基本信息
- 项目名称：
- 猪β2m二级结构预测及同源模建
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品介绍了一种通过生物信息学分析蛋白质二级结构和三级结构的方法，对于其他蛋白的研究具有一定的借鉴意义。作品选择猪的β2m蛋白为研究对象，运用SOPMA对猪的β2m的二级结构进行测定，分析其详细的二级结构成分如α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲，并对其三级结构进行了同源模建。研究结果显示，猪和人二级结构成分的同源率远远大于一级结构的同源率，而三级结构预测显示猪和人的β2m相似程度非常高。
- 详细介绍：
- 目前，猪的β2m还未见结晶报道。为了研究未知蛋白的二级结构，Geourjon等于1995年创立了SOPMA法用来预测蛋白质二级结构。Sivasubramanian等最近也报答了应用同源模建法预测了抗体蛋白Fv的中心骨架和侧链区的三维结构，并根据预测数据成功进行了抗原和抗体之间的构象结合设计。本研究分别用SOPMA预测猪β2m各二级结构成分α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲所对应的氨基酸的数目；同时应用同源模建方法预测猪的三级结构，并与人β2m蛋白的二级结构和三级结构进行比较。结果显示，β2m二级结构成分螺旋、β折叠、转角和无规则卷曲的数目分别为5，36，5和52，与人β2m相应二级结构的符合率分别达到100%（螺旋），92.3%（折叠），71.7%（转角）和92.3%（无规则卷曲），且二级结构的同源率要大于氨基酸的同源率。同源模建分析表明猪和人的3D结构也非常相似，只是存在个别氨基酸的差异。由此得出结论：猪和人β2m空间结构相似。 本研究通过生物信息学手段预测猪β2m二级结构和三级结构，为今后开展猪β2m的结构和功能研究提供了数据，同时也为研究其他相关蛋白的空间结构提供了参考。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品主要以猪β2m蛋白为研究对象，提供一种生物信息学分析其二级结构的方法，从而为研究其他未知蛋白的二级结构提供参考。
科学性、先进性及独特之处
- 目前，猪β2m的结构还未解析，目前发展起来的生物信息学分析方法为预测分析猪β2m的结构蛋白提供了方法。作品中首次介绍了猪β2m蛋白二级结构的预测和分析方法，并比较了与已经解析的人的β2m结构蛋白的二级结构的数据比较，证明该方法可行、合理。
应用价值和现实意义
- 该作品分析猪β2m蛋白的二级结构目前在国内外上述首次报道，该作品同时对于其他未解析蛋白的二级结构分析提供了一种参考方法。
学术论文摘要
- 目的：为了研究猪β2m的结构。方法：应用EXPASY服务器( 上的SOPMA法对β2m进行二级结构的预测，并与人的β2m的氨基酸和二级结构成分比较，在此基础上同源模建β2m的三级结构。结果：β2m二级结构成分α螺旋、β折叠、转角和无规则卷曲的数目分别为5，36，5和52，与人β2m相应二级结构的符合率分别达到100%（α螺旋），92.3%（β折叠），71.7%（转角）和92.3%（无规则卷曲），且二级结构的同源率要大于氨基酸的同源率。同源模建分析表明猪和人的3D结构也非常相似，只是存在个别氨基酸的差异。结论：猪和人β2m空间结构相似。
获奖情况
- 该作品已经在全国中文核心期刊《生物技术》2010年10月 第20卷第5期上正式发表。
鉴定结果
- 经大连大学团委和素质教育基地等有关部门鉴定，论文发表情况属实。在2010年10月发表于全国中文核心期刊《生物技术》2010,20（5）:21-22.
参考文献
- [1]高凤山，夏春，张强，等. 大肠杆菌表达的重组猪β2微球蛋白二级结构的圆二色谱分析[J]. 微生物学报, 2009, 49(2):1596-600. [2]王顺伟 金 楠, 倪 晶, 等. 猪SLA-DR二级结构预测及同源模建[J]. 生物技术, 2008, 18(4):1-4.
同类课题研究水平概述
- 目前，猪的β2m还未见结晶报道。为了研究未知蛋白的二级结构，Geourjon等于1995年创立了SOPMA法用来预测蛋白质二级结构。据Lee等报道利用SOPMA法预测蛋白结构准确率很高，而Pirovano等最近发表了最新的关于蛋白二级结构预测的研究进展，认为依靠生物信息学和生物物理学的知识，在建立准确模型的前提下，蛋白质二级结构的准确率可以达到80%。近来，多项研究表明，利用二级结构预测的方法，可以初步显示一个蛋白的二级结构，便于今后的研究。本研究分别用SOPMA预测猪β2m各二级结构成分α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲所对应的氨基酸的数目分别为5，36，5和52，而人β2m相对应的数据分别为5，39，7，48，二者之间的同源率分别达到了100%，92.3%，71.7%和92.3%，而且根据表1结果，猪和人的β2m总体二级结构的同源率要大于一级结构（氨基酸）的同源率。但应当指出，这种预测存在一定的误差，比如α螺旋，无论是猪还是人，其α螺旋都不应该存在，说明这种方法只适用于蛋白质的比较研究，而对于单个蛋白，其二级结构的预测数据不能作为标准数据去应用。 同源模建法是根据同源蛋白质三级结构的保守性大于蛋白质序列的理论，进行蛋白结构模拟。最近，Sivasubramanian等报道利用同源模建方法预测了抗体蛋白Fv的中心骨架和侧链区的三维结构，并根据预测数据成功进行了抗原和抗体之间的构象结合设计。本研究在蛋白二级结构预测的基础上，根据同源模建原理，分别建立了猪、人和小鼠β2m的三级结构，并且结果显示，猪和人的β2m的三级结构极为相似，从一定程度上说明二者具有相对于其他动物比较近的遗传关系。 通过生物信息学手段预测猪β2m二级结构和三级结构，为今后开展猪β2m的结构和功能研究提供了一定的参考依据。
