Key Words:Wheat; COXVIIa protein; Sequence characteristics; Evolution analysis

  引言

线粒体是真核细胞中的双层膜封闭的半自主性细胞器[1]，它在细胞凋亡、活性氧(ROS)的生成和能量的产生等过程中具有及其重要的作用[2]。细胞色素C 氧化酶是真核细胞中线粒体呼吸电子传递链的第四个中心酶复合物，可以接受还原态细胞色素C的四个电子，并传递给氧气分子，将氧气转化为两个水分子[8]，且在进行磷酸化反应时偶联着ADP的生成，磷酸化过程中所释放的能量被存储于生物体最基本的能量分子ATP中[3]，供细胞的正常生命活动需要。

COX是生物体在细胞中进行氧化反应和合成ATP过程中最关键的限速酶，是一个由13个亚基组成的复合蛋白体[4]。COX与炎症[8]、胃肠、肿瘤[1]和心血管等疾病密切相关。现已证明，COX I是细胞中血小板在表达的唯一同工酶，除此之外，COX I在炎症的形成过程中也十分重要，它既参与其形成又会使之加重，而COXII与炎症的形成关系不是很大，似乎与其早期的病症有关[11]，主要的是在慢性炎症阶段表现出拮抗的作用。另外COXII还可以通过参与调节的方式来对胃实施保护作用，比如调节胃上皮细胞的增生，调节黏膜对应激性损伤抵抗力的强度等。最近有研究表明，COX的几个亚基在一些诱导下表达出改变其酶的活性或者功能，另外，在中国春小麦3B染色体上发现COX Vc和Vb 和COX亚基基因有些相似，但还有待进一步验证[5]。

而到目前为止，有关COXVIIa的研究还很少，其结构和功能也不清楚。因此，分析COXVIIa序列特性及进化已成为迫切的问题。本文对小麦COXVIIa序列特性及进化进行生物信息学分析，为进一步研究其结构与功能之间的关系提供理论依据。

1.主要内容和研究方法  

1.1 序列查询和下载

在NCBI数据库中输入关键词Cytochrome c Oxidase(COX)、Ⅷa亚基、Sequence analysis ，找到小麦COXVIIa的序列并下载，如下：

    ACAACGCTACCCCCAAATCCCCAGCCTCCAGATCCACCCGCCGCCGC

  CGCCACCCCCGTCGCTTCCCGCCCCCCGCGCGCCCCAGCCAGCCAGG

ATG ACG CTC GAA GAA GCA CCA TTT TAC CCA CGC GAG

M   T   L   E   E   A   P   F   Y   P   R   E

AAG CTC GTT CAG AAG CAG CAG TAT TTC CAG AAG CTG

K   L   V   Q   K   Q   Q   Y   F   Q   K   L

AGC AAG CAT ATC CAC CTT AAA GGC CGT TAC GAT GTG

S   K   H   I   H   L   K   G   R   Y   D   V

GTC ACC TCC GTT GCC ATT CCC CTT GCG CTT GCT GGC

V   T   S   V   A   I   P   L   A   L   A   G

ACC AGC TTG TTC ATG ATT GGC CGT GGG ATC TAC AAC

T   S   L   F   M   I   G   R   G   I   Y   N

ATG TCT AAT GGG ATC GGG AAA AAG GAG TGA

M    S   N   G   I   G   K   K   E   *

ATTTCTGTGGGTTTTGCTAGTATCTCAGTAAGCGGCATGGAAGCAATA

CTGCCCAAGCTATGATGTCATCTTCGTTTGCAAATAATATTGTCAGAGA

AAGACTCGGGTCCATTTCATGTTCTCTTTTGTTGGTATTTGTGGATGCT

TGCTAAACTTGCAATGATGATGCTATAACATCAGCATCGTCCACTTTG

1.2 理化性质分析分析

    利用生物信息学工具Protparam分析小麦COXVIIa蛋白序列的氨基酸组成、消光系数和不稳定系数等基本理化性质[12]

1.3亚细胞定位, 跨膜与疏水性分析：

    进入网站SubLoc v1.0进行小麦COXVIIa基因亚细胞的定位分析，在Expasy上利用TMHMM 工具对该蛋白质进行跨膜区和跨膜方向的分析;利用生物学软件BioEdit (http://www.mbio.ncsu.edu/BioEdit.html) 进行疏水性分析。

1.4 电子表达、保守结构域分析

   超链接Unigene数据库对其进行电子表达分析， 利用BLASTp同源搜索该蛋白的保守结构域。