玉米谷胱甘肽过氧化物酶生物信息学研究

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1、玉米谷胱甘肽过氧化物酶生物信息学研究　　摘要：对植物基因组数据库和过氧化物酶数据库中玉米谷胱甘肽过氧化物酶（ZeamaysGlutathioneperoxidase，ZmGPXs）进行查找和比对，确定了6个ZmGPXs，采用生物信息学方法对其进行了理化性质、亚细胞定位、结构域、高级结构、外显子和内含子构成等分析。结果表明，尽管6个ZmGPXs序列的氨基酸数量不同，但均属于碱性蛋白质，具有6个外显子和5个内含子，其中5个ZmGPXs高级结构表现为二聚体，具有植物GPXs的特征基序。亚细胞定位分析发现ZmGPXs主要定位于线粒体、叶绿体、过氧化物酶体和细胞质中。结构域分析表明ZmGPXs属于

2、硫氧还蛋白超家族。关键词：谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathioneperoxidase，GPX）；玉米（Zeamays）；生物信息学中图分类号：Q554+6文献标识码：A文章编号：0439-8114（2013）11-2675-051方法1.1数据来源10数据资料来源于植物基因组数据库（Phytozome，http：//www.phytozome.net）和过氧化物酶数据库（PeroxiBase，http：//peroxibase.toulouse.inra.fr/），从中获得ZmGPXs的基因序列和氨基酸序列。1.2方法利用DNAMAN软件对所获得的氨基酸序列进行序列比对和理化性质分析

3、，其保守结构域、磷酸化修饰、跨膜结构域、亚细胞定位和高级结构分别采用NCBIproteinblast（http：//blast.ncbi.nlm.nih.gov/）、NetPhos2.0Server（http：//www.cbs.dtu.dk/services/NetPhos/）、TMHMM2.0Server（http：//www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM-2.0）、PSORT（http：//psort.hgc.jp/form.html）和SWISS-MODEL（http：//swissmodel.expasy.org/）在线工具分析，利用MEGA5.0进行系统

4、进化树分析。2结果与分析2.1ZmGPXs检索分析结果经过检索，在植物基因组数据库（Phytozome）中共获得7个编码玉米GPXs的基因序列（ZmGPXs），注册号分别为ZM2G011025、ZM2G013299、ZM2G12479、ZM2G135893、ZM2G144153、ZM2G329144和ZM5G884600。在过氧化物酶数据库（PeroxiBase）中也获得了7个ZmGPXs序列，其名称分别为ZmGPX01、ZmGPX02、ZmGPX03、ZmGPX04、ZmGPX01-2、ZmGPX01-3和ZmGPX03-2。采用DNAMAN软件和NCBIprotein10blast对

5、来源于2个数据库中的玉米GPXs序列进行比对分析，结果表明，在基因组数据库所获得的ZmGPXs序列中的ZM2G144153、ZM2G329144、ZM2G135893、ZM2G12479和ZM2G013299等5个序列编码的氨基酸序列分别与PeroxiBase中的ZmGPX01、ZmGPX02、ZmGPX03、ZmGPX04和ZmGPX03-2同源性达到100%，ZM2G013299与ZmGPX01-3同源性为98%，ZM5G884600与ZmGPX01-2同源性为95%。ZM2G011025没有获得较高的同源性分析结果。根据上述比对分析结果，玉米基因组中推测的7个编码ZmGPXs的序列

6、中有6个可以确定，参考PeroxiBase的命名，分别为ZmGPX01、ZmGPX02、ZmGPX03、ZmGPX04、ZmGPX03-2和ZmGPX01-2，另外1个（ZM2G011025）尚不能确定。2.2ZmGPXs的理化性质对经过比对分析确定的6个ZmGPXs氨基酸序列进行理化性质分析，结果见表1。由表1可知，6个ZmGPXs中氨基酸数量最少为166，最多为246；分子量最小是18.347ku，最大为26.811ku。ZmGPXs的等电点（pI）介于7.04～10.06之间，其中ZmGPX04的等电点为10.06。用TMHMM2.0Server在线软件分别对6个ZmGPXs的氨基

7、酸序列进行分析，所有肽链跨膜结构域的可能性均为0，说明ZmGPXs序列不存在跨膜结构，不是跨膜蛋白。2.3ZmGPXs磷酸化修饰位点与亚细胞定位预测用NetPhos2.010Server分别对6个ZmGPXs的氨基酸序列进行潜在磷酸化位点分析，比较6个ZmGPXs所具有的潜在磷酸化位点总数，可见ZmGPX03的磷酸化位点数最高，为18，其次为ZmGPX01和ZmGPX01-2，分别为15和14，而ZmGPX02具有的磷酸化位点数最少