结核分枝杆菌(H37Rv)分泌性蛋白的生物信息学预测方法

1、结核分枝杆菌(H37Rv)排泄性卵白的生物信息学猜测要领【关键词】结核分枝杆菌Biinfratispreditinstrategyfrybateriutuberulsis(H37Rv)seretedprtEins【Keyrds】ybateriutuberulsis；seretedprtein；signalpeptide；biinfratis【摘要】目的：创立一种结核分枝杆菌(H37Rv)排泄性卵白的猜测要领，为后续研究提供参考根据.要领：以SignalP和TH两个软件对结核分枝杆菌卵白组举行扫描，基于VisualFxPr构建“卵白质数据阐发处置惩罚体系对扫描原始数据举行阐发处置惩罚以识别排泄性

2、卵白，再经BLASTp完成相似性比对.效果：猜测出了179种排泄性卵白，此中12种为H37Rv所特有.结论：生物信息学要领可作为一种研究排泄性卵白的帮助东西，用于引导实行.【关键词】结核分枝杆菌；排泄卵白；信号肽；生物信息学0弁言结核分枝杆菌ybateriutuberulsis，TB的排泄卵白不单在豚鼠实行中可以引发迟发性超敏反响,在结核病患者体内也可诱导抗体的产生1,对结核病的防范和诊断具有紧张意义.如今有两种实行生物学要领用于TB排泄卵白的研究，一种是通过二维凝胶电泳的要领分散TB早期造就滤液卵白FP，再通过N端测序2或免疫学要领加以确定3.另一种是通过基因交融的要领将TB的基因与陈诉基因

3、交融后举行表达，再对陈诉基因的表达产物举行定位，以确定是否为排泄表达4.已有30多种TB排泄卵白通过实行要领得以确认,但TB排泄卵白远不止这30多种，尚有许多未被创造.TB卵白排泄的重要途径是se-依靠性的排泄途径也称为II型排泄途径，该类排泄卵白的布局特点是新生肽链的N末了具有典范的信号肽特性，重要分为N区、H区、区三个部门.N区位于信号肽N端，含有13个带正电荷的氨基酸残基；H区位于信号肽中心，由1015个疏水氨基酸残基构成；区位于信号肽端，富含亲水氨基酸，能被信号肽酶识别.信号肽所具备的这些数目化特点为盘算机主动化阐发猜测提供了大概.排泄卵白和膜卵白都含有信号肽序列，所差异的是排泄卵白在

4、信号肽之外不再有疏水的跨膜区，信号肽引导排泄卵白跨膜穿梭之后，信号肽酶在相应位点将信号肽切除，以此完成成熟排泄性卵白的排泄历程；而膜卵白在信号肽之外另有一个以上的疏水跨膜区，信号肽在引导膜卵白跨膜时，由于疏水跨膜区的存在使得膜卵白停顿在细胞膜中.本文猜测TB排泄性卵白的要领重要涉及到两方面内容：一方面是对信号肽序列的识别，另一方面是对卵白疏水跨膜区的识别.起首通过对信号肽的识别将排泄性卵白和膜卵白从其他卵白质组中区分出来，然后从中探求疏水跨膜螺旋以区分排泄性卵白和膜卵白，末了利用NBI提供的TB卵白序列相似性搜刮BLASTp创造有12条猜测出的排泄性卵白为TB所特有.1猜测要领猜测要领如图1所

5、示.1.3创立数据库按照本课题的现实需求，根据SignalP和TH阐发效果的数据特点，利用VFP6.0开拓了“卵白质数据阐发处置惩罚体系用来存储和处置惩罚SignalP和TH的原始阐发效果(图2).1.4得到排泄性卵白和膜卵白通过上述数据阐发体系主动完身排泄性卵白和膜卵白的识别和查询.1.5BLASTp阐发将猜测出的全部H37Rv排泄性卵白通过NBI的BLASTp办事器与全部的卵白序列举行相似性比对,以得到结核杆菌H37Rv特有的排泄性卵白.2效果2.2H37Rv卵白组信号肽和跨膜区阐发将SignalP和TH的原始阐发效果通过“卵白质数据阐发处置惩罚体系主动识别N端具有N区、H区和区等典范信号

6、肽特性的卵白质和具有典范跨膜螺旋特性的卵白质，通过数据库的主动查询成效共创造了179个排泄性卵白此中有12个已得到相干文献的证明，表1和150个膜卵白.表1H37Rv卵白组信号肽和跨膜区阐发效果略2.3BLASTp阐发对179条排泄性卵白经BLASTp阐发创造有12条卵白为H37Rv特有，在其他物种已颁发的卵白质序列中无任何相似地区表2.表2BLASTp阐发效果略3讨论在对结核杆菌H37Rv的3924条卵白质阐发历程中SignalP共猜测出了573条卵白质含有信号肽；TH猜测出了786条卵白质含有疏水跨膜螺旋，此中623条卵白质含有信号肽.SignalP和TH对信号肽猜测效果的交集为329条，

7、此中150条含有信号肽外疏水跨膜区被列为膜卵白，别的179条卵白不含信号肽外疏水跨膜区因此被列为排泄性卵白.SignalP和TH的原始阐发效果数据量非常大，每条卵白质包罗了“卵白编号、“可信度以及“酶切位点等11项差异信息，因此H37Rv的阐发效果中信息量多达43164条.假设要对4万多条信息举行人工比力将是一项费时、费力的事情，且人工比力的正确性也难过到包管.我们开拓出基于VisualFxPr的“卵白质数据阐发处置惩罚体系，不但能将SignalP和TH的原始阐发效果主动导入数据库，并且可对数据库中的各项数据举行比力，实现了将排泄性卵白和膜卵白的识别事情完全交给盘算机来完成.从前用人工要领大概

8、要消耗数周时间的事情，如今利用这套体系仅需数秒钟即可完成，同时去除了报酬大概造成的错误.卵白质的成效由其特定的空间布局决定，而这种空间布局又由卵白质的氨基酸挨次决定.假设两个卵白质的一级序列相似，尤其是活性位点的一级序列相似，便很大概预示着这两种卵白质具有相似的成效.因此，对未知成效的卵白质举行序列比对是生物信息学中的一项紧张事情.本研究通过对猜测出的179种排泄性卵白举行序列相似性比对BLASTp创造此中有12种为结核杆菌所特有且成效未知.可以假想，这12种卵白质大概对结核杆菌的临床诊断具有必然的埋伏应用代价.作为排泄性卵白，它们也大概是具有庇护性作用的抗原，在治疗结核病的疫苗研究中成为新的

9、靶点14.综上所述，利用该体系可实现对结核杆菌H37Rv排泄性卵白和膜卵白的快速猜测.我们开拓的“卵白质数据阐发处置惩罚体系可以处置惩罚全部SignalP和TH的阐发效果，因此该体系不但能用于结核杆菌的排泄性卵白和膜卵白的猜测，并且还可用于其他原核细胞或真核细胞的排泄性卵白和膜卵白的猜测.作为实行性的研究，本课题还存在许多不敷之处.比方：该猜测体系创立在GSP(Generalseretrypathay)理论底子之上，固然大多数卵白质的排泄途径服从GSP理论，但是卵白质的排泄历程却不止这一种途径，有些卵白质的排泄并不必要信号肽的存在15，这类卵白质无法被该体系检测出来.别的，膜卵白的疏水跨膜区有

10、些是以桶型布局存在16，而非螺旋布局，因此在猜测历程中有大概将这类膜卵白误以为是排泄性卵白.【参考文献】1柏银兰，薛莹，李元，等.结核分枝杆菌排泄卵白PT64的免疫学特性J.第四军医大学学报，2022，25(13)：1182-1184.2SnnenbergG，BelisleJT.DefinitinfybateriutuberulsisulturefiltrateprtEinsbytdiensinalplyarylaidegeleletrphresis,Nterinalainaidsequening,andeletrsprayassspetretryJ.InfetIun,1997，65(11)：

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