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文献类型

2 篇 学位论文

馆藏范围

2 篇 电子文献
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日期分布

学科分类号

2 篇 理学
- 2 篇 生物学
2 篇 工学
- 2 篇 化学工程与技术

主题

2 篇 结构域注释
1 篇 相似性搜索
1 篇 三维结构建模
1 篇 ago蛋白
1 篇 dna结合活性
1 篇 蛋白识别
1 篇 ben结构域
1 篇 lin-14
1 篇 alphafold2
1 篇 基因组编辑

机构

1 篇 北京协和医学院
1 篇 电子科技大学

作者

1 篇 余敏
1 篇 潘安宇

语言

2 篇 中文

检索条件"主题词=结构域注释"

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详细简洁

排序：

阿尔戈蛋白结构域注释及其三维结构建模

阿尔戈蛋白结构域注释及其三维结构建模

引用

作者：余敏电子科技大学

学位级别：硕士

阿尔戈蛋白(Ago)在生物体中是普遍存在的,按照来源的不同,可以分成两大类,即真核Ago蛋白和原核Ago蛋白。在真核生物中,它是RNAi通路中的关键蛋白,其功能是作为基因表达的调节系统。在原核生物中,它是一类抵御外来入侵基因组的防御系统。... 详细信息

阿尔戈蛋白(Ago)在生物体中是普遍存在的,按照来源的不同,可以分成两大类,即真核Ago蛋白和原核Ago蛋白。在真核生物中,它是RNAi通路中的关键蛋白,其功能是作为基因表达的调节系统。在原核生物中,它是一类抵御外来入侵基因组的防御系统。Ago蛋白系统已经被设计用于基因沉默和基因组编辑,在生物学研究中扮演着重要的角色。随着越来越多各种微生物基因组和蛋白质组的增加,迫切地需要计算工具来研究Ago蛋白。在这里,我们开发了两个Ago蛋白的研究工具,即AGONOTES和AGO3D。AGONOTES是一个识别Ago蛋白并注释其结构域的网络服务。它使用BLASTP相似性搜索算法识别Ago蛋白并将其分为三类,即原核Ago蛋白、真核Ago蛋白和非Ago蛋白。然后可以使用多序列比对程序MUSCLE将Ago蛋白与相应的标准Ago蛋白组进行比对。Ago蛋白的所有结构域可以通过BioPerl的Bio::Graphic模块进一步从比对结果中进行划分并将其友好的可视化展示。AGONOTES与现有的工具,如CD-Search和UniProt等数据库相比,它在结构域注释方面有更好的表现,这对研究新的Ago蛋白来说是至关重要的。用户可以通过登陆http://***/agonotes/网址免费访问AGONOTES。AGO3D是一个可识别Ago蛋白并构建其三维结构的在线服务。它与AGONOTES一样,利用BLASTP相似性搜索算法识别Ago蛋白。然后可以使用蛋白质同源三维结构建模算法MODELLER自动化实现Ago蛋白三维结构的构建。Ago蛋白的三维结构可以通过JSmol软件进行可视化展现。AGO3D与现有的三维结构建模在线工具,如Swiss-Model、Phyre2和ModWeb等相比,在三维结构构建的时间与质量上具有优势,并且具有更友好的用户使用界面。因此,该工具对研究新Ago蛋白来说还是很有帮助的。AGO3D的免费访问网址是http://***/ago3d/。本文开发的AGONOTES和AGO3D两个工具都是专门针对Ago蛋白研究开发的工具,可以很好的实现从Ago蛋白一级序列的识别到结构域的注释和三级结构的构建。这为领域内的科研人员对Ago蛋白的初级研究提供了方便。

关键词： Ago蛋白基因组编辑相似性搜索蛋白识别结构域注释三维结构建模

来源：评论

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利用3D同源结构比对方法注释新的BEN结构域与新型转录因子

利用3D同源结构比对方法注释新的BEN结构域与新型转录因子

引用

作者：潘安宇北京协和医学院

学位级别：博士

将氨基酸序列注释为不同的结构域是研究蛋白功能的关键步骤。传统的结构域注解技术主要依赖于线性氨基酸序列的比对及分析。但由于蛋白的3D结构相较于一级序列高保守,基于一级序列的结构域注释策略会导致遗漏或错误。理论上,利用3D结构... 详细信息

将氨基酸序列注释为不同的结构域是研究蛋白功能的关键步骤。传统的结构域注解技术主要依赖于线性氨基酸序列的比对及分析。但由于蛋白的3D结构相较于一级序列高保守,基于一级序列的结构域注释策略会导致遗漏或错误。理论上,利用3D结构进行蛋白结构域注释较传统线性方法在准确性方面具有显著优势。但由于结构解析技术的瓶颈限制,实际通过实验手段获取的精确3D蛋白结构数据较少,阻碍了结构数据在同源性比对和功能预测上的广泛应用。近期,蛋白3D结构预测技术取得突破性进展,尤其AlphaFold2数据库率先实现了对各类物种蛋白三维结构数据的规模化预测,极大丰富了结构数据资源。基于这一突破,本研究新开发了一种基于预测结构数据库的结构比对方法来进行蛋白功能域的分析与注释。在此基础上,本研究进一步采用包括结构优化的多重序列比对以及功能关联性分析等多种方法,对不同结构域进行探究。本研究首先着重研究了 BEN结构域,这一结构域因被发现能够直接结合特异DNA序列进而参与转录调控而日益受到研究界的广泛关注。BEN结构域在后生动物的各个进化分支中普遍存在,彰显了其广泛的生物学分布及功能意义。然而,BEN结构域在特定进化节点(如线虫动物门)出现缺失。本研究假设,这一缺失现象这可能是由于传统线性序列比对技术难以从头识别出所有BEN结构域所造成的。因此,本研究利用3D同源搜索方法,对不同物种中的BEN结构域进行了系统性探索与注释。本研究揭示了数千种新的BEN结构域,显著扩展了对BEN结构域在数量和演化分布上的认知边界。其中,本研究发现线虫事实上表达多种含BEN结构域的蛋白。一些已知在线虫发育中具有重要调控功能、但长期未能明确归类到特定家族的孤儿转录因子(如LIN-14和SEL-7)实际上也是未被注释的BEN蛋白。本研究进一步确证了一种先前功能未知的DUF4806结构域实际上是BEN结构域的一个亚型。后生动物之外,本研究还在植物中注释了与BEN结构域近似的BEN-like结构域。利用3D同源搜索和多序列比对,本研究发现BEN结构域、同源框结构域以及植物BEN-like结构域之间存在进化关联性。新转录因子的鉴定及其功能探究一直是生物学和基础医学研究领域的重要问题。基于BEN结构域中的成功运用,本研究进一步把3D同源搜索策略运用到其他蛋白注释与新转录因子的探究工作中。例如,本研究在人类NOL4及NOL4L蛋白中发现两个可能直接结合DNA的结构域:NNZB结构域与NHL结构域。NNZB结构域与逆转录病毒的锌离子结合结构域高度相似,存在于多个涉及转录调控的人类基因中,本研究的实验初步证实了这一结构域可能直接结合DNA。更重要的是,本研究惊讶地发现NHL结构域作为一种具有高度正电表面的HTH结构域在兴奋性神经元与抑制性神经元亚型中受差异性选择剪接调控,暗示该结构域可能存在细胞特异的生物学功能。通过上述工作,本研究创新性地开发了基于蛋白结构预测技术的结构域注释方法,并运用该方法实际探究生物学问题。本研究的生信分析方法相比基于一级序列同源性的传统结构域注释方法具有显著优势,为分子生物学和生物化学领域的研究提供了新的重要的工具,有望推动对蛋白结构域的注释以及其相关蛋白功能研究的进展。BEN蛋白作为目前哺乳动物最后一个报道的转录因子家族,被系列研究证实具有重要的生物学功能。本研究极大拓展了对BEN结构域的认识,在不同物种中发现了数千种全新的BEN结构域,建立了 BEN结构域与同源框结构域与植物BEN-like结构域之间的进化关系模型。本研究还结合生化实验和对已报道实验数据的生信挖掘,在NOL4及NOL4L蛋白中发现了新的候选DNA结合结构域,为转录因子的发现提供了新线索。

关键词： DNA结合活性结构域注释 BEN结构域 lin-14 AlphaFold2

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