摘要：肉桂醇脱氢酶（cinnamylalcoholdehydrogenase,CAD）作为植物次生代谢特别是木质素合成的关键酶,与植物生长发育和抵御病原菌入侵关系密切,研究CAD基因表达调控及其与组织木质化的关系具有重要的植物生理学意义.本文通过NCBI数据库查询青蒿（ArtemisiaannuaACB54931.1）、拟南芥（ArabidopsisthalianaAEE35360.1)、烟草（NicotianatabacumCAA44216.1)、挪威云杉（PiceaabiesCAI30877.11)、玉米（ZeamaysO24562.1)、水稻（Q6ERW7.2)等植物的蛋白序列，并分析其理化性质分析、磷酸化位点、亚细胞定位、跨膜区等，并进行同源比对和进化树的构建等，使其功能信息和相关结构明朗化。结果显示，这些蛋白均具有信号肽序列，本研究选择的六种植物的CAD蛋白都属于分泌蛋白，α螺旋和延伸链相对较长，等电点差别不大，基本上都是稳定蛋白。

关键词：数据库；肉桂醇脱氢酶；生物信息学；木质素

Bio-informatics Analysis of Plant Cinnamyl Alcohol Dehydrogenase

Abstract:As plant secondary metabolism especially key enzymes in lignin synthesis,the cinnamyl alcohol dehydrogenase (cinnamyl alcohol, dehydrogenase, CAD) )play an important role in plant growth and development and to resist the invasion of pathogen Therefore, studying CAD gene expressio and its relationships with  regulation of tissue lignification is very important in plant physiological.The NCBI database has been logged(Artemisis annua ACB54931.1),Artemis annua(Arabidopsis thalianaAEE35360.1),Arabidopsis tobacco (Nicotiana tabacum CAA44216.1),Norway spruce (Picea Abies CAI30877.11),(Zea rice Q6ERW7.2 ) protein sequences of plants such as the query,And the analysis of its physicochemical properties analysis, phosphorylation sites, subcellular localization, transmembrane region, and homology comparison and phylogenetic tree construction, the information function and relevant structure clear of. Results showed that, the protein has a signal peptide sequence, selected for the study of six species of CAD protein is a secreted protein, alpha helix and extension chain is relatively long, isoelectric point difference is not big, basically stable proteins.

Keywords: Data Base; Cinnamyl Alcohol Dehydrogenase ; Bioinformatics Analysis;lignin

目录

摘要 1

引言 2

1实验材料和方法 3

1.1实验材料 3

1.2生物信息学分析软件 4

2实验结果和分析 5

2.1生物信息学分析 5

2.1.1基本理化性质分析 5

2.1.2肉桂醇脱氢酶跨膜区预测 7

2.1.3肉桂醇脱氢酶的信号肽分析 8

2.1.4肉桂醇脱氢酶酶的亚细胞定位 9

2.1.5CAD磷酸化分析 9

2.2六种蛋白序列同源性的比对和同源进化树的构建 10

2.3蛋白紊乱区、二级结构、球蛋白区预测 11

2.3.1蛋白质二级结构预测 11

2.3.2蛋白紊乱区、球蛋白区预测 12

2.4蛋白质三级结构的预测 13

2.4.1三级结构的建模 13

3讨论与结论 14

参考文献 16

致谢 17

植物肉桂醇脱氢酶的生物信息学分析

引言

肉桂醇脱氢酶（CAD）是木质素合成中研究最早的一类酶，它作用于木质素单体生物合成的最后一步，CAD在木质素的种类和功能的多样性的研究方面起到了十分重要的作用[1]。木质素是经苯丙烷生物合成途径来合成的，是植物之中主要的代谢产物之一，它的含量仅次于纤维素的大分子的有机物质，在为植物提供机械力、运输水分以及抵抗外界逆境等方面起到了十分关键的作用[2-3]。木质素在植物的抗病中起到了重要的作用，木质素快速沉积或者木质素类物质的生产能够限制病原菌的生长和侵染，从而起到了抗病的作用[4-6],并且能够保护植株避免病原体的入侵[7]，木质素的降低可能会引起植株对病原菌的抗性降低[8]。木质素还使得植物的脉管组织具有疏水性，以便于水分和营养物质的长距离的运输[9]。植物生长发育和抵御病原菌入侵关系十分密切，对不同植物的CAD基因进行生物信息学分析具有重要的生物学意义。