nifh基因的生物信息学分析 - abc.pdfVIP

nifH基因的生物信息学分析 第15小组 报告人：王庆峰 成员：刘晓梅王秀呈孟利娟 背景介绍 人口、环境、资源已成为当今社会愈演愈烈的 三大问题，粮食资源虽然较之前有所缓解但仍然不 能满足当今社会的需求。无机化肥N,P,K的施用虽然 在一定程度上提高了粮食的产量，但同时也带来了 严重的环境问题，例如土壤板结，水体污染等。因 此，生物肥料成为当今科学家们研究的主要方向。 在很久之前就发现大豆等豆科作物根部存在根 瘤菌。这类细菌能够直接利用环境中的氮气，并将 其转化成植物能够利用的氮元素。 研究发现，在这类固氮微生物中，行使固氮功 能的为一类nif基因。 nifH为这类固氮基因中的一员,nifH的基 因序列保守性不强，不同菌株之间nifH的结 构也不同。因此可以利用nifH基因来研究土 壤中固氮菌类群的多样性，即利用nifH基因 来进行物种鉴定。本课题主要就是用nifH来 进行物种的鉴定。 在EBI 中有哪些信誉好的足球投注网站nifH 的编码序列信息 蛋白质的性质 注释 蛋白质的主要结合位点 基因本体论 蛋白序列的性质 蛋白质的二级结构 固氮基因分布及系统发育分析 此类固氮基因主要存在于细菌中，并且 不可培养细菌占了很大一部分，另外在真核 生物，病毒等中也少量存在。 DX35在NCBI中进行比对，挑选出序列相似性在97% 以上的 不同属种的代表菌种，构建系统发育树，得到的结果如上图 所示，DX35与Herbaspirillum(草螺菌属)聚在了一起。 固氮酶的结构 生物固氮主要是固氮酶发挥作用。固氮酶是同型二聚体，是双组分酶复合体包 括二氮酶（钼铁蛋白）和二氮还原酶（铁蛋白）。钼铁蛋白是a2β2型四聚体，a亚基 由nifD编码，β亚基由nifK编码。二氮酶还原酶是由两个相同亚基组成的γ2型二聚体, 由nifH编码。 ATP与铁蛋白结合, 铁蛋白-ATP 与钼铁蛋白结合成复合物,ATP水解,复合物 内发生电子转移(在生理条件下由铁氧还蛋白或黄素蛋白提供的电子, 经铁蛋白 的4Fe4S 转移到钼铁蛋白的8Fe7S, 继而进入Fe Moco。), 底物结合与还原, 铁 蛋白- ADP 复合物与钼铁蛋白分离, ATP替换出ADP又形成铁蛋白ATP 复合物, 如此完成一次循环。 不同物种铁蛋白氨基酸序列比对 不同物种之间序列存在很大的差异性，因此可以以 这类基因为标记研究固氮微生物的多样性。