生物信息学杂志 统计源期刊

生物信息学 2017年第01期杂志 文档列表

生物信息学杂志研究论文

基于物化性质对嗜热蛋白的预测1-6

摘要：嗜热蛋白在高温下能保持稳定性和活性,是研究蛋白质热稳定性的理想模型,开发一个蛋白质热稳定性识别的方法将对蛋白质工程和蛋白质的设计很有帮助。目前的研究中,氨基酸的组成及其物化性质一直被认为和蛋白质的热稳定性相关。本研究筛选出可靠的数据集,包括915个嗜热蛋白和793个非嗜热蛋白。利用蛋白质氨基酸的物化性质和氨基酸的组成表征嗜热蛋白,将二肽氨基酸组成整合到9组氨基酸物化性质中使蛋白序列公式化。支持向量机5折叠交叉验证表明：当gap=0时,290个特征产生的精度最高,为92.74%。因此说明对于分析蛋白质的热稳定性,所建立的预测模型将是一个很有效的工具。

靶向番茄SlACS2基因CRISPR-Cas9sgRNA的设计和分析7-15

摘要：番茄为呼吸跃变型果实,伴随呼吸跃变产生大量乙烯,即系统II乙烯,易使番茄果实过熟,导致腐烂变质。SlACS2是番茄系统II乙烯合成的限速酶,通过CRISPR-Cas9基因组编辑系统修饰该基因,调控系统II乙烯过量表达,将迟滞番茄过熟。本研究基于RNA-seq建立了SlACS2基因的数字表达谱,表明该基因呈果实特异性表达,在植株的根、茎、叶等部位不表达。SlACS2位于番茄1号染色体,含4个外显子和3个内含子。利用在线工具CRISPRdirect和CRISPR-P发现第1、2、3外显子分别具有18、9和11条sgRNA。其中,sgRNA1-14和sgRNA3-8及二者的近PAM的12 nt种子序列在番茄基因组是唯一序列,GC含量高于40%,不存在TTTT终止序列。BLAST结果表明,sgRNA1-14和sgRNA3-8与GenBank公布的8条SlACS2同源序列高度一致,位于该基因的保守区,而与SlACS4和SlACS6的同源序列存在多个SNP,预示这2条sgRNA可用于番茄不同品种SlACS2基因的靶向编辑,并可规避对SlACS家族其它同源基因的脱靶效应。

重组琼胶酶rAgaN3基因的生物信息学分析16-26

摘要：利用生物信息学软件和数据库对从Microbulbifer sp.BN中得到的琼胶酶rAgaN3全长基因进行预测分析,结果表明：重组琼胶酶rAgaN3理论分子量为31.243 kDa,理论等电为4.81,不稳定系数为26.23,脂肪系数为62.35,平均疏水性系数为-0.662,无跨膜结构域,无信号肽;二级结构表明该蛋白无螺旋结构,有15个折叠结构,其余均为卷曲结构;序列相似性分析表明,蛋白rAgaN3属于糖苷水解酶GH16家族,为β-琼胶酶;以同源蛋白3wz1A（同源性88%）为模板,通过同源建模构建出了蛋白三级结构,并用拉式图进行了结构检验。琼胶酶rAgaN3基因的生物信息学分析,为琼胶酶的异源表达提供了指导,为琼胶酶的定点突变、深入研究其结构和功能的关系打下良好基础。

长野芽孢杆菌普鲁兰酶的同源建模及三维结构分析27-32

摘要：普鲁兰酶（Pullulanase）是脱支酶,因其能水解葡聚糖的α-1,6-糖苷键而有不同的工业应用潜力。本研究通过同源建模和分子对接的方法对长野芽孢杆菌（Bacillus naganoensis）普鲁兰酶进行建模及其三维结构分析,表明该普鲁兰酶由CBM41-X45a-X25-X45b-CBM48-GH13_14多结构域组成,并在酶蛋白中心形成其催化区,催化区的Asp619、Glu648和Asp733三个残基构成酶的催化三联体。同时,通过柔性对接研究了酶与底物分子相互作用的关系,并预测构成酶的活性中心相关氨基酸残基,为进一步改良酶的特性提供重要的理论依据。

生物信息学杂志研究快报

基于微量DNA样本的简化甲基化文库构建方法研究33-45

摘要：RRBS（简化甲基化测序）是一种有效研究DNA甲基化状态的测序方案。文库构建是该方案中最关键的实验步骤之一,RRBS文库构建往往因为酶切产物少,文库构建步骤繁多等因素,导致DNA起始量需要1 ug以上。然而很多来源于人的样本,如冰冻组织穿刺、石蜡切片、显微微切割等,都往往只能获得100 ng以下的DNA,无法满足常规RRBS文库构建的起始DNA总量要求,从而大大限制RRBS技术的应用范围。本研究主要探讨并设计了基于微量DNA样本（〈100 ng）的RRBS文库构建策略,主要通过优化MspI酶切条件、DN段大小筛选、缩减反应步骤及减少DNA转移次数等技术手段,大大提高了DNA回收率,进而建立了2种有效使用微量DNA样品的RRBS文库构建方案（即EA-Method和WB-Method方案）。EA-Meth-od方案在处理100 ng左右的DNA时,有经济、快速、高效的特点,但文库质量略差于WB-Method方案;WB-Method方案可将DNA起始量降低至10 ng,并且文库质量高。为验证WB-Method方法的可靠性,研究人员选取了3种志愿者样本（全血和口拭子）,采用WB-Method同时进行常量和微量RRBS文库构建,并进行Illumina Hiseq平台测序,数据通过生物信息分析得到微量RRBS检测的CpG,CHG,CHH中C碱基的甲基化比例与常量RRBS结果一致。同时,该方法可以大大降低DNA损耗及损伤,因而该方法可将RRBS技术应用到更广泛的样本类型中去,有效拓展RRBS的研究领域。

基于组合药物网络的疾病关联性分析46-54

摘要：组合药物在复杂疾病的治疗中形成了多靶点,多环节上的密切联系,对疾病的治疗效果也可达到单种药物治疗意想不到的效果。组合药物中各单药功能各异但联用后治疗效果更佳,说明所对应疾病之间可能存在某种关系。通过研究疾病间关联关系,可能会发现治疗某种疾病的新靶标,从而在新药的研发中取得新的进展。本文以DCDB（组合药物数据库）中的药物组合为数据源构建组合药物网络,并通过网络聚类算法得到了33个独立且内部联系紧密的药物模块。其中7组药物模块所包含的组合药物用于治疗两种或两种以上疾病,说明这些疾病之间存在一定的关联关系。对这些关系进行论证,结果表明：组合药物网络是发现疾病关联关系的一种有效手段。

一种新的RNA二级结构三维图形表示及其应用55-58

摘要：本研究提出了一种新的RNA二级结构的图形表示方法,这种方法不同于以往的表示方式。根据所提出的RNA二级结构的图形表示,将对9种病毒的RNA二级结构进行图形表示,构建系统进化树,进行序列间相似性的比较和分析。根据最终结果,可以很清晰地发现,AVII与LRMV两种病毒是最为相似的,另外,较大的距离值出现在了APMV与ALMV;PDV与AVII中,这说明这几种RNA二级结构明显不相似。这一研究结果与前人相似性分析的结果是十分相似的,同时,所采取的方法更加简单易于区分观察且得到的结果又是十分可靠的,因此,这些更加证明了该方法是有效的。

血清白蛋白与抗肿瘤药物莪术醇的相互作用关系59-68

摘要：莪术醇是近年来发现的重要的新的抗肿瘤中药单体之一。分析莪术醇与转运蛋白—血清白蛋白之间的相互作用能够帮助研究者更好的理解药物的作用机制。本文通过用多序列分析、进化关系和分子对接技术等分析莪术醇与人血清白蛋白相互作用位点及其在其他亲缘关系较近的物种中的特点。结果表明莪术醇与人血清白蛋白相互作用的结合位点II和III处周围几乎都是疏水性的氨基酸,分子间的疏水作用起着很重要的作用,其最低结合能分别是-7.22 Kcal/mol和-8.34 Kcal/mol。莪术醇与人血清白蛋白之间的作用位点在其他亲缘关系较近的狼（Canis lupus）、绵羊（Ovine）、牦牛（Bos mutus）、家牛（Bos Taurus）物种中都较为保守,少数有变化的氨基酸基本是在极性相同的氨基酸之间发生的。与分子相互作用前的结构相比,莪术醇中的羟基的结构在活性位点处发生了最明显的变化。