DNA连接酶Ⅲ在真核生物中的功能演化研究

摘要

DNA连接酶Ⅲ是真核生物催化DNA复制和修复过程产生的DNA切口连接的蛋白。以前研究认为DNA连接酶Ⅲ是只存在于脊椎动物的连接酶，但最近研究显示，DNA连接酶Ⅲ还在非脊椎动物存在。因此，本研究通过数据库搜索，系统发育树构建和功能保守性分析等对DNA连接酶Ⅲ在真核生物中的功能演化进行了探讨。结果显示，DNA连接酶Ⅲ在单鞭毛生物包括动物界，领鞭毛虫界和变形虫界等中存在，并在真菌界等中发生丢失。系统发育树分析显示DNA连接酶Ⅲ可能起源自DNA连接酶IV的复制。对DNA连接酶Ⅲ线粒体引导序列(MLS)的预测显示，除哺乳动物和两栖动物外，领鞭毛虫，果蝇属三个物种（Drosophilaananassae，Drosophilamelanogaster和Drosophilavirilis），三刺鱼（Gasterosteusaculeatus）中的DNA连接酶Ⅲ也含有MLS序列，而且这些MLS序列可能是种系特异的演化出的。结构域功能保守性分析显示，ZnF和BRCT结构域在动物界和领鞭毛虫界的祖先物种中演化出，但两个结构域在动物界一些物种发生了种系特异的丢失，还有些物种虽然结构域存在但其功能位点丢失。ZnF结合DNA切口的功能和BRCT结构域与XRCClBRCT结构域异构化的功能都在动物界和领鞭毛虫界的祖先既已演化出，说明DNA连接酶Ⅲ参与DNA的单链断裂修复，碱基切除修复(shortpatch)和核苷酸切除修复是其较为古老和保守的功能。由于只有部分物种中的DNA连接酶Ⅲ含有线粒体引导序列，说明不同物种中DNA连接酶Ⅲ的功能是有差异的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 在生命体中，对于每一个细胞来说，DNA是构成生命体很重要的遗传物质

1.1.2 DNA缺口产生的几条途径及修复概述

1.1.3 酶的种类及催化机制

1.1.4 线性模体介绍

1.2 DNA连接酶家族情况概述

1.2.1 哺乳动物的三种DNA连接酶结构功能介绍

1.3 DNA连接酶III的每个结构域功能位点研究

1.3.1 催化核心NTase结构域中重要的功能位点

1.3.2 ZnF结构域中重要的功能位点

1.3.3 DBD结构域的重要功能位点及其作用

1.3.4 BRCT结构域中重要的位点

1.4 研究内容

1.5 研究意义

1.6 研究方法和技术与结构安排

1.61 研究方法与技术

1.6.2 论文结构安排

第2章 DNA连接酶III的功能演化

2.1 引言

2.2 意义与目的

2.3 材料与方法

2.3.1 本研究使用的数据库和软件网址

2.3.2 数据库搜索

2.3.3 结构域排列的预测和多序列比对

2.3.4 系统发育树构建

2.3.5 线粒体引导序列的预测

2.3.5 结构域结构保守性计算

2.4 结果分析

2.4.1 DNA连接酶III的物种分布和结构域组成

2.4.2 DNA连接酶Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ的演化关系

2.4.3 DNA连接酶Ⅲ的功能演化

2.5 讨论

第3章 结论与展望

3.1 DNA连接酶III的功能和演化研究

3.2 展望

参考文献

附录

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果