RibosomalproteinL11基因和蛋白质序列的生物信息学分析

1、Ribosomal protein L11基因和蛋白质序列的生物信息学分析1、前言从20世纪80年代探索核糖体的结晶开始，在1980年，Yonath 研究组报道了Bacillusstearothermophilus(现称为 Geobacillusstearothermophilus，嗜热脂肪地芽孢杆菌)核糖体50 S亚基的结晶。1987年他们又报道了可以衍射到6Å分辨率的50 S 亚基晶体。同年，另一个研究组报道了30 S 和 70 S 的 Thermus thermophilus 核糖体的结晶，而 Yonath 研究组也大约在同时报道了T. thermophilus 核 糖 体 的

2、 结 晶。1991 年，Yonath 研究组首先得到了高分辨率的核糖体晶体3.0Å分辨率的 Haloarcula marismortui 核糖体50 S 亚基晶体。20世纪90代以来一系列大分子晶体学技术方面的进展为核糖体结构解析提供了重要的基础。例如，在液氮温度下收集衍射数据极大地提高了核糖体抗辐射性能，而核糖体也是最早应用这一技术的晶体。1991 年，Yonath 研究组报道了在3Å分辨率下对 H. marismortui 核糖体 50 S 亚基的结构尝试性初步分析，这是这个领域里的一个重要突破。2000 年，一系列高分辨率核糖体晶体结构被发表。Steitz 研究组报道

3、了H. marismortui核糖体50S亚基的2.4Å分辨率结构，Ramakrishnan 研究组报道了T. thermophilus核糖体30 S亚基的3.0Å分辨率结构，而Yonath研究组也报道了同一个分子的3.3Å分辨率结构。2005 年，美国加州大学的一个研究组报道了大肠杆菌核糖体全分子 (70 S)的3.5Å分辨率结构。这些高分辨率的晶体结构为核糖体酶学机理的研究提供了坚实的基础.2、数据来源和分析方法ribosomal protein L11 Mucilaginibacter paludis DSM 18603GenBank: EHQ28

4、438.1Identical Proteins FASTA GraphicsGo to:LOCUS EHQ28438 146 aa linear BCT 18-MAR-2015DEFINITION ribosomal protein L11 Mucilaginibacter paludis DSM 18603.ACCESSION EHQ28438VERSION EHQ28438.1 GI:373892541DBLINK BioProject: PRJNA43733 BioSample: SAMN02256535DBSOURCE accession CM001403.1KEYWORDS .SOU

5、RCE Mucilaginibacter paludis DSM 18603ORGANISM Mucilaginibacter paludis DSM 18603 Bacteria; Bacteroidetes; Sphingobacteriia; Sphingobacteriales; Sphingobacteriaceae; Mucilaginibacter.REFERENCE 1 (residues 1 to 146)AUTHORS Lucas,S., Han,J., Lapidus,A., Bruce,D., Goodwin,L., Pitluck,S., Peters,L., Kyr

6、pides,N., Mavromatis,K., Ivanova,N., Mikhailova,N., Held,B., Detter,J.C., Tapia,R., Han,C., Land,M., Hauser,L., Markowitz,V., Cheng,J.-F., Hugenholtz,P., Woyke,T., Wu,D., Tindall,B., Brambilla,E., Klenk,H.-P. and Eisen,J.A.CONSRTM US DOE Joint Genome Institute (JGI-PGF)TITLE The permanent draft geno

7、me of Mucilaginibacter paludis DSM 18603JOURNAL UnpublishedREFERENCE 2 (residues 1 to 146)AUTHORS Lucas,S., Han,J., Lapidus,A., Bruce,D., Goodwin,L., Pitluck,S., Peters,L., Kyrpides,N., Mavromatis,K., Ivanova,N., Mikhailova,N., Held,B., Detter,J.C., Tapia,R., Han,C., Land,M., Hauser,L., Markowitz,V.

8、, Cheng,J.-F., Hugenholtz,P., Woyke,T., Wu,D., Tindall,B., Brambilla,E., Klenk,H.-P. and Eisen,J.A.CONSRTM US DOE Joint Genome Institute (JGI-PGF)TITLE Direct SubmissionJOURNAL Submitted (01-SEP-2011) US DOE Joint Genome Institute, 2800 Mitchell Drive, Walnut Creek, CA 94598-1698, USACOMMENT Method:

9、 conceptual translation.FEATURES Location/Qualifiers source 1.146 /organism="Mucilaginibacter paludis DSM 18603" /strain="DSM 18603" /isolation_source="the acidic Sphagnum peat bog Bakchar" /culture_collection="DSM:18603" /db_xref="taxon:714943" /cou

10、ntry="Russia: western Siberia" Protein 1.146 /product="ribosomal protein L11" Region 1.141 /region_name="rplK" /note="50S ribosomal protein L11; Validated; PRK00140" /db_xref="CDD:234661" Region 9.139 /region_name="Ribosomal_L11" /note=&quo

11、t;Ribosomal protein L11. Ribosomal protein L11, together with proteins L10 and L7/L12, and 23S rRNA, form the L7/L12 stalk on the surface of the large subunit of the ribosome. The homologous eukaryotic cytoplasmic protein is also called 60S ribosomal.; cd00349" /db_xref="CDD:100101" S

12、ite order(10,30,74.76,80,87,112,117.119,123,126.127, 130.131,133.135) /site_type="other" /note="23S rRNA interface nucleotide binding" /db_xref="CDD:100101" Site order(10,57,59.62,66,68.69,113.114,117.118) /site_type="other" /note="L7/L12 interface polype

13、ptide binding" /db_xref="CDD:100101" Site order(26,30) /site_type="other" /note="putative thiostrepton binding site" /db_xref="CDD:100101" Site order(93,96) /site_type="other" /note="L25 interface polypeptide binding" /db_xref="CD

14、D:100101" CDS 1.146 /locus_tag="Mucpa_4348" /coded_by="CM001403.1:5057618.5058058" /note="PFAM: Ribosomal protein L11, RNA binding domain; Ribosomal protein L11, N-terminal domain; TIGRFAM: 50S ribosomal protein L11; COGs: COG0080 Ribosomal protein L11; InterPro IPR0207

15、84:IPR020783:IPR000911:IPR006519; KEGG: shg:Sph21_2402 ribosomal protein L11; PFAM: Ribosomal protein L11, C-terminal; Ribosomal protein L11, N-terminal; SMART: Ribosomal protein L11; SPTR: 50S ribosomal protein L11; TIGRFAM: Ribosomal protein L11, bacterial-type" /transl_table=11 /db_xref=&quo

16、t;InterPro:IPR000911" /db_xref="InterPro:IPR020783" /db_xref="InterPro:IPR020784" /db_xref="InterPro:IPR020785"ORIGIN 1 makevgalvk lqvkggaanp sppigpalga kgvnimefck qfnartqdkp gkvlpvvitv 61 yvdksfdfii ktppvaiqll evsglksgsa epnrkkvanv sweqvetiak dkmtdlnaft 121 vesamk

17、mvag tarsmgitvs gtapwn/3、结果3.1序列的查询情况 3.2序列的比对情况ribosomal protein L11在数据库中只有1条记录，即：HomoloGene:74409. Geneconserved in Eukaryota，其中有18个物种的19条蛋白质序列。 3.2序列的比对情况 从19条蛋白质序列的比对结果可以看出，这些序列的高度同源区较多，大致可分为7个区域。这些区域的序列有较高的保守性，是蛋白质的功能区。个别序列有十几到几十个长度不等的插入序列，这可能与蛋白质的外显子剪接或编码基因的突

18、变有关，这一区域在功能上的作用较小。 以蛋白质的起始氨基酸为例，19条序列的起始氨基酸均为甲硫氨酸，但比对的结果却是有5条序列的的前几个氨基酸被认为是插入的。这可能的原因是如果认为19条序列的起始氨基酸均为甲硫氨酸，则其中有5个因为会给比对体系带来过多的空位，从而降低了整个体系的评分。 3.3 序列之间的遗传距离 DescriptionData Type : Amino acid Analysis : Pairwise distance calculation ->Compute : Distances only Include Sites : ->Gaps/Missin

19、g Data : Complete Deletion Substitution Model : ->Model : Amino: Poisson correction ->Substitutions to Include : All ->Pattern among Lineages : Same (Homogeneous) ->Rates among sites : Uniform rates No. of Sites : 284 d : Estimate 1 Homo_sapiens 2 Pan_troglodytes 3 Canis_familiaris 4 Bos

20、_taurus 5 Mus_musculus 6 Rattus_norvegicus 7 Danio_rerio 8 Drosophila_melanogaster 9 Anopheles_gambiae 10 Schizosaccharomyces_pombe11 Saccharomyces_cerevisiae 12 Kluyveromyces_lactis 13 Ashbya_gossypii 14 Magnaporthe_grisea15 Neurospora_crassa 16 Arabidopsis_thaliana 17Oryza_sativa_1 18Oryza_sativa_

21、2 19 Plasmodium_falciparum 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 0.000 3 0.011 0.011 4 0.014 0.014 0.011 5 0.011 0.011 0.007 0.004 6 0.011 0.011 0.007 0.004 0.000 7 0.100 0.100 0.088 0.092 0.092 0.092 8 0.423 0.423 0.434 0.434 0.434 0.434 0.439 9 0.507 0.507 0.501 0.507 0.501 0.501 0.496

22、0.429 10 0.391 0.391 0.402 0.402 0.397 0.397 0.413 0.519 0.606 11 0.456 0.456 0.456 0.450 0.456 0.456 0.450 0.568 0.568 0.413 12 0.484 0.484 0.484 0.478 0.484 0.484 0.478 0.549 0.580 0.407 0.1243.4序列/物种之间的系统发生重建结果3.5蛋白质家族特征分析结果 3.6蛋白质三级结构与结构分类分析 Ribosomal protein L11三维结构核糖体蛋白L11(ribosome protein L11

23、)是一种高度保守的蛋白质,是蛋白质合成过程中所必需的。L11由N-末端和C-末端两个结构域组成。L11的N-末端在蛋白质合成中作为分子开关,在多肽链的延伸阶段与延伸因子EF-G相互作用,对EF-G依赖的迁移过程是必需的;在肽链终止阶段与肽链释放因子RF1相互作用,对RF1识别终止密码子UAG的功能是必需的。L11上有一个与噻唑类(thiazole)抗生素结合的靶位点,这种结合会抑制依赖延伸因子的核糖体的活性。4、讨论张志云等科研人员以单细胞真核生物八肋游仆虫Euplotes octocarinatus为实验材料,采用PCR、RT-PCR方法克隆了核糖体蛋白L11基因(EoRPL11)。将该序列与GenBank中其他物种的RPL11基因序列进行同源性比对,采用DNAStar软件进行聚类分析。结果显示,成功克隆