鸡star基因非同义单核苷酸多态性的生物信息学分析

鸡ＳｔＡＲ基因非同义单核苷酸多态性的

生物信息学分析

郝文文１ꎬ张　贝２ꎬ任一帆１ꎬ孟　婕２ꎬ张　健１ꎬ

耿立英２ꎬ张传生１∗ꎬ李祥龙３

(河北科技师范学院１动物科技学院ꎬ２农学与生物科技学院ꎬ３研究生部ꎬ河北秦皇岛ꎬ０６６６００)摘要:以鸡ＳｔＡＲ基因为研究对象ꎬ在分子水平上探究ＳｔＡＲ编码区功能性位点ꎮ利用ＳＩＦＴꎬＰｏｌｙＰｈｅｎ￣２ꎬＰＡＮ￣ＴＨＥＲ和ＰＲＯＶＥＡＮ等４种方法预测对ｎｓＳＮＰｓ进行分析预测有害位点ꎬ使用ＳＷＩＳＳ￣ＭＯＤＥＬꎬＣｏｎｓｕｒｆｓｅｒｖｅｒꎬＰｙｍｏｌꎬＩ￣Ｍｕｔａｎｔ３.０等软件对有害ｎｓＳＮＰｓ位点进行蛋白质的空间结构、氨基酸间氢键的改变及蛋白稳定性等相关分析ꎮ结果表明:从ＳｔＡＲ基因的ｎｓＳＮＰｓ位点筛选出来６个主要有害突变(Ｖ１２５ＧꎬＭ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ)ꎮ其中ꎬＭ１４４ＲꎬＮ１４８Ｔ和Ｔ２０４Ｐ这３个位点氢键数目和空间结构发生变化ꎬＭ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ这４个位点降低了ＳｔＡＲ蛋白质的稳定性ꎬ且Ｍ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ均为高保守性位点ꎮ预测Ｍ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ这５个位点可能为鸡ＳｔＡＲ基因的潜在功能性位点ꎮ

关键词:鸡ꎻＳｔＡＲ基因ꎻ非同义ＳＮＰｓꎻ蛋白质高级结构

中图分类号:Ｓ８３１.２　　　文献标志码:Ａ　　　文章编号:１６７２￣７９８３(２０１９)０３￣０００１￣０８

序列的变化很可能会影响蛋白质的空间结构ꎬ由此导致蛋白质功能发生改变ꎮ通常被认为是导致畜禽表型变异的重要原因[２ꎬ３]ꎮ类固醇激素合成急性调节蛋白(ＳｔＡＲ)是类固醇激素合成过程中的重要限速和产蛋性能的重要候选基因[５]ꎮ因此ꎬ本次研究旨在利用生物信息技术挖掘鸡ＳｔＡＲ基因的功能性错义突变位点ꎬ为进一步的表型关联分析和实验验证提供理论依据ꎮ

ＳｔＡＲ基因在高产和低产家禽体内的表达量存在明显差异性ꎬＳｔＡＲ基因很可能是影响家禽卵泡发育酶ꎬ参与卵泡的募集、选择、优势化和排卵过程[４]ꎮＳｔＡＲ基因的功能性错义突变位点可能与繁殖性能有关ꎮ

非同义单核苷酸多态性(ｎｓＳＮＰｓ)是一种可引起氨基酸序列发生改变的单核苷酸突变[１]ꎮ氨基酸

１　材料与方法

１.１　ＳｔＡＲ基因ｎｓＳＮＰｓ的搜集

ｎｓＳＮＰｓ的相关信息从数据库Ｅｎｓｅｍｂｌｇｅｎｏｍｅｂｒｏｗｓｅｒ(ｈｔｔｐ://ａｓｉａ.ｅｎｓｅｍｂｌ.ｏｒｇ)中进行检索ꎮ以利用ＳＩＦＴ[６]ꎬＰｏｌｙＰｈｅｎ￣２[７]ꎬＰＡＮＴＨＥＲ[８]和ＰＲＯＶＥＮ[９]等４种方法预测分析各ｎｓＳＮＰｓ对ＳｔＡＲ蛋白利用在线软件Ｉ￣Ｍｕｔａｎｔ３.０[１０](ｈｔｔｐ://ｇｐｃｒ２.ｂｉｏｃｏｍｐ.ｕｎｉｂｏ.ｉｔ/ｃｇｉ/ｐｒｅｄｉｃｔｏｒｓ/Ｉ￣Ｍｕｔａｎｔ３.０/Ｉ￣Ｍｕ￣

１.２　有害ｎｓＳＮＰ预测功能的影响ꎮ

ＳｔＡＲ基因序列为标准ꎬ根据ＳＮＰ数据库提供的信息确定各ＳＮＰ在基因中的位置ꎮ

１.３　蛋白质稳定性分析

ｔａｎｔ３.０.ｃｇｉ)评估ｎｓＳＮＰ引起蛋白质稳定性的改变ꎮ在评估结果中ꎬＤＤＧ为自由能变化值ꎬＤＤＧ<０表示蛋白质的稳定性降低ꎬＤＤＧ>０表示蛋白质的稳定性增加ꎬ－０.０５≤ＤＤＧ≤０.０５表示蛋白质的稳定性变化为中性ꎮＲＩ(ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＩｎｄｅｘ)为可靠性指数ꎬ范围在０~１０ꎮ

基金项目:河北省教育厅重点项目(项目编号:ＺＤ２０１８２２５)ꎻ河北科技师范学院博士启动基金项目(项目编号:

２０１８ＹＢ００２)ꎻ河北省现代农业产业技术体系蛋鸡产业创新团队岗位项目(项目编号:ＨＢＣＴ２０１３０９０２０６)ꎻ河北省研究生创新资助项目(项目编号:ＣＸＺＺＳＳ２０１９１２５)ꎮ

∗通讯作者ꎬ男ꎬ教授ꎬ硕士研究生导师ꎮ主要研究方向:动物遗传育种ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｃｓｚｈａｎｇ１９７６＠１２６.ｃｏｍꎮ收稿日期:２０１９￣０７￣２２ꎻ修改稿收到日期:２０１９￣０９￣０８

２河北科技师范学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　３３卷　

１.４　翻译后修饰位点预测

ｗｗｗ.ａｂｇｅｎｔ.ｃｏｍ/ｓｕｍｏｐｌｏｔ)预测ＳｔＡＲ基因的泛素化修饰位点ꎻ利用在线软件ＧＰＳ￣ＳＵＭＯ(ｈｔｔｐ://ｓｕ￣１.５　进化保守性位点预测磷酸化修饰位点ꎮ

利用在线软件ＢＤＭ￣ＰＵＢ(ｈｔｔｐ://ｂｄｍｐｕｂ.ｂｉｏｃｕｃｋｏｏ.ｏｒｇ/)和ＳＵＭＯｐｌｏｔＴＭＡｎａｌｙｓｉｓＰｒｏｇｒａｍ(ｈｔｔｐ://

ｍｏｓｐ.ｂｉｏｃｕｃｋｏｏ.ｏｒｇ/)和ＮｅｔＰｈｏｓ２.０Ｓｅｒｖｅｒ(ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｃｂｓ.ｄｔｕ.ｄｋ/ｓｅｒｖｉｃｅｓ/ＮｅｔＰｈｏｓ￣２.０/)软件预测

利用在线服务器ＣｏｎＳｕｒｆ[１１](ｈｔｔｐ://ｃｏｎｓｕｒｆｔｅｓｔ.ｔａｕ.ａｃ.ｉｌ)分析ＳｔＡＲ氨基酸位点的进化保守水平ꎮ通过ＮＣＢＩ获取ＳｔＡＲ基因的ＦＡＳＴＡ格式氨基酸序列ꎬ利用在线软件Ｐｈｙｒｅ２(ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｓｂｇ.ｂｉｏ.

１.６　蛋白质二级结构预测和高级结构建模

ｉｃ.ａｃ.ｕｋ/ｐｈｙｒｅ２/ｈｔｍｌ/ｐａｇｅ.ｃｇｉ)和ＳＷＩＳＳ￣ＭＯＤＥＬ(ｈｔｔｐｓ://ｓｗｉｓｓｍｏｄｅｌ.ｅｘｐａｓｙ.ｏｒｇ/)对鸡ＳｔＡＲ蛋白的二级结构和高级结构分别进行预测和分析ꎻ利用在线软件ＴＭ￣Ａｌｉｇｎ(ｈｔｔｐｓ://ｚｈａｎｇｌａｂ.ｃｃｍｂ.ｍｅｄ.ｕｍｉｃｈ.ｅｄｕ/ＴＭ￣ａｌｉｇｎ/)计算鸡ＳｔＡＲ蛋白原始结构和突变结构之间ＲＭＳＤ值ꎬ进而评估ｎｓＳＮＰｓ对该蛋白的影响ꎮ

表１　鸡ＳｔＡＲ基因有害ｎｓＳＮＰｓ的预测

预测方法

ＳＩＦＴａ０.１８０.０１０.４１０.０４０.０４０.０３０.０００.１５０.０５０.０００.０００.０００.０００.０００.０８０.１８０.２１０.０１０.０００.０００.０００.０４０.１２０.０００.００

ＰｏｌｙＰｈｅｎ￣２ｂ

０.００２０.９９４０.００００.２４８０.６０３０.９２１０.６３３０.４２１０.６２４０.０３６０.９６９０.９９５０.８１４１.００００.６３３０.９１２０.０１１０.８４３０.９９３０.５２３１.００００.８７３０.９６２０.９９９１.０００

ＰＡＮＴＨＥＲｃ

４５５１１４５６４５６４５６１１４５６４５５４５６４５６１１１１４５６４５６４５６４５６３６１１２３７４５５１１

ＰＲＯＶＥＮｄ

－０.９７９－０.１２６－０.１０２－１.６０６－２.２６８－１.５６９－２.２８４－４.１７１－３.５１２－５.２９５－４.７１３－５.５７５－１.８０９－１.４９９－１.９５５－２.１２８－４.７１０－４.４１３－６.１８８－１.５８３－２.５０３－２.０６１－５.２７２０.０２４０.００１

ｎｓＳＮＰｓ

突变位点

２　结果与分析

２.１　鸡ＳｔＡＲ基因ｎｓＳＮＰｓ的搜集

从Ｅｎｓｅｍｂｌｇｅｎｏｍｅｂｒｏｗｓｅｒ数据库检索出２５个ｎｓＳＮＰｓ存在２.２　鸡ＳｔＡＲ有害ｎｓＳＮＰ预测于鸡ＳｔＡＲ基因的编码区(表１)ꎮ

由于４种软件预测结果并不一致ꎬ将有害次数为４的多态位点作为主要有害突变位点ꎬ将有害次数为３的多态位点作为次要有害突变位点ꎮ筛选结果见表１ꎮＶ１２５ＧꎬＭ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ共６个位点为主要有害突变ꎬ推测该位点为鸡ＳｔＡＲ编码区功能性ｎｓＳＮＰｓ位点ꎮＥ６５ＧꎬＱ７８ＫꎬＥ９４ＧꎬＶ１３３ＧꎬＴ１９６ＰꎬＶ１９８ＧꎬＳ２３５Ｐ和Ｓ２４４Ｒ共８个位点为次要有害突变ꎬ这些位点也可能会对２.３　鸡ＳｔＡＲ蛋白稳定性分析

利用Ｉ￣Ｍｕｔａｎｔ３.０在线软件对鸡ＳｔＡＲ蛋白的稳定性进行了评估ꎬ结果见表２ꎮ在２５个ｎｓＳＮＰｓ中ꎬ共有２０个多态位点降低了ＳｔＡＲ蛋白的稳定性(Ｖ２９ＧꎬＱ３３ＰꎬＣ４０ＲꎬＩ４９ＳꎬＥ６５ＧꎬＱ７８ＫꎬＤ９２ＧꎬＥ９４ＧꎬＶ１２４ＧꎬＶ１２５ＧꎬＶ１３３ＧꎬＭ１４４ＲꎬＳ１９０ＰꎬＲ１９１ＰꎬＳ１９５ＡꎬＴ１９６ＰꎬＶ１９８ＧꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗꎬ

ｒｓ７３０９２９５６２Ｖ２９Ｇｒｓ７４１１９９９０８Ｑ３３Ｐｒｓ７３３０３３９３０Ｉ４９Ｓｒｓ７３３７３５９８１Ｃ４０Ｒｒｓ７３３３１２４４９Ｅ６５Ｇｒｓ７３６６９８７７０Ｓ８６Ｐｒｓ３１７４５２８６１Ｑ７８Ｋｒｓ７３９５１７４５１Ｄ９２Ｇｒｓ７３７４６８６５４Ｅ９４Ｇｒｓ７３８２８３９７０Ｖ１２４Ｇｒｓ７３２２３９６６３Ｖ１２５Ｇｒｓ７３９７４５０８２Ｖ１３３Ｇｒｓ７４０５７１７３０Ｎ１４８Ｔｒｓ７３５４５０９６９Ｓ１９０Ｐｒｓ７４０２４９５８５Ｒ１９１Ｐｒｓ７３６８３５３７４Ｓ１９５Ａｒｓ７３６２５３２２８Ｔ１９６Ｐｒｓ７３９０８１０４６Ｔ２０４Ｐｒｓ７３２６１９５３２Ｓ２３５Ｐｒｓ７３９６８３８６０Ｖ１９８Ｇｒｓ７３１７９０９３２Ｃ２２４Ｗｒｓ７３４６３９４０８Ｓ２３３Ｒｒｓ７４１４８３６５４Ｓ２４４Ｒｒｓ７３７７３４９１５Ｍ１４４Ｒ

ＳｔＡＲ蛋白功能产生影响ꎮ

ｒｓ１０６０４５１４９９Ｌ２４７Ｑ

注:ａꎬ分值>－０.０５ꎬ可以耐受ꎻ分值≤－０.０５ꎬ不可耐受ꎬ分值越低ꎬ

破坏性越大ꎮｂꎬ分值<－０.５０ꎬ可以耐受ꎻ分值≥－０.５０ꎬ不可耐受ꎬ分值越高ꎬ破坏性越大ꎮｃꎬ时间>４５０ꎬ极可能损害ꎻ２００<时间<４５０可能损害ꎻ时间<２００ꎬ可能良性ꎮｄꎬ≤－２.５的突变为有害突变ꎬ>－２.５则为中性突变ꎮ

Ｌ２４７Ｑ)ꎮ其中ꎬＶ１２５ＧꎬＭ１４４ＲꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４ＷꎬＬ２４７Ｑ为之前所预测的主要有害突变位点ꎮ

　３期　　　　　　　　　郝文文等　鸡ＳｔＡＲ基因非同义单核苷酸多态性的生物信息学分析３

２.４　翻译后修饰位点预测

预测出与多态位点一致的泛素化修饰位点ꎻ利用在线软件ＧＰＳ￣ＳＵＭＯ和ＮｅｔＰｈｏｓ２.０Ｓｅｒｖｅｒ软件预测磷酸化修饰位点ꎬ结果见表３ꎬ此次试验并未预测出与多态位点一致的磷酸化修饰位点ꎮ

表２　ｎｓＳＮＰｓ对鸡ＳｔＡＲ蛋白稳定性的影响

突变位点Ｖ２９ＧＱ３３ＰＩ４９ＳＣ４０ＲＥ６５ＧＳ８６ＰＱ７８ＫＤ９２ＧＥ９４ＧＶ１２４ＧＶ１２５ＧＶ１３３ＧＭ１４４Ｒ

能值/(ｋＪ􀅰ｍｏｌ－１)

－９.３４－１.５１－１.３８－３.４３－４.４４－０.２５－３.０１－４.５６－１０.３８－１０.０９－３.２２－９.７１０.７５

可靠指数ＲＩ

１０２３６５３３１０１０１００７１０

突变位点Ｎ１４８ＴＳ１９０ＰＲ１９１ＰＳ１９５ＡＴ１９６ＰＴ２０４ＰＳ２３５ＰＶ１９８ＧＣ２２４ＷＳ２３３ＲＳ２４４Ｒ

能值/(ｋＪ􀅰ｍｏｌ－１)

－２.３９－３.６８－４.９４－３.０１－４.６５－０.４６－１.１３０.７１０.４６－５.５７１.２１０.８０

可靠指数ＲＩ

４３４８３８１４４６６５

利用在线软件ＢＤＭ￣ＰＵＢ和ＳＵＭＯｐｌｏｔＴＭＡｎａｌｙｓｉｓＰｒｏｇｒａｍ软件预测泛素化修饰位点ꎬ此次试验并未

Ｌ２４７Ｑ

注:能值<０表示此ｎｓＳＮＰ降低了蛋白质的稳定性ꎬ能值>０表示此ｎｓＳＮＰ增加了蛋白质的稳

定性ꎬ稳定性高ꎻ－０.０５≤ＤＤＧ≤０.０５表示蛋白质的稳定性变化为中性ꎮＲＩ(ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＩｎ￣ｄｅｘ)为可靠性指数ꎬ范围在０~１０ꎮ

位点１４１８２４３５７６８３８６８７９０１００９４

ｕｎｓｐ/ｃｄｋｕｎｓｐｕｎｓｐＰＫＣＵｎｓｐ/ＣＫＩＩＣＫＩＩ/ＣＫＩ

Ｕｎｓｐ/ＡＴＭ/ｃｄｃ/ＤＮＡＰＫＵｎｓｐ/ＰＫＣＰＫＣ/ｕｎｓｐＤＮＡＰＫ/Ｃｄｃ/ＡＴＭｕｎｓｐ/ＰＫＡ/ＰＫＧ/ＲＳＫ

酶

位点１０１１０４１０５１１３１１９１０３１４２１４４１５４１７９１９４

表３　磷酸化修饰位点预测结果

酶

ｕｎｓｐ/ＰＫＡ/ＲＳＫｕｎｓｐ/ＰＫＣＥＧＦＲＰＫＡＰＫＣｕｎｓｐ

Ｕｎｓｐ/ＣＫＩＩ/ｃｄｃＵｎｓｐ/ＣＫＩＩＵｎｓｐ/ＣＫＩＩＣＫＩＩ

位点２１４２３０２３４２３９２４０２４９２７７２７９３０５３０７

ＰＫＣＵｎｓｐ/ＰＫＣＵｎｓｐ/ＰＫＢＰＫＣＤＮＡＰＫｕｎｓｐ

酶

Ｕｎｓｐ/ＰＫＣ/ｃｄｃ

Ｕｎｓｐ/ＰＫＡ/ＲＳＫ/ＰＫＧＵｎｓｐ/ｃｄｋ/ＧＳＫＤＮＡＰＫ/ｕｎｓｐ

Ｕｎｓｐ/ＰＫＣ

２.５　进化保守性位点预测

本次研究利用在线服务器ＣｏｎＳｕｒＦ预测鸡ＳｔＡＲ进化保守位点ꎬ分数在７~９之间的位点为进化保守性位点ꎮ在ＳｔＡＲ氨基酸序列进化保守性位点预测结果中ꎬ与多态位点一致的共计１０个高度保守的位点(图１)ꎬ即Ｓ８６ＰꎬＶ１２４ＧꎬＭ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＳ１９５ＡꎬＶ１９８ＧꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４ＷꎬＳ２４４Ｒ和Ｌ２４７Ｑꎮ其中Ｍ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ这５个位点为主要有害位点ꎮ由此看出ꎬ在高度保守的位点中有二分之一的位点为主要有害位点ꎮ

４河北科技师范学院学报３３卷　

注:Ｃｏｎｓｕｒｆ输出的不同得分代表不同的保守性程度ꎬ得分低ꎬ保守性程度小ꎻ得分高ꎬ

保守性程度大ꎮ

图１　ＳｔＡＲ进化保守性位点分析结果

２.６　蛋白质二级结构预测和高级结构建模

利用在线软件Ｐｈｙｒｅ２进行二级结构预测ꎬ从而获得鸡ＳｔＡＲ二级结构图(图２)ꎮ由图２可知ꎬ有８个多态位点处在二级结构的α￣螺旋区域ꎬ９个多态位点处在β￣折叠区域ꎬ表明多态位点在形成蛋白二级结构中起重要作用ꎬ基因的错义突变能改变蛋白质一级结构并可能导致高级结构的变化ꎬ从而导致蛋白质的生物学功能发生变化ꎮ

以相似性>３０％的蛋白质模板ꎬ利用在线建模服务器ＳＷＩＳＳ￣ＭＯＤＥＬ为鸡野生型和突变型ＳｔＡＲ蛋白质建模ꎬ利用软件ＰｙＭＯＬ将功能性错义突变定位到野生型蛋白质高级结构(图３)ꎮ结果表明ꎬ野生型与突变型共５个多态位点(Ｑ７８ＫꎬＭ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＶ１９８Ｇ和Ｔ２０４Ｐ)的氢键数目和空间结构发生变化ꎬ其中Ｍ１４４Ｒ突变后增加了２个氢键ꎬ其余突变氢键数目均减少ꎮＱ７８Ｋ位点变异后失去了１个氢键ꎬＮ１４８Ｔ位点变异后减少了２个氢键ꎬＶ１９８Ｇ位点变异后失去了１个氢键ꎬＴ２０４Ｐ位点变异后３个氢键均消失(表４)ꎮ

利用ＴＭ￣Ａｌｉｇｎ在线软件计算原始结构和突变结构之间ＲＭＳＤ值(表５)ꎮ当ＲＭＳＤ值>０.１５时ꎬ便

可认为该突变对蛋白质的功能有潜在影响[３]ꎮ表５结果显示:ＳｔＡＲ初步筛选出来的突变蛋白质与野生Ｓ２３５ＰꎬＳ２４４Ｒ和Ｌ２４７Ｑ共１１个位点ꎬ其中Ｍ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ这４个位点经４种软件预测均为有害ꎮ

蛋白质之间的ＲＭＳＤ值>０.１５的位点有Ｅ６５ＧꎬＱ７８ＫꎬＶ１３３ＧꎬＭ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＴ１９６ＰꎬＶ１９８ＧꎬＣ２２４Ｗꎬ

３期郝文文等　鸡ＳｔＡＲ基因非同义单核苷酸多态性的生物信息学分析５

图２　ＳｔＡＲ蛋白二级结构预测

图３　ｎｓＳＮＰｓ在ＳｔＡＲ基因高级结构定位及氢键变化

６河北科技师范学院学报

表４　有害突变位点氢键数目与氨基酸

有害位点７８

野生型氨基酸氢键相连氨基酸及位点

Ｑ

Ｔ２０４(１)Ａ８２(１)Ｓ７４(１)

突变型氨基酸与氢键相连氨基酸及位点

Ｋ

Ａ８２(１)Ｓ７４(１)

３３卷　

１４４ＭＭ１４１(１)Ｒ

１４８１９８２０４

ＮＶＴ

Ｖ１５１(１)Ｓ１５０(３)Ｓ１９０(１)Ｑ７８(１)

ＴＧＰ

Ｅ１６９(１)

Ｔ１４８(１)

Ｍ１４１(１)

Ｖ１５１(１)Ｒ１４４(１)Ｐ１９１(１)

Ｒ１９１(１)Ｖ１８５(１)Ｔ２０５(１)

表５　ＳｔＡＲ蛋白稳定性分析

突变位点Ｅ６５ＧＥ９４ＧＱ７８ＫＶ１２５ＧＶ１３３Ｇ

ＲＭＳＤ３.７８３.７７０.０００.０３３.８１

突变位点Ｍ１４４ＲＮ１４８ＴＴ１９６ＰＴ２０４ＰＶ１９８Ｇ

ＲＭＳＤ３.４４３.８１３.４４３.７５０.０７

突变位点Ｓ２３５ＰＣ２２４ＷＳ２４４Ｒ

ＲＭＳＤ３.７９３.８１３.７７３.８１

Ｌ２４７Ｑ

注:ＲＭＳＤ值>０.１５蛋白结构稳定性差ꎮ

３　结论与讨论

合成过程中的关键限速酶ꎮＳｔＡＲ蛋白Ｃ端高度保守的脂质转运结构区(ＳＴＡＲＴ)ꎬ是参与胆固醇结合和功能发生改变ꎬ有研究发现人ＳｔＡＲ基因相关突变可导致肾上腺和性腺类固醇合成受阻ꎬ引起脂样肾功

类固醇激素合成能力的强弱是影响畜禽繁殖力的一个重要因素[１２]ꎮＳｔＡＲ基因是编码类固醇激素

转运功能的重要活性部位ꎬ参与磷脂运输和脂质代谢及疾病的发生[１３]ꎮＳｔＡＲ基因突变可影响其蛋白质

激素合成过程受阻[１５]ꎮ

能增生综合征[１４]ꎮ鸡ＳｔＡＲ基因突变对胆固醇转运蛋白ＡＢＣＡ１和ＡＢＣＧ１表达产生影响ꎬ导致胆固醇

本次研究从Ｅｎｓｅｍｂｌｇｅｎｏｍｅｂｒｏｗｓｅｒ数据库检索出鸡ＳｔＡＲ基因２５个ｎｓＳＮＰｓ位点ꎬ从蛋白质的结

构和功能角度对鸡ＳｔＡＲ基因编码区潜在功能性ｎｓＳＮＰｓ位点进行挖掘ꎮ研究发现ꎬＶ１２５ＧꎬＭ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ共６个位点被预测为主要有害突变ꎬ这些有害ｎｓＳＮＰｓ均定位在ＳＴＡＲＴ功能域ꎬ推测这６个有害位点相比于其他位点ꎬ为功能性位点的可能性更高ꎮ

Ｎ１４８Ｔ和Ｔ２０４Ｐ这３个位点氢键数目和空间结构发生变化ꎬ同时这３个位点具有高度保守性ꎮＭ１４４Ｒ

对鸡ＳｔＡＲ基因ｎｓＳＮＰｓ位点进行蛋白质高级结构预测分析ꎬ发现在６个主要有害位点中ꎬＭ１４４Ｒꎬ

突变增加了２个氢键ꎬ其余突变均引起氢键数目减少ꎮ氢键数目和空间结构的变化ꎬ可对蛋白结构的稳而对其生物学功能产生影响[１８]ꎮ对蛋白稳定性分析结果显示Ｍ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ这４个

定性造成一定影响[１６ꎬ１７]ꎮ基因的错义突变会改变蛋白质的一级结构ꎬ从而引起其高级结构的变化ꎬ进

位点降低了ＳｔＡＲ蛋白质的稳定性ꎬ意味着这些ｎｓＳＮＰｓ突变可能改变ＳｔＡＲ蛋白的空间结构ꎬ进而对其生物学功能产生影响ꎮ

通过对ｎｓＳＮＰｓ位点进行保守性预测分析ꎬ发现除Ｖ１２５Ｇ外ꎬ其他５个主要有害位点(Ｍ１４４Ｒꎬ

３期郝文文等　鸡ＳｔＡＲ基因非同义单核苷酸多态性的生物信息学分析７

Ｎ１４８ＴꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ)均为高保守性位点ꎮ相关研究表明ꎬ位点的保守性分数与其功能的重

Ｙüｋｓｅｌ发现ＳｔＡＲ的Ｗ１４７Ｒ突变导致胆固醇向孕烯醇酮转化效率差异显著ꎬ仅为野生型的１３％[２２]ꎮ在小鼠上发现ꎬＳｔＡＲ蛋白ＰＫＡ磷酸化位点的突变ꎬ可使类固醇激素能力急剧下降[２３]ꎮ然而ꎬ对鸡的素能力的改变与多态位点的磷酸化无关ꎮ

ＳｔＡＲ基因磷酸化位点进行预测分析ꎬ没有预测到与多态位点一致的磷酸化位点ꎬ表明鸡合成类固醇激

综合分析ꎬＭ１４４Ｒ(ｒｓ７３７７３４９１５)ꎬＮ１４８Ｔ(ｒｓ７４０５７１７３０)ꎬＴ２０４Ｐ(ｒｓ７３９０８１０４６)ꎬＣ２２４Ｗ(ｒｓ７３１７９０９３２)和Ｌ２４７Ｑ(ｒｓ１０６０４５１４９９)这５个位点可能为鸡ＳｔＡＲ基因的潜在功能性位点ꎮ本次研究预测发现的潜在功能位点与鸡的繁殖能力是否相关ꎬ需进一步通过实验深入研究ꎮ参考文献:

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因而Ｍ１４４ＲꎬＮ１４８ＴꎬＴ２０４ＰꎬＣ２２４Ｗ和Ｌ２４７Ｑ这５个位点可能对鸡ＳｔＡＲ蛋白质的功能影响程度更大ꎮ

要程度成正比[１９ꎬ２１]ꎮ位于高度保守位点的ｎｓＳＮＰ往往比位于非保守位点的ｎｓＳＮＰ有害的可能性更大ꎮ

１２.

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河北科技师范学院学报３３卷　

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ＹüｋｓｅｌＢꎬＫｕｌｌｅＡＥꎬＧüｒｂüｚＦꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｎｏｖｅｌｍｕｔａｔｉｏｎｐ.Ｔｒｐ１４７Ａｒｇｏｆｔｈｅｓｔｅｒｏｉｄｏｇｅｎｉｃａｃｕｔｅｒｅｇｕｌａｔｏｒｙｐｒｏｔｅｉｎｃａｕ￣ＢａｈａｔＡꎬＰｅｒｌｂｅｒｇＳꎬＭｅｌａｍｅｄ￣ｂｏｏｋＮꎬｅｔａｌ.ＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆＬＯＮｇｅｎｅｂｙａｎｅｗｆｏｒｍｏｆｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｓｔｒｅｓｓ:

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第一作者简介:郝文文(１９９３￣)ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎮ主要研究方向:家禽抗病育种ꎮ

(责任编辑:朱宝昌)

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