为了进一步验证HSP的保守性,在使用SignalP3.0在线软件去信号肽后用MEME4.5.0在线软件对序列进行保守基序分析,结果再一次验证HSP70氨基酸序列相当保守。综上所述,HSP序列相当保守,在进化过程中并未产生大比例的突变。并且仍有许多尚未发现或验证的HSP存在。本文首次使用生物信息方法预测出大量可能存在的HSP序列,并对已知的HSP70家族序列进行了系统性分析已验证其保守性。本文的结果为寻找新热休克蛋白提供了方法和理论依据。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 引言  8-9
  1.2 生物信息学及其相关研究进展  9
  1.3 生物信息学常用的工具  9-11
    1.3.1 Blast  9-10
    1.3.2 Perl  10-11
  1.4 热休克蛋白的功能及研究进展  11-15
    1.4.1 热休克蛋白  11
    1.4.2 热休克蛋白的重要作用  11
    1.4.3 热休克蛋白分类  11
    1.4.4 热休克蛋白的功能  11-14
    1.4.5 热休克蛋白的应用  14-15
第二章 比较基因组学对8 种模式生物热休克蛋白的起源和进化的系统研究  15-20
  2.1 引言  15
  2.2 材料及方法  15-16
    2.2.1 基因的获取与分类  15-16
    2.2.2 基因的比对  16
    2.2.3 可能性功能基因的鉴别  16
  2.3 结果和讨论  16-18
    2.3.1 大部分物种的不同家族中均有大量的可能性功能基因发现  16-17
    2.3.2 可能存在的功能基因数量分布并未按进化趋势分布  17
    2.3.3 不同物种之间的热休克蛋白可能同源性并不高  17-18
  2.4 结论  18-20
第三章 热休克蛋白70 家族的进化分析  20-40
  3.1 引言  20
  3.2 材料与方法  20-21
    3.2.1 序列获取  20
    3.2.2 序列的比对  20
    3.2.3 系统发育树的构建  20-21
    3.2.4 信号肽的预测与去除和基序分析  21
  3.3 结果和讨论  21-39
    3.3.1 热休克蛋白序列的识别  21-22
    3.3.2 热休克蛋白70 家族系统发育树的构建与分析  22
    3.3.3 热休克蛋白70 家族中的基序保守性分析  22-39
  3.4 结论  39-40
第四章 结论  40-41
参考文献  41-45
附录  45-87
  附录1 人类已知的热休克蛋白氨基酸序列  45-66
  附录2 HSP70 家族在选取的物种中的已知氨基酸序列  66-87
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  87-88
致谢  88

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中图分类: > 生物科学 > 生物化学 > 蛋白质
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