结核分枝杆菌蛋白Rv0089的生物信息学分析

结核分枝杆菌蛋白Rv0089的生物信息学分析

目的 应用生物信息学软件对结核分枝杆菌蛋白Rv0089进行了分析预测。方法 利用ProtParam对Rv0089的氨基酸序列进行分析，SOPMA预测二级结构，PSORTb预测亚细胞定位，CD-search预测功能结构域。结果 Rv0089为碱性蛋白，α-螺旋和无规卷曲是其主要二级结构元件，含有甲基转移酶结构域。结论 通过生物信息学分析获得了该蛋白的信息特征，为进一步研究其生物学功能奠定了基础。

标签：Rv0089 生物信息学 结构域

结核病是当前严重危害人类健康的主要传染病之一，病原体为结核分枝杆菌，有证据表明世界上有将近1/3的人口感染了结核分枝杆菌[1]。多数人不出现明显的临床症状，称为潜伏感染，约5%-10%潜伏感染者可在数年内或数十年内发展为活动性肺结核[2]，HIV感染及多药耐药性的出现使得控制这种疾病变得非常困难[3]。本研究应用多种生物信息学软件对结核分枝杆菌蛋白Rv0089进行了分析预测，希望为早期结核病的诊断以及新的抗结核药物的研制奠定基础。

一、材料与方法

利用ProtParam（http：//web.expasy.org/protparam/）对Rv0089的氨基酸序列进行分析，SOPMA（https：//npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl？page=npsa _sopma.html）预测二级结构，PSORTb（http：//www. psort.org/psortb/index.html）预测其亚细胞定位，CD-search（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrps b.cgi）预测功能结构域。

二、结果与分析

1.一级序列分析 Protparam分析表明Rv0089含有197个氨基酸残基，含有20个强碱性氨基酸（R、K），14个强酸性氨基酸（D、E），84个疏水性氨基酸（A、I、L、F、W、V），37个极性氨基酸（N、C、Q、S、T、Y）。分子量为21.6kDa，理论等电点9.61为碱性蛋白，总平均亲水性为0.123。

2.二级序列预测 SOPMA分析表明α-螺旋和无规卷曲是其主要二级结构元件，无规卷曲主要分布于氨基酸残基的149-164位置。

3.亚细胞定位预测 PSORTb预测表明Rv0089在胞外、细胞壁、细胞膜和细胞质均有分布。

4.结构域预测 CD-search分析表明Rv0089含有甲基转移酶结构域，位于27-120氨基酸残基处（图1）。

三、讨论

经CD-search分析Rv0089含有甲基转移酶结构域，其应属于甲基转移酶超家族。甲基化反应在生物体内是非常普遍也是非常重要的，甲基转移酶催化甲基化反应，常以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）作为甲基供体[4]。研究表明许多重要的生理环节都涉及到甲基转移酶的调控作用，比如组蛋白甲基化修饰会影响异染色质形成、X染色体失活[5]，O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（MGMT）具有DNA修复的功能等等[6]。因此Rv0089可能也涉及到结核分枝杆菌H37Rv的多个生理环节。

本文利用多种生物信息学软件对结核分枝杆菌蛋白Rv0089进行分析预测，为进一步研究其生物学功能及潜在的临床应用前景奠定了基础。

参考文献

[1]Victor TC， van Helden PD， Warren R. Prediction of drug resistance in M. tuberculosis： molecular mechanisms， tools， and applications[J]. IUBMB Life. 2002；53（4-5）：231-237.

[2]Druszczyńska M1， Kowalewicz-Kulbat M， Fol M，et al.Latent M. tuberculosis infection--pathogenesis， diagnosis， treatmentand prevention strategies[J]. Pol J Microbiol. 2012；61（1）：3-10.

[3]Cardona PJ.The Progress of Therapeutic Vaccination with Regard to Tuberculosis [J]. Front Microbiol.2016；7：1536.

[4]Bauerle MR， Schwalm EL， Booker SJ.Mechanistic diversity of radical S-adenosylmethionine （SAM）-dependent methylation[J].J Biol Chem. 2015；290（7）：3995-4002.

[5]Ma F，Zhang CY. Histone modifying enzymes： novel disease biomarkers and assay development[J]. Expert Rev Mol Diagn. 2016；16（3）：297-306.

[6]Agarwal S， Suri V，Sharma MC， et al.Therapy and progression-induced O6-methylguanine-DNA methyltransferase and mismatch repair alterations in recurrent glioblastoma multiforme[J]. Indian J Cancer.2015；52（4）：568-573.

作者簡介：付陈增（1989-），女，于漯河医学高等专科学校微生物免疫教研室工作。