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Beta-trefoil类和TIM-barrel类蛋白质编码区序列对称性研究

作　者: 彭东海
导　师: 黄延昭
学　校: 华中科技大学
专　业: 理论物理
关键词: 编码序列密码子序列三级结构对称性 β-trefoil家族 TIM-Barrel家族
分类号: Q51
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 16次
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内容摘要

众所周知,DNA是遗传信息的载体。而mRNA是编码蛋白质的模板,携带了蛋白质的所有遗传信息。很多蛋白质三级结构具有对称性,表现为蛋白质内部拥有相似的子结构片段。从基因进化的角度上讲,这种对称性是基因复制融合的结果。很多研究表明蛋白质编码序列中密码子的选择和蛋白质结构相关。我们希望从蛋白质的编码序列中提取蛋白质三级结构对称的信息,从而进一步理解蛋白质三级结构对称的根源,为蛋白质结构预测服务。本文从蛋白质编码序列出发,利用相似性方法,研究了蛋白质的编码序列和密码子序列与蛋白质三级结构对称性之间的关系。我们选取beta-trefoil家族和TIM- barrel家族蛋白质作为研究对象。首先研究了beta-trefoil家族,该家族蛋白质三级结构都具有三重对称性。对蛋白质编码序列的研究发现,蛋白质编码序列有和蛋白质三级结构几乎一致的三重对称性。接着我们研究了TIM-barrel家族,该家族蛋白质三级结构主要表现为两重对称性,同时还表现为四重对称性和八重对称性。对该家族的蛋白质编码序列研究发现,所有序列中都表现出了两重对称性,部分序列还表现出了四重对称性,还有一部分序列本应该表现为四重对称性,由于基因的不断进化使得第三个相似片段消失,表现为三重对称性。两个家族蛋白质编码序列的对称性和蛋白质三级结构的对称性几乎一致。这些数据结果支持了蛋白质结构的对称性是来自于古老基因复制进化的假设。然而对两个家族的密码子序列的分析中没有发现序列上的对称性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-22
  1.1 引言  9-16
    1.1.1 生物信息学简介  9-10
    1.1.2 蛋白质简介  10-11
    1.1.3 DNA 简介  11-13
    1.1.4 mRNA 简介  13-16
  1.2 研究的目的和意义  16-18
    1.2.1 深入理解生物体中结构基因信息和蛋白质合成机制的需要  17
    1.2.2 基因设计和蛋白质设计的需要  17-18
    1.2.3 已知蛋白质结构和氨基酸序列数据量的巨大差距  18
  1.3 国内外研究进展  18-21
    1.3.1 mRNA 和蛋白质的翻译合成及结构有关  18-19
    1.3.2 密码子与蛋白质  19-20
    1.3.3 蛋白质结构的对称性是基因进化的结果  20-21
  1.4 本论文的主要研究工作和内容安排  21-22
    1.4.1 本论文的主要工作  21
    1.4.2 本论文的主要内容安排  21-22
2 研究方法  22-27
  2.1 非线性预测方法  22-23
  2.2 重现图方法  23-24
  2.3 相似图方法  24-27
3 BETA-TREFOIL 家族蛋白研究  27-38
  3.1 研究对象介绍  27-28
  3.2 研究结果  28-36
  3.3 结果分析  36-37
  3.4 本章小结  37-38
4 TIM-BARREL 家族蛋白研究  38-49
  4.1 研究对象介绍  38-40
  4.2 研究结果  40-47
  4.3 结果分析  47-48
  4.4 本章小结  48-49
5 序列的复杂性分析  49-53
6 工作总结和展望  53-55
  6.1 工作总结  53-54
  6.2 展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-62

Beta-trefoil类和TIM-barrel类蛋白质编码区序列对称性研究

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