不同物种的细胞色素c分子异同对比分析

本文格式为Word版，下载可任意编辑——不同物种的细胞色素c分子异同对比分析生化作业10/20/2023

不同物种的细胞色素c分子异同比较分析

细胞色素C是生物氧化反应中一种起重要作用的蛋白质,它以铁

叶琳为辅基,卟琳的SH基和Fe原子可与蛋白质分子中的氨基酸相结合，人和其他各种生物的细胞色素C已经分开提纯，其蛋白质结构比较明白，对近百个生物种，包括各种不同的动物、植物、真菌和细菌的细胞色素C的蛋白质结构进行了化学分析，证明白大部分生物细胞色素C的蛋白质由105个左右的氨基酸组成，一除少数氨基酸顺序略有变动外，大部分氨基酸的顺序是一致的。

所选用的物种分类

物种果蝇黑猩猩狼牛松鼠智人野猪文昌鱼蜜蜂拟南芥向日葵玉米界动物界动物界动物界动物界动物界动物界动物界动物界动物界植物界植物界植物界门节肢动物门脊索动物门脊索动物门脊索动物门脊索动物门脊索动物门脊索动物门脊索动物门节肢动物门被子植物门被子植物门被子植物门纲昆虫纲哺乳纲哺乳纲哺乳纲哺乳纲哺乳纲哺乳纲头索纲昆虫纲双子叶植物纲双子叶植物纲单子叶植物纲目双翅目灵长目食肉目偶蹄目啮齿目灵长目偶蹄目文昌鱼目膜翅目十字花目菊目禾本目科果蝇科人科犬科牛科松鼠科人科猪科文昌鱼科蜜蜂科十字花科菊科禾本科属果蝇属黑猩猩属犬属牛属松鼠属人属猪属文昌鱼属蜜蜂属拟南芥属向日葵属玉蜀黍属白色念真菌届真菌门珠菌链孢菌原核生细菌门物界

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十四个物种的细胞色素c蛋白质一级结构

黑猩猩和牛的细胞色素c的序列对比

黑猩猩和玉米的细胞色素c序列对比

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上图中，十四个物种分别来自于不同的界门纲目，共有的保守氨

基酸序列有43个，一致性十分高，其中黑猩猩和智人的序列式完全一致的，通过黑猩猩和

牛的序列对比发现，同为哺乳动物，它们的细胞色素c序列几乎完全一直，只有少数几个突变点；通过黑猩猩和玉米的细胞色素c的序列对比发现，它们显然没有黑猩猩和牛的序列一致性高，但仍有超过一半的一致性序列。

虽然有的物种在亲缘关系中相隔很远,但是氨基酸顺序好多一致,说明它们在进化过程中,是由共同祖先演化而来的，又由于生物有机体突变,，在某一个历史阶段,产生了大量不同的个体,各自朝不同的方向演化,所以,各个生物有机体细胞色素C氨基酸排列顺序不完全一致。不同物种之间的亲缘关系越近,其细胞色素C的结构越相像,反之差异越大。但同时虽然朝着不同的方向进化，但是细胞色素c的好多氨基酸序列的进化是十分保守的，因此可以推测这些序列在细胞色素c的基本功能方面发挥着很重要的作用，对细胞色素c的结构稳定起着关键的作用。

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白色念珠菌、牛和智人分别属于不同的界、门、纲、目,它们之间的亲缘关系，总的看来是相距很远的，也有的相对说来亲缘关系比较近,例如智人和牛,这种亲缘关系在它们的细胞色素C的一级结构中明显地反映出来。以下是通过它们的细胞色素c的序列构建的进化树。

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DifferencecountMatrix

DifferenceCountMatrix果蝇黑猩猩果蝇ID98黑猩猩98ID狼9711牛9810松鼠988智人980野猪9810文昌鱼106105蜜蜂2298拟南芥104107向日葵102105玉米104105白色念珠菌104105链孢菌3498狼9711ID3121131059810710510410497牛98103ID91001059810710510410498松鼠988129ID891059810710510310399智人98011108ID101059810710510510598野猪981030910ID1059810710510410498文昌鱼106105105105105105105ID1061051014242106蜜蜂22989898989898106ID10410310310341拟南芥104107107107107107107105104ID16105105108向日葵10210510510510510510510110316ID104104106玉米白色念珠菌链孢菌10410434105105981041049710410498103103991051059810410498424210610310341105105108104104106ID01030ID103103103ID

根据多种生物细胞色素C氨基酸序列的差异程度,可绘出生物进化的系统树。这个系统树与过去传统的依靠形态和解剖上特征绘制的系统树基本上相符。但是,这种系统树比过去的系统树有更多的优点,它反映了生物本质。由于蛋白质是生命活动基础，并且蛋白质的结构可以定量,故在这种系统树上有了量的概念,这是老的系统树做不到的。对于一些个体大的高等生物,由于它们形态结构繁杂,异同之处十明显显,所以用形态和解剖的方法绘制进化的系统树令人信服,而对于一些形态微小、结构简单的微生物进化,只有用这种新方法才能得出更加可靠令人信服的结果。

十四个物种细胞色素c序列中高度保守氨基酸数目统计

种类数目G9F2C1Q1H1T2EKPLRYNWID1832232111这些高度保守的氨基酸多分布在无规则卷曲和β突起中，由于无规则卷曲寻常与蛋白质功能密切相关，β突起细调肽链走向而影响蛋白质三维结构，要形成具有稳定功能和稳定结构的细胞色素c，这些高度

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保守的氨基酸序列十分关键，并且不能突变，突变会造成其蛋白质功能缺失而被淘汰，这也从另一个角度说明白分子进化的理论依据。

十四个物种细胞色素c序列熵图

这个图说明的是细胞色素c序列上不同位置氨基酸的突变率，峰

值越高，则突变的可能性越大；谷处的氨基酸位置则是一些