摘要：本研究从NCBI数据库中查询并下载了10条油菜COX-2蛋白亚基相关序列，并采用生物信息学技术及方法对此蛋白亚基序列从基本理化性质，跨膜螺旋区、疏水性、亚基保守区域、亚细胞定位、基因定位，基因结构，以及进化关系等方面进行分析。结果表明，这10条COX-2蛋白亚基均由20种常见氨基酸组成，含260或440个氨基酸残基，具有COX2_TM和CcO_II_C两个典型的保守结构域；该蛋白为稳定的亲水性蛋白，定位于线粒体中，且可靠性很高，在42-62位氨基酸和83-105位基酸处存在两个跨膜螺旋区；该蛋白序列与烟草、油茶、萝卜的同源蛋白序列相似性较高，其中与萝卜具有相同的节支位点，进化树上距离相等，亲缘关系很近。研究结果为揭示油菜COX-2蛋白亚基结构与功能提供了理论依据。

关键词：油菜；COX-2蛋白亚基；生物信息学

Sequence Characters and Evolutionary Analysis of COX-2 Protein Subunit in Brassica napus L.

Abstract: In this study, ten Cox-2( Cytochrome c oxidase subunit 2 ) protein subunits sequence in rapeseed were queried and downloaded from NCBI database. We analysed its chemicophysical properties, transmembrane helical region ,  hydrophobicity, conserved domain, subcellular localization, gene mapping,  gene structure, evolutionary relationship about COX-2 protein subunit by using  bioinformatics technology and method. The results showed that ten COX-2 protein subunits were composed of 20 kinds of amino acids, and it included 260 or 440 amino acid residues with COX2_TM and CcO_II_C two typical conserved domain, the protein was a stable hydrophilic protein with high reliability and located in mitochondria, it contained two transmembrane helical regions, the alignment region were 42-46 bp and 83-105 bp, it had higher sequence indentities with that of other plants including tobacco, sasanqua and radish et al, the evolution distance is nearest between it and that of radish. Thus, their relationships are very close. The research results provides a theoretical basis for revealing the rape cox-2 protein subunit structure and function.

Key Words: Brassica napus L.; COX-2 Protein subunit; Bioinformation analysis

目    录

摘要 1

引言 2

1材料和方法 2

1.1油菜COX-2蛋白亚基来源 2

1.2油菜COX-2蛋白亚基理化性质，跨膜螺旋区，疏水性分析 3

1.3油菜COX-2蛋白亚基亚细胞定位，基因定位，基因结构信息分析 3

1.4油菜COX-2蛋白亚基保守区域和变异区分析 3

1.5油菜COX-2蛋白亚基进化分析 3

2结果与分析 4

2.1油菜COX-2蛋白亚基的理化性质的分析 4

2.2油菜COX-2蛋白亚基的跨膜螺旋区，疏水性的分析 5

2.3油菜COX-2蛋白亚基亚细胞定位，基因定位，基因结构信息的分析 8

2.3.1油菜COX-2蛋白亚基亚细胞定位的分析 8

2.3.2油菜COX-2蛋白亚基基因定位与基因结构的分析 9

2.4油菜COX-2蛋白亚基的保守区域和变异区的分析 9

2.5油菜COX-2蛋白亚基的进化分析 10

3讨论与结论 11

参考文献 12

致  谢 13

油菜线粒体型COX-2蛋白亚基序列特征和进化分析

引言

细胞色素C氧化酶是线粒体内膜呼吸链上的终端酶[1]，属亚铁血红素-铜氧化酶的超家族，是线粒体氧化能力的关键调节部位，它的功能直接与ATP合成有关。该酶是一类大型跨膜蛋白复合物，一共有13个亚基组成，在组成真核生物COX酶的13个亚基中，有3个亚基（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ）是由线粒体基因组编码并定位合成，具备酶催化活性，与质子消耗和质子泵有关，有10个是由细胞核基因组编码的，它们共同影响细胞色素氧化酶的结构和功能。

已有研究表明线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅱ为植物呼吸作用中还原氧到水分子的重要酶系统成员，目前，已经发现在油菜[4,5]、小麦[6]、玉米[7]、水稻[8,9]等细胞质雄性不育系[10]中,细胞色素氧化酶亚基Ⅱ与线粒体能量代谢的有关基因编码区域、基因组织结构或拷贝数等方面与正常可育保持系有显著差异，因此推测这个基因还可能与CMS不育性有关。此外，COX酶还与一些功能性缺陷性状或逆境胁迫有关。因此，本文通过在NCBI数据库查询下载油菜COX-2蛋白亚基序列，对其序列特征和生物信息进行分析，为进一步研究其空间结构及功能关系提供理论基础。