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题目

猪MMP9基因的序列及分子进化分析

吴 潇 ,王起山 ,潘玉春

? MMP9

属于基质金属蛋白酶家族成员 ,该家 族是细胞外基质降解过程中必不可少的酶.

? 基质金属蛋白酶是自然界进化中高度保守的

一组 Zn+依赖性内肽酶 ,广泛分布于植物 、 脊椎动物 ,无脊椎动物中。

概要
一、通过分析NCBI数据库中猪MMP9基因的序 列 ,发现存在长为 500bp的不匹配区城 ,针对该区 城设计两时引物进行扩增 ,得到猪 MMP9 基因确 切的基因组序列 。

二、结合NCBI中已有的14个物种MMP9 的氛基 酸序列 ,利用生物学软件进行了分子进化分析。

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DNA提取 ↓ 引物设计 ↓ PCR扩增 ↓ 载体构建、转化与测序 ↓ 序列鉴定

?

通过NCBI网 站 的BLAST软件 ,将测序 后获得的DNA序列与GenBank 数据库 中公布的己知生理功能基因进行序列 同源性比较 ,鉴定DNA序列使用BLAST Two在线软件对序列进行两两比对 ,找 出碱基出现替代 、颠倒 、缺失或者插 入的位点。

? 一、蛋白质及cDNA序列获取:从

NCBI数 据中检索已发表的所有动物 MMP9基因的 蛋白质序列及cDNA 序列 。
MEGA4软 件对包括猪在内的14个物种 MMP9基因的 蛋白质序列进行多重比对分析 ,采用邻接法 构建进化树。

? 二、MMP9基因的进化分析:利用

? 先用CODEML的Branch模型分析不同动物

种在每次分化时受到的选择作用 , 再用Site 模型分析各氨基酸在进化中受到的选择作用

四、猪MMP9三级结构预测
? 使用CPH

models 网络服务器来预测蛋白质 三级结构 ,通过PASMOL软件阅读预测结果

?

物种间MMP9基因CDS序列的比较

可以看出 ,猪 MMP9 基因的CDS序列与牛的序列相似性最 高 , 其次是马 ,接着依次是人 、黑猩猩 、短尾猿 、大鼠和 小鼠。在7个物种 中 , 人与黑猩猩 的序列相似性最 高 , 为 99%,黑猩猩和小鼠的相似性最低 ,只有77.8%。

从图中可以看出, 14个物种明显归为2类 , 8个哺乳动物 种为一紧密类群 ,鸡与爪蟾和鱼类聚为一松散类群

? 由以

PAML4的Branch模型运算得出MMP9 基因在猪 、马与牛的分化过程中受到纯化 选择作用 。而其他分支同样受到纯化选择 作用 。 ? PAML 的Site模型运算结果显示 ,猪MMP9 基因的 26R,61R,68E,69S,75G,80L,113R,338S,544V ,570K 是正选择氨基酸位点。


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