论文部分内容阅读
碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)结构域是一段高度保守的氨基酸基序，是真核生物中一类能结合DNA的转录因子。这些bHLH蛋白在动物、植物与真菌各种发育过程中起着重要的调控作用，例如在植物中的气孔与胚胎发育、动物中的细胞周期调控、性别决定与细胞分化，以及真菌中的糖酵解、麦角固醇与磷脂合成等。由于家犬在种间具有丰富的遗传与形态多样性，因此它在遗传学、生理学与行为研究中常被当作模式生物来研究。同时它还适用于哺乳动物呼吸与心血管功能的研究。然而至今为止，家犬的bHLH方面的研究却鲜有报道。 bHLH基序是由两段功能不同的保守结构域组成，合在一起的总长度约为60个氨基酸。bHLH结构域的氨基端是由13个氨基酸残基组成的能结合DNA的碱性(Basic)区域。与碱性区域羧基端相邻的是螺旋-环-螺旋(Helix-Loop-Helix)区域，它包含大约45个氨基酸，主要功能是与其他bHLH蛋白形成二聚体。根据其进化关系、DNA结合序列以及功能特点，现在动物bHLH转录因子被分成了6个高阶组以及45个家族。 本论文中，我们全面地鉴定了家犬bHLH转录因子的家族成员并且系统分析了家犬bHLH的DNA与氨基酸序列的结构特点。我们首先在家犬基因组中成功鉴定出115条bHLH基因，并且根据系统发生关系将这115个基因归入了44个家族与6个高阶组中，其中51、26、14、4、12与4个成员被分到了对应的6个不同的高阶组（分别用A到F表示）里，剩下的4个基因被归入“孤儿”基因家族。Delilah家族中没有发现任何家犬bHLH基因。此外，基于家犬与其余6种脊椎动物bHLH氨基酸位点的熵值分析表明bHLH结构域在脊椎动物中是非常保守的。从整体上来说，bHLH结构域之外的氨基酸序列，在不同的bHLH蛋白中差别很大。然而一些特殊的结构域通常存在于特定的bHLH高阶组中。我们发现家犬bHLH蛋白中最常见的是PAS/PAC结构域、ORANGE结构域、“WRPW”肽链以及亮氨酸拉链结构域，并且大部分结构域都位于bHLH基序的羧基端。基于内含子的分布、位点以及相位的研究表明来自大部分相同家族的bHLH成员拥有相同的内含子分布特征。以上的这些发现进一步验证了基于家犬bHLH基序的系统发生分析的准确性。 总体来说，我们使用了一系列生物信息学以及系统发生分析工具全面地对家犬bHLH成员进行了鉴定与分类，这填补了之前的空白。我们希望我们的成果能为今后研究真核生物bHLH基因的多样性进化分析以及家犬生长发育过程中bHLH蛋白的调控作用提供有用的信息。