金屬硫蛋白基因的分子進(jìn)化分析.pdf

1、金屬硫蛋白（metallothionein，MT）是一種具有重要生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)。迄今為止，發(fā)現(xiàn)并確定了氨基酸序列的金屬硫蛋白超過200種。金屬硫蛋白一般由61～68個(gè)氨基酸組成，含有保守的20個(gè)半胱氨酸殘基，能夠有效地結(jié)合銅鋅等重金屬，具有維持微量元素的代謝平衡、重金屬解毒、影響細(xì)胞的增殖與凋亡、清除自由基及參與應(yīng)激反應(yīng)等重要的生物學(xué)功能。
　　 金屬硫蛋白的編碼序列及氨基酸序列包含了大量的生物信息。傳統(tǒng)研究過多地集中于金屬

2、硫蛋白的結(jié)構(gòu)和功能，而忽略了對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能起決定作用的基因序列、代謝途徑和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等的研究。這些序列中含有大量的生物信息，從中挖掘出重要的生物知識(shí)，有利于為金屬硫蛋白的深入研究提供參考和指導(dǎo)。
　　 本研究從金屬硫蛋白的數(shù)據(jù)庫(kù)中搜集其編碼序列及氨基酸序列，利用貝葉斯方法構(gòu)建其系統(tǒng)發(fā)育樹。同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育樹，將金屬硫蛋白基因劃分為五個(gè)亞家族，對(duì)每個(gè)亞家族進(jìn)行氨基酸使用頻率統(tǒng)計(jì)以及選擇壓力分析，指出了在進(jìn)化中較保守的對(duì)其功能有重要作

3、用的氨基酸位點(diǎn)以及各亞家族在進(jìn)化過程中受到的選擇作用。
　　 本研究同時(shí)搜集了哺乳動(dòng)物的金屬硫蛋白基因及氨基酸序列，利用鄰接法構(gòu)建了哺乳動(dòng)物金屬硫蛋白基因的系統(tǒng)發(fā)育樹。同時(shí)對(duì)哺乳動(dòng)物金屬硫蛋白基因進(jìn)行選擇壓力分析與功能分歧分析，以對(duì)哺乳動(dòng)物金屬硫蛋白基因在進(jìn)化中受到的正選擇作用進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物金屬硫蛋白基因主要受到純化選擇及中性選擇作用，而且其在進(jìn)化過程中曾經(jīng)或正在經(jīng)受正選擇作用。并且檢測(cè)到一些可能受到正選擇的氨基酸位點(diǎn)。

4、這些氨基酸位點(diǎn)對(duì)哺乳動(dòng)物金屬硫蛋白基因功能分歧可能有重要作用。本研究為進(jìn)一步探討哺乳動(dòng)物金屬硫蛋白基因的不同功能及其重要氨基酸位點(diǎn)提供了重要參考，便于進(jìn)一步研究其結(jié)構(gòu)與功能。
　　 本研究利用金屬硫蛋白的氨基酸序列及其編碼序列，對(duì)金屬硫蛋白進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建，從整體上了解了金屬硫蛋白基因的進(jìn)化歷史。通過對(duì)金屬硫蛋白基因進(jìn)行選擇壓力分析以及功能分歧分析，獲得了一定成果，從遺傳本質(zhì)上和進(jìn)化歷史對(duì)哺乳動(dòng)物金屬硫蛋白更深入的了解，便于進(jìn)