希金斯炭疽菌pitp生物信息学分析

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1、希金斯炭疽菌PITP生物信息学分析韩长志（西南林业大学林学院／云南省森林灾害预警与控制重点实验室，昆明６５０２２４）摘要：以酿酒酵母中已经报道的５个典型ＰＩＴＰ序列为基础，对炭疽菌属蛋白质数据库进行Ｂｌａｓｔｐ比对以及教关键词搜索，并通过ＳＭＡＲＴ保守结构域分析，明确该菌含有４个典型的ＰＩＴＰ；同时，通过对上述氨基酸序列进行疏水性、细胞信号肽、跨膜区结构域、亚细胞定位以及二级结构等生物信息学分析，并与其他物种中１５个同源序列进行遗传关系比较分析，以期为深入开展希金斯炭疽菌（ＣｏｌｌｅｔｏｔｒｉｃｈｕｍｈｉｇｇｉｎｓａｎｕｍＳａｃｃ．）ＰＩＴＰ的功能研究打下理论基础，

2、同时，也为进一步开展其他炭疽菌的研究提供重要的理论指导。教关键词：希金斯炭疽菌（ＣｏｌｌｅｔｏｔｒｉｃｈｕｍｈｉｇｇｉｎｓａｎｕｍＳａｃｃ．）；磷脂酰肌醇转移蛋白质；生物信息学分析；遗传关系；炭疽菌属中图分类号：Ｑ８１文献标识码：A文章编号：0439－８114（２０15）03－0７１３-0４希金斯炭疽菌（ＣｏｌｌｅｔｏｔｒｉｃｈｕｍｈｉｇｇｉｎｓａｎｕｍＳａｃｃ．）属于炭疽菌属真菌，其可以侵染如菜心、小油菜、结球甘蓝、羽衣甘蓝、大白菜、萝卜等多种十字花科蔬菜作物而引起炭疽病，是一类重要的世界性植物真菌病害，现主要分布于美国、中国、日本以及印度等国［１－３］。在我国，

3、由该病菌侵染菜心引起的炭疽病是菜心上最常见和发生最严重的病害之一［４］。该病害对广东省菜心种植地区具有重要的影响，不仅降低了菜心的产量，对菜心的品质也产生了较大影响［５，６］。国内外对该病菌的研究主要集中在生物学特性、生防菌筛选以及遗传转化等方面［７，８］，同时，随着该病菌基因组序列的释放［９］，林春花等［１０］对其开展了ＭＡＰＫ途径相关基因的找寻及信号通路简图的绘制工作。磷脂酰肌醇转移蛋白质（Ｐｈｏｓｐｈａｔｉｄｙｌｉｎｏｓｉｔｏｌｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｔｅｉｎ，ＰＩＴＰ）是一类广泛存在于真核生物细胞中具有一个疏水性强的水溶性蛋白质载体，其功能在于把一分子的脂类物

4、质包裹在疏水腔内，使包裹的脂类物质远离细胞质内水溶性的环境，从而实现脂类物质在不同膜间定向转运［１１］。该蛋白质通过参与调节脂类代谢途径和胞内进程，从而在多个复杂的生理发育过程中发挥重要作用［１２］。目前，认为在肌醇磷脂代谢途径中发挥重要作用的有ＰＩＴＰ－ＰＬＣ（磷脂酶Ｃ）途径、ＣＤＰ（胞嘧啶核苷二磷酸）－胆碱生物合成途径［１３，１４］。学术界对于植物中所含有的ＰＩＴＰ有较多报道，如大豆、日本百脉根、拟南芥以及棉花等，而对于真菌ＰＩＴＰ的研究报道较为少见。本研究以酿酒酵母（ＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅＳ２８８ｃ）中已经报道的５个典型ＰＩＴＰ氨基酸序

5、列为基础，通过在炭疽菌属蛋白质数据库中进行Ｂｌａｓｔｐ比对分析以及教关键词搜索，获得与酿酒酵母ＰＩＴＰ同源的Ｃ．ｈｉｇｇｉｎｓａｎｕｍ序列，并通过保守结构域分析、疏水性分析、二级结构预测等生物信息学分析，以期明确该菌中所存在的ＰＩＴＰ数量、疏水性特点、结构特征以及细胞定位情况，同时，基于上述ＰＩＴＰ氨基酸序列，在美国国家生物信息中心（ＮＣＢＩ）在线进行同源序列搜索，通过遗传关系分析，以期为进一步开展其他炭疽菌中ＰＩＴＰ的研究提供理论指导。１材料与方法１．１材料根据酿酒酵母中含有的５个ＰＩＴＰ（Ｓｅｃ１４、Ｐｄｒ１６、Ｐｄｒ１７、Ｓｆｈ５和ＣＳＲ１）氨基酸序列，利用炭

6、疽菌属蛋白质数据库在线进行Ｂｌａｓｔｐ比对［１５］，所有参数均选择默认值，获得Ｃ．ｈｉｇｇｉｎｓｉａｎｕｍ中所含有的典型ＰＩＴＰ，同时，通过输入“Ｐｈｏｓｐｈａｔｉｄｙｌｉｎｏｓｉｔｏｌ－ｔｒａｎｓｆｅｒ－ｐｒｏｔｅｉｎ”、“ＰＩＴＰ”教关键词，在上述数据库中进行ＰＩＴＰ检索；另外，利用ＮＣＢＩ明确该菌中ＰＩＴＰ蛋白质登录号信息（表１）。１．２方法１．２．１保守结构域预测利用ＳＭＡＲＴ网站在线分析ＰＩＴＰ所具有的保守结构域特征。１．２．２蛋白质疏水性预测利用Ｐｒｏｔｓｃａｌｅ程序［１６］对ＰＩＴＰ进行疏水性测定。１．２．３蛋白质转运肽及信号肽预测转运肽的预测利用Ｔａ

7、ｒｇｅｔＰ１．１Ｓｅｒｖｅｒ进行在线分析［１７］，信号肽预测则是利用ＳｉｇｎａｌＰ３．０Ｓｅｒｖｅｒ［１８］进行在线分析。１．２．４蛋白质二级结构及跨膜区结构预测对蛋白质二级结构预测采用ＰＨＤ［１９］进行在线分析。同时，对其ＰＩＴＰ的跨膜区结构进行预测，利用ＴＭＨＭＭＳｅｒｖｅｒｖ．２．０进行在线分析［１８］。１．２．５亚细胞定位分析对Ｃ．ｈｉｇｇｉｎｓｉａｎｕｍ中ＰＩＴＰ进行亚细胞定位分析，利用ＰｒｏｔＣｏｍｐｖ.９．０进行在线分析［２０］。１．２．６系统进化树构建在ＮＣＢＩ中，以Ｃ．ｈｉｇｇｉｎｓｉａｎｕｍ中所含ＰＩＴＰ氨基酸序列为基础，在线进行Ｂｌａｓｔｐ