成纖維細胞生長因子(FGF)進化蹤跡及亞家族特異性分析.pdf

1、目的： 建立尋找人類和小鼠FGF家族活性位點的生物信息學方法，進一步闡明人類及小鼠的FGF家族蛋白結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，尋找新的可能的活性位點，闡明人類和小鼠FGF各亞家族的功能特異性，為針對于FGF的藥物的設(shè)計與合成提供理論基礎(chǔ)和指導。 方法： 首先選取進化關(guān)系較近的人類和小鼠的各自全部22種(共44種)FGF的氨基酸序列，使用ClustalW軟件進行比對，使用BioEdit軟件分析比對結(jié)果，確定人類和小鼠44種F

2、GF蛋白中參與其生物學活性的重要保守氨基酸位點，分析這些氨基酸位點與FGF功能的關(guān)系。對人類和小鼠的FGF家族進行進化蹤跡分析，繪制出整個FGF家族中心區(qū)域(約120個氨基酸)的亞家族位點分布軌跡圖，建立通過進化蹤跡分析找出FGF家族功能性氨基酸位點的方法，找出其具有功能的氨基酸位點和新的可能的活性位點。 建立人類和小鼠FGF家族進化樹，通過分析將人和小鼠的FGF家族分成數(shù)個亞家族，使用 Sequence Harmony算法(h

3、ttp：//www. ibi. vu. nl/programs/seqharmwww/)計算確定每個亞家族的特異性位點，分析這些特異性位點的作用，闡明特殊亞家族功能特異性的原因，闡明FGF亞家族間的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 結(jié)果： FGF家族保守序列分析識別到7個實驗證實的功能性氨基酸殘基和一個新的氨基酸殘基(對應(yīng)bFGF的Ser-100)。FGF家族進化蹤跡分析，找到一個新的可能的FGFR結(jié)合位點(對應(yīng)bFGF Leu-55

4、)和一個可能的新的未知作用口袋樣結(jié)構(gòu)區(qū)域。亞家族特異性分析識別到FGF七個亞家族的特異性功能殘基，F(xiàn)GF12中Arg-52、Val-95和Lys-139是識別到的FGF11-14亞家族重要的特異性氨基酸位點，F(xiàn)GF19/21/23家族的肝素結(jié)合區(qū)是該家族主要的特異性區(qū)域。 結(jié)論： 通過對人類和小鼠FGF家族蛋白質(zhì)序列比對分析，建立了尋找FGF家族功能性位點和分析亞家族特異性的可靠方法，確定了FGF家族肝素結(jié)合區(qū)，受體D2

5、結(jié)合區(qū)、D3結(jié)合區(qū)和linker區(qū)的位置及起關(guān)鍵的作用的32個氨基酸位點，發(fā)現(xiàn)了可能的新的活性區(qū)域。通過人類和小鼠FGF亞家族特異性分析，找出了并分析了各亞家族的特異性位點。FGF11/12/13/14亞家族是由于和FGFR作用區(qū)的關(guān)鍵作用位點突變造其不與FGFR作用，F(xiàn)GF19/21/23亞家族由于一段包含主要肝素結(jié)合區(qū)的序列突變，造成了其與其它六個亞家族折疊構(gòu)象的差異，這段序列可能通過影響其與肝素的結(jié)合方式，從而使其喪失和絡(luò)氨酸激酶