甘肃农业科技第52卷第2期Gansu Agr.Sci.and Techn.No.2Vol.5231 N-酰基#丝氨酸内酯酶的生物信息学分析 "，许晶#，沈城辉#，许继国！，"，饶友生!，2
（1.南昌师范学院生物，33OOOO； 2.重点实验室，江西南昌33OOOO； 3.学院生物系，33OOOO）
男生恋爱后患接吻病
摘要：采用生物信息学分析方法，对沼泽红假单胞菌N-酰基高丝氨酸内酯酶理化性质和结构特征进行预测。结果表明，该蛋白为稳定的亲水性蛋白，定位在细菌的细胞质中，无信号肽结构。二级结构中含有！-螺旋、转角、延伸链和无规则卷曲等结构元件，螺旋和无规则卷曲对三级结构的稳定和功能发挥具有重要意义。含有6酸化位，无结构。1细菌。
关键词：沼泽红假单胞菌；N-酰基高丝氨酸内酯酶；生物信息学
中图分类号：Q939.96文献标志码：A文章编号：1001-1463（2021）02-0031-07
而：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.02.008|
Bioinformatics Analysis of N-acyl Homoserine Lactonase
YANG Yanbei1,2,XU Jing3,SHEN Chenghui3,XU Jiguo1,2,RAO Yousheng1,2
(1.Institute of Biotechnology Research,Nanchang Normal University,Nanchang Jiangxi330000,China;
2.Province Key Lab of Genetic Improvement of Indigenous Chicken Breeds,Nanchang Jiangxi330000,China;
3.Department of Biology,Nanchang Normal University,Nanchang Jiangxi330000,China)
Abstract:The aim of the present study was to understand the physical and chemical properties and structural characteristic of N-acyl homoserine lactonase in Rhodopseudomonas palustris by bioinformatics method. The results showed that the protein was a stable hydrophilic protein.The protein was localized in the cytoplasm of bacteria.The protein had no signal peptide structure.The secondary structure of the protein contained!-helix,"一angle,extended chain and random coil.The!-helix and random coil played an important role in the stability and function of tertiary structure.The protein contained six phosphorylation sites.The protein had no transmembrane domain.The protein was involved in quorum sensing quenching.
Key words:Rhodopseudomonas palustris;N-acyl homoserine lactonase;Bioinformatics;Biofilm; Analysis
沼泽红假单胞菌可作为微生物饲料添加剂，属于益生菌，广泛地应用于水产养殖业]2]O生物被膜能够增强益生菌对温度、胃酸和机械剪切力的抵抗能力。生物被膜包埋到微胶囊中创造了新一代的益生菌，国内外学者称之为“第四代益生菌”。微胶囊技术和生物被膜的结合，进一步了益生菌对于的抵抗能力。“第四代益生菌”
的抗能力和，对于低温储藏和胃液处理，存率M3N O
应菌生物学能的一为，菌生物被
收稿日期：2020-11-07
基金项目：国家自然科学基金（31460595学GJJ181090学院基金（NSBSJJ2018023学级20RWYB02学11531。
作者简介：1986—）,，，，，为蛋白质学和生物信息学。Email:73**************。
通信作者：生（1964—），男，江西南昌人，教授，博士，研究方向为遗传学°Email：rys8323571 @aliyun o
膜的形成⑷。革兰氏阴性细菌体感应系统主要由N-酰基高丝氨酸内酯类信号分子介导，信号分子的浓度随细菌密度的增加而增加，当达到或超过阈值时，信号分子同受体结合从而触发信号转导，导致细菌生物被膜的形成[5]o N-酰基高丝氨酸内酯类信号分子对革兰氏阴性细菌体感应系统的调控具有十分重要的作用，过或N-酰基高丝氨酸内酯的合成，达到体应系统的o体应过信号分子的合成，信号分子的浓度，或信号分子结构，从而细菌体应系统的功能。N-酰基高丝氨酸内酯酶作为广泛在的体应酶，的性[6&7]o N-酰基高丝氨酸内酯酶，用生物信的分，
性性/疏水性细
信号结构结构酸
膜结构能结构分，在为菌生物被膜形成基，为生物被膜增
的发o
1材料与方法
1.1数据来源
菌N-酰基高丝氨酸内酯酶生物信（NCBI的，为WP_119858436.1[N-acyl homoserine lactonase family protein（Rhodopseudomonas palustris）]。
1.2研究方法
在生物信具分N-酰基高丝氨酸内酯酶的用Prot-Param（https：///protparam/）分析理化性，利用ProtScale（https：///protscale/）进行亲水性、疏水性的分，利用PSORTb version3.0.2（https：///psortb/）和LocTree3（https：// /services/loctree3/）进行细菌亚细胞定位分，利用SignalP 4.1Server （www.cbs.dtu.dk/services/SignalP-4.1/）信号肽分析和预测，利用SOPMA（https：//npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl V pagew/NPSA/npsa_sopma.html）进行蛋白质二结构分，利用SWISS-MODEL （https：///）进行蛋白质结构分，用NetPhosBac1.0 server https//services.healthtech.dtu.dk/service. php?NetPhosBac_1.0）进行细菌蛋白质的磷酸分析和预测。利用TMHMM2.0server （https：//services.healthtech.dtu.dk/service.php? TMHMM-2.0膜结构的分
，用NCBI的CDD https //bi.v/Structure/i）能结构分 o
2结果与分析
2.1N-酰基高丝氨酸内酯酶理化性质分析
用ProtParam分N-酰基高丝氨酸内酯酶的性o N-酰基高丝氨酸内酯酶的分子为31488.50Da，
为5.14o氨基酸为284，
的是甘氨酸（28，9.9%）、丙氨酸（27,9.5%）、天冬氨酸（24个，8.5%）、亮氨酸（24，&5%）o N-酰基高丝氨酸内酯酶有3半胱氨酸，推N-酰基高丝氨酸内酯酶可能具有二硫键结构。N-酰基高丝氨酸内酯酶不具有卩比咯赖氨酸硒半胱氨酸稀有氨基酸。N-酰基高丝氨酸内酯酶的氨基酸组成分别为丙氨酸（27，9.5%）、精氨酸（19，6.7%）、天冬酰胺（7，2.5%天冬氨酸24，8.5%半胱氨酸（3,1.1%）、谷氨酰胺（9 ，3.2%）、谷氨酸13， 4.6%甘氨酸28，9.9%
组氨酸（8，2.8%）、异亮氨酸（15，5.3%亮氨酸24，8.5%赖氨酸7，2.5%氨酸（8，2.8%）、苯丙氨酸（15
，5.3%）、脯氨酸（12，4.2%）、丝氨酸（17，6.0%）、苏氨酸（15，5.3%）、氨酸（7，2.5%）、酪氨酸（9，3.2%）、纟颉
氨酸（17个，6.0%）。N-酰基高丝氨酸内酯酶带负电荷氨基酸残基数（天冬酰胺+谷氨酸）为37个，带正电荷氨基酸残基数（精氨酸+赖氨酸）为26个，其分子式为C14O7H2143N387O416S11，原子总数为4364。假设N-酰基高丝氨酸内酯酶所有的胱氨酸残基以半胱氨酸的形式出现，即形成二硫键，N-酰基高丝氨酸内酯酶的消光系数为52035L/（mol-cm），吸光度（A280）为1.653；假设二硫键全部打开，N-酰基高丝氨酸内酯酶的消光系数为51910L/（mol-cm），吸光度/A280）为1.649o当N-酰基
高丝氨酸内酯酶的N端为甲硫氨酸时，在哺乳动物网织红细胞中的半衰期为30h，在酵母体内的半衰期大20h，在大体内半衰期大10h。N-酰基高丝氨酸内酯酶的
系数为24.62，40，在中：，N-酰基高丝氨酸内酯酶为
蛋白。N-酰基高丝氨酸内酯酶脂肪指数为80.42，亲水均为-0.187o亲水-均为负，N-酰基高丝氨酸内酯酶为亲水蛋白。
2.2N-酰基高丝氨酸内酯酶亲水性/疏水性分析
ProtScale分N-酰基高丝氨酸内酯酶的亲水/水1以出，在N-酰基高丝氨酸内酯酶中，第119位谷氨酸有分-2.689，亲水性
ProtScale output fOr user_sequence
50100150200250
Position
Hpkob./Kyte B Doolittle-----
图1N-酰基高丝氨酸内酯酶亲水性/疏水性预测
；第38氨酸有高分 2.267，水亲水性氨基酸数，亲水均为-0.187，N-酰基高丝氨酸内酯酶现为亲水
2.3N-酰基高丝氨酸内酯酶亚细胞定位分析
PSORTb version3.0.2是目前最精确的细菌定位预测工具之一，PSORTb version 3.0.2分N-酰基高丝氨酸内酯酶的细胞N-酰基高丝氨酸内酯酶的细胞分数分为细胞8.96，细胞t 0.51，0.26，0.01，细胞0.26
分数N-酰高丝氨酸内酯酶
在细的细胞中Loc Tree3分
N-酰基高丝氨酸内酯酶的细胞，
2所N-酰基高丝氨酸内酯酶在细胞中，细胞分数为100，
度99%。基2在的细胞
，N-酰基高丝氨酸内酯酶在细胞中
图2N-酰基高丝氨酸内酯酶亚细胞定位预测2.4N-酰基高丝氨酸内酯酶信号肽分析
利用SignalP4.1Server分析了N-酰基高丝氨酸内酯酶的，3所原C大在第48个氨基酸，分为0.132；Y大在第48个氨基酸，分0.137;低通滤波器
S大在第27个氨基酸，分为0.262；
S值为第1〜47个氨基酸，平
0.134；D为第1〜47个氨基酸，
0.136；0.570。
D
号肽S最大值和综合剪切位点Y最大值的平均值，对区分是否为分泌蛋白具有至关重要的作用。D值小于临界值，未发现信号肽序列，故推断N-酰基高丝氨酸内酯酶为非分泌性蛋白。
SignalP-4.1prediction（gram-networks^1
010203040506070
Position
图3N-酰基高丝氨酸内酯酶信号肽分析结果
2.5N-酰基高丝氨酸内酯酶二级结构分析
利用SOPMA分析了N-酰基高丝氨酸内酯酶的二级结构，结果如图4所示：N-酰基高丝氨酸内酯酶可能包含的二级结构分别为螺67个，23.59%；"-
28,9.86%
王学左派
64,22.54%；无规则卷曲（紫125 ,44.01%。可见无规则卷曲是N-酰基高丝氨酸内酯酶二级结构中最大的结构元
件
10203040506070
I I I I I MTDWSI W TFQFAEGRL P LDFVWTPVASNQGTTAVPMI F SLLQSAQGERVLVDTGFASGASMTGMFKDF eee«eee ee«e-ccttc:eee«ee：ttttc««e«ett chhhhh：«e VRSDEI L ARHGI A POAI O TLVLTHLHFDHAGMLDAFPNATI Y VQRYEYESWKRI I T RY6EGGVRKDRWVF i h hhhhhttc：：r eeeeeec^<ctttcc«aeechhhhhhhhhhhh::hhhe SSLDADNFRALDAAI E AGRVQLLOGOYDLRDGVTCRLAKDTHSFGI Q WLEVATSAGNYALAGDVCYSYFC --:thhhhhhhhhhhtt-eeee<ccccccttceeeeet_;:ttcett«eecttcceeeetchhhhhhh GERMWPPGYMQGWPWTMLDEI E RI K RVAGDDLAFMLP6HDMEI F SRFPSCI S MGVKVAELHLAAGHDSLI hct«ccccccc<hhhhhhhhhhhhhhhtcc:c«ecccc<chhhhhccccccccce«eMhhctt; GPKQ
cccc S0PMA:Al p ha h«lix(Hh):
3te htlix(Gg): Pi htlix(Xi): Beta bri d ge(Bb): Extended strand(Ee): Beta turn(Tt): Bend regi o n(5s): Random coil(Cc): Ambi g uous states(?): Other states:
50刚洲l||l
50100150200
100150200
图4N-酰基高丝氨酸内酯酶二级结构预测
2.6N-酰基高丝氨酸内酯酶三级结构分析
利用SWISS-MODEL分析了N-酰基高丝氨酸内酯酶三级结构，得到以PDB ID：3aj3.1.A（4-内酯酶）为的，作为的N-酰基高丝氨酸内酯酶图5,N-酰基高丝氨酸内酯酶序为23.87%o N-酰基高丝氨酸内酯酶
的分GMQE）为0.55, 1o GMQE是，匚
的GMQE01，高可性高SWISS-MODEL, N-酰基高丝酸内酯酶的三级结构（图6），可螺和无规则卷曲结构，
，推！-螺和无规则卷曲对N-酰基高丝酸内酯酶能的发具有重要作用
Model_01
Model,1
3aj3.1
Model_01
Model_01
3aj3.1
讲道集Model_01
图5N-酰基高丝氨酸内酯酶预测模型与
模板序列比对
图6N-酰基高丝氨酸内酯酶三级结构预测2.7N-酰基高丝氨酸内酯酶磷酸化位4分析
利用NetPhosBac1.0server分析了N-酰基高丝酸内酯酶的酸位图7可，酸位有6，中丝酸磷酸位包73S基分0.621）、183S 基分0.581194S基分0.525 278S基分0.501，酸酸
位
包括24T（残基得分0.510）、174T（残基得分0.508）。残基得分介于0和1，当得分高于0.5时，残基被预测为磷酸化位点。
NetphosBac1.0a：predicted phosphorylation sites in WP119858436.1
2.8N-酰基高丝氨酸内酯酶跨膜结构域分析
利用TMHMM2.0server分析了N-酰基高丝氨酸内酯酶的跨膜结构域，结果如图8所示。预测N-酰基高丝氨酸内酯酶位于膜外的概率接近100%，位于膜内和跨膜区域的概率几乎为0。因N-酰基高丝氨酸内酯酶无跨膜结构域，所以图8中不显示相应标记。推测N-酰基高丝氨酸内酯酶不属于跨膜蛋白。
TMHMM posterior probabilities for WP_119858436.1
A
占(
1(
050100150200250
活动顶尖utside-----图8N-酰基高丝氨酸内酯酶跨膜结构域预测2.9N-酰基高丝氨酸内酯酶功能结构域分析
利用NCBI的保守域数据库（CDD）进行功能结构域分析，N-酰基高丝氨酸内酯酶参应。图9, N-酰基高丝氨酸内酯酶在31-251位氨基酸处含有保守结构域AHL_lactonase_MBL-fold，结构域属于MBL折叠金属水解酶超族，族功能的水解酶
。N-酰基高丝氨酸内酯
应中基因
的分子。N-酰基高丝氨酸内酯酶
应功，化N-酰基高丝氨酸内酯的高丝氨酸内酯的水解和，b
我的兵之初应功能的。
3小结与讨论
当以数时
用的的8$。
属于的，为
用，高的应用＜］。高酸、
10］，被膜的能解11-12］。
相，高被膜
的的、耐酸和抗冷冻干燥能力】13J我们利用NCBI的保守域数据库进行功能结构域分析，结果显示N-酰基高丝氨酸内酯酶参
应灭。应之间通过分子进行交流的通讯，可现出不同的理行为，例如被膜的形长】14-16=应灭
Query seq.
Supeific hits Superfamilies
50150
100
Zn binding site
Zn binding si
200250284
active
Zn binding site匚
metallo-hydrolase—like MBL—fold superfamily
图9N-
酰基高丝氨酸内酯酶功能结构域预测
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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