擬南芥和水稻Cel基因家族的生物信息學分析

王麗珊

（閩西職業技術學院，福建 龍巖 364021）

纖維素是植物細胞壁的主要組成成分。纖維素酶解是將生物質原料轉化為乙醇的一條高效的、無污染的關鍵途徑。研究纖維素酶對解決世界糧食短缺、能源危機、環境污染等問題具有重要意義。植物合成的纖維素酶（Cellulase，Cel），通常也稱內切-1,4-β-葡 聚 糖 酶 （endo-1,4-β-D-glucanases，EC 3.2.1.4），屬于糖苷水解酶家族9（glycoside hydrolase family 9，GH9），在纖維素的合成和分解過程中起著重要的作用[1]。Hayashi等鑒定了25個擬南芥Cel基因和20個水稻Cel基因[2]。研究表明纖維素酶與擬南芥長角果開裂和楊樹側根生成有關[3-4]。目前已有多種植物Cel基因相繼報道，但對雙子葉植物擬南芥和單子葉植物水稻Cel基因的對比分析報道較少。本研究運用生物信息學的方法，對擬南芥和水稻Cel基因的基因結構、系統發育進化、蛋白質結構、跨膜結構、信號肽（signal peptide，SP）、亞細胞定位、結構域、保守基序進行預測和對比分析，以期為今后深入研究植物Cel基因家族的進化、結構特征和功能的多樣性提供一些理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

本文數據來自于擬南芥數據庫TAIR、水稻數據庫RGAP、碳水化合物活性酶數據庫CAZY、植物信息資源網Phytozome、美國國立生物信息中心NCBI、歐洲分子生物學實驗室EMBL。

1.2 方法

1.2.1 Cel基因家族成員的鑒定與分類、基因結構分析和系統進化樹構建

以擬南芥和水稻Cel基因編碼蛋白質序列為檢索序列，利用BLAST工具進行同源搜索。運用軟件Pfam、CDD、SMART等預測蛋白質的保守結構域，具有GH9催化結構域的蛋白質序列屬于纖維素酶。將結構域特征進行比對分析后分類和命名。……