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摘要：多种植物体内存在有半胱氨酸蛋白酶抑制剂（cystatin）基因，这些基因对某些病原微生物具有抑制作用，对部分以半胱氨酸蛋白酶为主要消化酶的昆虫具有防治作用。它是植物防卫体系的重要成分，具有研究价值。本实验以拟南芥和荷花的cystatin基因为研究对象，通过已获得的植物cystatin结构域的检索，对它们进行了基因组范围内的基本鉴定。经过结构域的检索鉴定、系统发生树的构建、多序列联配以及保守基序的鉴定分析确定了7个拟南芥和6个荷花的cystatin基因。保守序列分析证明cystatin结构域在蛋白中是高度保守的；系统发生分析表明在荷花、拟南芥和水稻分离之前，cystatin基因家族的结构特征就已经形成并进行了特异性扩张。28061
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毕业论文关键词：半胱氨酸蛋白酶抑制剂；荷花；拟南芥；生物信息学分析
Bioinformatic Analysis of the Cystatin Gene Family in Arabidopsis and Lotus
Abstract: There are cystatin genes in a variety of plants, these genes have inhibitory effects on certain pathogenic microorganisms and control effect on some insecticides which use cysteine protease as the main digestive enzyme. It is an important component of plant defense system and has research value. In this study, cystatin gene of Arabidopsis thaliana and lotus were used as the object of study, and the cystatin domain of the plant was retrieved, and the genomic range was identified. Through the domain identification, phylogenetic tree construction, multi - sequence linkage and identification of conserved motifs, we finally find six cystatin gene of lotus and seven of Arabidopsis thaliana. Conservative sequence analysis showed that the cystatin domain was highly conserved in the protein. The phylogenetic analysis showed that the structural characteristics of the cystatin gene family had been formed and expanded specifically after the separation of the lotus, Arabidopsis and rice.
Key words: cysteine proteinase inhibitor; lotus; Arabidopsis; Bioinformatics Analysis
目 录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1□材料与方法2
1.1□数据库的搜索2
1.2□序列分析2
1.3□亚族间的功能性分歧分析2
1.4□正选择作用分析2
2□结果与分析3
2.1□荷花和拟南芥中的cystatin基因3
2.2□荷花、拟南芥和水稻中cystatin蛋白的保守序列分析5
2.3□系统发生分析7
2.4□亚族之间的功能性分歧 8
2.5□荷花、拟南芥和水稻cystatin基因正选择位点的检验8
3□讨论10
致谢11
参考文献11
拟南芥和荷花Cystatin基因家族的生物信息学分析
蛋白酶抑制剂广泛的存在于植物物种内，它可以有效降低蛋白酶的水解活性，调节蛋白酶的生理活性，还能对蛋白代谢起到某些影响作用。半胱氨酸蛋白酶抑制剂（cystatin）是其中的一类，而它的相关研究目前并不是非常丰富。半胱氨酸蛋白酶抑制剂（cystatin）广泛地分布在自然界中，在多种动植物，微生物体内都有发现，它是一个由与进化相关的蛋白所构成的亚族，参与了多种动植物的生理活动并对它们产生不同程度的影响[1]。
半胱氨酸蛋白酶的第一次发现是在20世纪60年代末，Fossum和Whitaker[2]在研究中发现鸡蛋清中含有某种能够对木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶以及二肽酶活性产生抑制作用的蛋白质类物质，并成功的将其分离出来，得到了半胱氨酸蛋白酶抑制剂。“cystatin”这一名称是由20世纪80年代早期Anastasi等[3]研究者确立的，他们第一次通过亲和层析法成功将半胱氨酸蛋白酶抑制剂分离出来。在这之后，又有许多专家学者对此进行相关研究，研究对象也涉及了动物、植物、微生物中的多个物种，从中分离得到了cystatin基因，构成了一个超家族[4]。