玉米精氨酸甲基转移酶蛋白家族生物信息学分析-生物技术进展.pdf

生物技术进展 ２０１４年　 第４卷　 第１期　 ２２～２９ 研究论文 Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　 ＩＳＳＮ２０９５⁃２３４１ Ａｒｔｉｃｌｅｓ 玉米精氨酸甲基转移酶蛋白家族生物信息学分析 钱叶雄，　 徐士杰，　 张亚男，　 张梦飞 安徽师范大学生命科学学院，安徽 芜湖 ２４１０００ 摘　 要： 蛋白质精氨酸甲基转移酶（ｐｒｏｔｅｉｎ ａｒｇｉｎｉｎｅ ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅｓ，ＰＲＭＴｓ）是真核生物基因组中重要的表观遗传调 控因子之一，主要参与组蛋白精氨酸位点甲基化修饰，改变真核基因组的染色质结构，对基因的表达进行调控。 本研究 鉴定了８个玉米的ＰＲＭＴ 蛋白序列，通过与两种模式植物（拟南芥和水稻）的全部ＰＲＭＴ 蛋白序列的同源比对和系统发 生关系分析，确定玉米ＰＲＭＴ 蛋白主要分布在３个不同的亚家族中。 运用生物信息学的方法和软件预测和分析了全部 玉米ＰＲＭＴ 蛋白氨基酸序列的理化性质、信号肽、跨膜结构域、疏水性和亲水性，以及蛋白质二级及三级结构等重要参 数。 这些数据对后续鉴定玉米ＰＲＭＴ 蛋白的功能具有重要的意义。 关键词： 玉米；组蛋白甲基化；ＰＲＭＴ结构域 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５⁃２３４１．２０１４．０１．０５ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＰＲＭＴ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｆａｍｉｌｙ ｉｎ Ｍａｉｚｅ ＱＩＡＮ Ｙｅ⁃ｘｉｏｎｇ，ＸＵ Ｓｈｉ⁃ｊｉｅ，ＺＨＡＮＧ Ｙａ⁃ｎａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｍｅｎｇ⁃ｆｅｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＡｎｈｕｉＮｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ａｎｈｕｉ Ｗｕｈｕ ２４１０００，Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｔｅｉｎ ａｒｇｉｎｉｎｅ ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅｓ，ＰＲＭＴｓ，ａｒｅ ｏｎｅ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅｐｉｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇｈｉｓｔｏｎｅａｒｇｉｎｉｎｅｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ，ｃｈａｎｇｉｎｇｃｈｒｏｍａｔｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｅｕｋａｒｙｏｔｉｃｇｅｎｏｍｅ．Ｉｎｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ，ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｓｅｔ ｏｆ ８ＰＲＭＴ ｐｒｏｔｅｉｎｓｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｉｎ ｍａｉｚｅ ｇｅｎｏｍｅ． Ｂｙ ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＰＲＭＴ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｉｎ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ａｎｄ ｒｉｃｅ， ａｌｌ ８ ＺｍＰＲＭＴ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｗｅｒｅ ｃａｔｅｇｏｒｉｚｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｃｌａｓｓｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ｉｎ ｍａｉｚｅ． Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅｓ，ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｆ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆ ａｌｌ ｍａｉｚｅＰＲＭＴ ｐｒｏｔｅｉｎｓｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｉｇｎａｌ ｐｅｐｔｉｄｅ，ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ ｄｏｍａｉｎ，ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ａｎｄｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ａｎｄｔｅｒｔｉａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ． Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｚｅ ＰＲＭＴ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆａｍｉｌｙ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｏｎ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＰＲＭＴ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ ｍａｉｚｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｉｚｅ；ｈｉｓｔｏｎｅ ｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ；ＰＲＭＴ ｄｏ