在铜绿假单胞菌PAO1和PA14中确定基因岛的新方法.pdf

2009 年 第 54 卷 第 20 期:3198 3206 中国科学杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS 论 文 引用格式引用格式:宋磊,张雪洪.在铜绿假单胞菌 PAO1 和 PA14 中确定基因岛的新方法.科学通报,2009,54:31983206 Song L,Zhang X H.Innovation for ascertaining genomic islands in PAO1 and PA14 of Pseudomonas aeruginosa.Chinese Sci Bull,2009,54,doi:10.1007/s11434-009-0598-0 在铜绿假单胞菌 PAO1 和 PA14 中确定基因岛的新方法 宋磊,张雪洪*教育部微生物代谢重点实验室,上海交通大学生命科学技术学院,上海 200240;上海师范大学生命与环境科学学院,上海 200234 *联系人,E-mail: 2009-04-27 收稿,2009-07-08 接受 国家自然科学基金(批准号:30821005,30870075)、国家重点基础研究发展计划(编号:2009CB118906)和上海市重点学科(批准号:B203)资助项目 摘要 基于基因岛的 3 种显著特点,建立了一种新的确定基因岛的方法,能够较为全面地搜寻特定菌株的基因岛.以此方法在 Pseudomonas aeruginosa PA14 和 Pseudomonas aeruginosa PAO1 中共发现了 9 个基因岛,在 PAO1 中发现 2 个,在 PA14 中发现 7 个,其中有 4 个是已经被研究鉴定,5 个是新发现的基因岛.9 个基因岛中,有 6 个的插入位点是 tRNA 基因,而其余的 3 个基因岛中有 1 个正向重复序列同 tRNA 基因相关,1 个的正向重复序列是在 GMP 合酶/谷氨酰胺氨基转移酶双功能酶的 3末端,只有 1 个的正向重复序列尚不清楚来源.对 5 个未被鉴定的基因岛进行内部基因的功能分析,预测 PA14GI-2 是同汞离子摄取相关的基因岛,PA14GI-3 是同分泌相关的基因岛,PA14GI-6 是毒力岛.而 PA14GI-1 和 PA14GI-5 功能尚不清楚.对 PAO1GI-1,PA14GI-5 和 PA14GI-7 中的整合酶进行分析,预测了各基因岛的酶切位点和结合位点.关键词 铜绿假单胞菌 基因岛 基因水平转移 比较基因组分析整合酶 基因岛常常是基因水平转移的产物,而基因水平转移是原核生物进化的一种方式.基因岛常常具有一些基本的结构特征,如插入在某个tRNA序列中,含有正向重复序列,含有可移动的元件(如整合酶或转座酶),同核基因组有不同的 GC 含量,二核苷酸偏向性和遗传密码的使用等.从已鉴定的基因岛进行分析发现基因岛常常是在某个菌种中发现,而在极其相近的菌种中没有发现.基因岛按其功能的不同又分为毒力岛、适应性岛、抗生素抗性岛、共生性岛、离子摄取性岛、异源物质降解性岛和分泌性岛等1.现阶段对基因岛的预测和鉴定的方法主要分成 4 大类.在对基因岛研究的初期,鉴定的方法主要集中考虑基因岛是基因水平转移的产物,具有异常的 GC 含量,二核苷酸偏向性和遗传密码的使用等.该方法由于考虑的因素较为单一,在对基因岛的精确定位上 存在一定困难2,3.2004 年,Mantri 等人4通过对已发现基因岛的结构特征,即基因岛内部存在整合酶,在某个 tRNA 序列中插入而建立了 Islander(http:/www.indiana.edu/islander)的预测方法.该方法只选取位点特异性的整合酶,而且要求一个完整的tRNA序列,基因岛遗漏的可能性较大.第 3 类基因岛的预测方法是 2008年Langille等人5建立的 IslandPick.该方法是一种基于比较基因组学建立的自动预测基因岛区和非基因岛区的方法.第 4 大类基因岛的预测方法是将前2 种方法中的两种或两种以上的方法进行合理地组合,建立的一种混合的预测方法,这类预测方法中典型的代表是 MobilomeFINDER(http:/ FINDER)6和 Island Viewer(http:/www.pathogenomics.sfu.ca/island viewer)7.MobilomeFINDER 是将 MAmP(Microarray-Assisted mobilome Prospecting),tRNAcc 3199 论 文(tRNA gene contents and contexts analysis)和 tRIP(tRNA site interrogation for pathogenicity islands,prophages and other GIs)结合起来的一种预测方法.而 IslandViewer 是将基因岛预测的 3 种方法 IslandPick,IslandPath-DIMOB 和 SIGI-HMM 进行组合而建立的方法.铜绿假单胞菌是假单胞菌属中的代表菌种,是有鞭毛、革兰氏阴性、专性需氧的棒状杆菌.在自然界分布广泛,是一种条件致病菌8.铜绿假单胞菌中典型性的模式菌株是 PAO1和 PA14,这 2个菌株分别在 2000 年和 2006 年完成测序.PAO1 和 PA14 在序列上有很强的相似性,但 PA14 比 PAO1 具有更强的毒性9.2000 年在对 PAO1 的研究中,Kiewitz 等人10发现了一个基因岛,大小约 8.9 kb,插入在 tRNALys基因中.2004 年,Webb 等人11发现了一个原噬菌体,命名为 prophage Pf4,大小为 12.4 kb,插入在 tRNAGly基因中.2004 年,He 等人12在 PA14 中发现了两个毒力岛,分别命名为 PAPI-1 和 PAPI-2,大小分别为107.9 和 10.7 kb,都插入在 tRNALys基因中.而在PAO1 中发现的基因岛同 PAPI-2 约有一半的基因序列是相似的.在 PA14 中还发现了同 PAO1 中的原噬菌体 Pf4 同源的原噬菌体,命名为 prophage Pf513.我们建立了一种新的确定基因岛的方法,该方法分别考虑了基因岛的 3 种显著特点:特有的结构特点中选取关键因素即整合酶或转座酶的存在;比较基因组学的特点即基因岛只在某个菌株中存在而与其相近的菌株中不存在;水平基因转移的特点即异常的 GC 含量,二核苷酸偏向性和基因密度等.试图通过 3 种显著特点的有机结合,建立一个能找到更多基因岛并能对基因岛精确定位的方法.1 材料与方法()基因岛的搜索和确定.通过 NCBI(ftp:/ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/bacteria)下载 Pseudomonas aeruginosa PAO1 和 Pseudomonas aeruginosa PA14 的基因组序列.整合酶在基因组中的位置和序列通过GenBank(http:/www.ncbi.nlm.nih.gov)获得.用 Web ACT(http:/www.webact.org/WebACT/generate)进行上述两个基因组的序列比对,找出含有整合酶的区域,如果在两个基因组该区域有差异,就将该区域确定为候选的基因岛.这种差异的类型主要有两种,一种是该区域在 PAO1 基因组中存在,而在 PA14 基因组 中不存在;另一种情况是该区域在 2 个基因组中都存在,但两者有差异.当存在第一种情况时,选取PAO1中候选基因岛边界序列的 1 k 碱基同 PA14基因组做比对,找到匹配的结合区.选取该结合区的边界区域 1 k 碱基再同 PAO1 基因组做序列比对,获取该基因岛的两个边界,即正向重复序列.当存在第二种情况时,选取 PAO1 中候选基因岛边界序列的 1 k 碱基同 PAO1 基因组做比对,从而找到正向重复序列.将上述两种情况寻找到的候选基因岛进行 GC 含量、二核苷酸偏向性和基因密度的分析14,从而进一步确定 候 选 基 因 岛 的 准 确 性.具 体 的 过 程 见 图 1.()基因岛的类型分析.将找到的基因岛中包含的基因通过NCBI中的基因组数据库确定基因产物,对未知蛋白用蛋白家族数据库(Protein Family Data-base,PFAM)(http:/pfam.sanger.ac.uk/search/sequence)进行预测,进而来推测该基因岛的生物学功能.()整合酶的分析.将找到的基因岛中所包含的整合酶用 PDB(Protein Data Bank)(http:/www.rcsb.org/pdb/search/advSearch.do)和 CDD(Conserve Domain Database)(http:/www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml)进行预测,分析整合酶的类型,根据整合酶的类型进一步分析正向重复序列中的酶切位点和结合位点.2 结果与讨论 2.1 基因岛的确定 通 过 上 述 的 方 法 在 Pseudomonas aeruginosa PAO1中找到 2个基因岛,在 Pseudomonas aeruginosa PA14 中找到 7 个基因岛,结果见表 1 和图 2.其中有6个基因岛边界序列含有完整的 tRNA基因或 tmRNA基因,2 个是插入在 tRNAGly基因中,2 个是插入在tRNALys基因中,1 个是插入在 tRNAArg基因中,1 个是插入在 tmRNA 基因中.在 Pseudomonas aeruginosa PA14 的基因组中找到了 3 个不以完整的 tRNA 基因或 tmRNA 基因作为边界序列的基因岛,即 PA14GI-2,PA14GI-3 和PA14GI-4.由于 PA14GI-2和 PA14GI-4这两个基因岛完全符合基因岛其他的结构特点,即内部含有活动的元件整合酶或转座酶、存在正向重复序列,该区域的 GC 含量、二核苷酸偏向性和基因密度同 PA14 全基因组有明显的差异,可以确定这 2 个区域都应该是 2009 年 10 月 第 54 卷 第 20 期 3200 图图 1 确定基因岛的过程确定基因岛的过程 表表 1 在在 PAO1 和和 PA14 中所确定的基因岛的特征中所确定的基因岛的特征 基因岛 位置(基因号)插入位点(基因号)整合酶或 转座酶 大小/bpGC(%)基因密度(数量/kb)*(1000)基因组中比基因岛的*值更低的区域所占的百分率(%)Pseudomonas aeruginosa PAO1 6264404 66.6%0.905 26.783a)PAO1GI-1 785311797747(PA0715.PA0729.1)tRNAGly(PA0729.1)PA0728 12437 56.39%1.206 94.069 100%PAO1GI-2 10604111069382(PA0976.1PA0987)tRNALys(PA0976.1)PA0978 PA0987 8972 53.53%1.226 88.700 99.140%Pseudomonas aeruginosa PA14 6537648 66.3%0.914 27.910 a)PA14GI-1 290225312990(PA14_03250-PA14_03410)tRNAArg(PA14_03410)PA14_03300 22766 58.55%0.703 35.182 79.094%PA14GI-2 13008051327539(PA14_15340-PA14_15610GMP 合酶/谷氨酰胺氨基转移酶 PA14_15350 26735 61.02%0.935 46.164 95.902%PA14GI-3 26776902721402(PA14_30850-PA14_31280)No PA14_31280 43713 65.44%0.892 74.013 100%PA14GI-4 43451264355800(PA14_48880PA14_49030)No PA14_48880 10675 57.26%1.499 78.489 98.039%PA14GI-5 47500584755861(PA14_53570PA14_53610)tmRNA(4749731.4750083)PA14_53570 5804 47.36%0.861 87.185 96.980%PA14GI-6 48601994895087(PA14_54840PA14_55090)tRNAGly(PA14_54840)PA14_55060 PA14_55090 34889 61.47%0.659 36.453 93.583%PA14GI-7 52514385359447(PA14_58910PA14_60150)tRNALys(PA14_60150)PA14_60140 108010 59.73%1.065 33.258 100%a)基因组的平均*(长度是 20000)3201 论 文 图图 2 利用利用 WebACT 对对 9 个基因岛进行个基因岛进行 比较的结果比较的结果 基因组之间红色和蓝色的线代表一个同源区域,其中蓝色的线代表反向配对.黄色的线代表基因岛的插入位点.黄色的框代表基因岛的候选区域.各自基因组的上端和下端显示该基因组在该区域的 GC 含量.(a)PAO1GI-1;(b)PAO1GI-2;(c)PA14GI-1;(d)PA14GI-2;(e)PA14GI-3;(f)PA14GI-4;(g)PA14GI-5;(h)PA14GI-6;(i)PA14GI-7 2009 年 10 月 第 54 卷 第 20 期 3202 基因岛.其中 PA14GI-3 的 GC 含量和基因密度同PA14 全基因组的差别不大,但二核苷酸偏向性上有明显的差别,而且内部含有整合酶.PA14GI-3 的正向重复序列是 5-CTTAAAATCCCT-3,是 tRNALeu基因反密码环的部分,两端并没有一个完整的 tRNA 序列,但其上游和下游序列刚好拼成一个完整的 tRNALeu序列,而该序列同 PA2570.1 完全相同,说明该基因岛是通过基因水平转移获得的,并插入在 tRNALeu基因中,但破坏了该基因的完整性,即由于基因岛的插入而使该 tRNA 基因失活,边界序列的分析见图 3.由此也可以证明基因岛的侧向序列中并不一定需要一个完整的 tRNA 序列.PA14GI-2 的正向重复序列在 GMP合酶/谷氨酰胺氨基转移酶双功能酶的 3末端 16 个碱基.有研究报道,在 Staphylococcus aureus 中发现了一个毒力岛,该基因岛整合在 GMP 合成酶基因 3末端,形成 18 个碱基的正向重复序列.所以也可以确定该基因岛的可靠性15.而 PA14GI-4 的正向重复序列是 5-TACGCACAAA-3,由于较短,并没有分析出它的来源.9 个基因岛的大小在 9.0108.0 kb 之间,所有的基因岛中都包含有一个或两个整合酶,但没有发现转座酶.在 PAO1 中 2 个基因岛的 GC 含量是 53.53%和 56.39%,明显地小于基因组的 GC 含量 66.6%;二核苷酸的偏向性分别是 88.700 和 94.069,都明显地高于基因组的平均*值 26.783.基因组中比基因岛的*值更低的区域所占的百分率分别是 99.140%和100%.在 PA14 的 7 个基因岛中 6 个基因岛的 GC 含量从 47.36%到 61.47%,明显地低于基因组的 GC 含量 66.3%.其中只有 PA14GI-3 的 GC 含量是 65.44%,略低于基因组的 GC 含量.二核苷酸的偏向性的数值从33.258到87.185,都高于基因组的平均*值27.910.基因组中比基因岛的*值更低的区域所占的百分率从 79.094%到 100%.以上数据足以说明 PAO1 和PA14 中的这 9 个区域是通过水平基因转移获得,并且符合基因岛在结构上的要求,所以可以确定是基因岛.在找到的 9 个基因岛中,PAO1GI-111,PAO1GI-210,PA14GI-413和 PA14GI-712分别已被确定,并且确定的基因岛的位置同我们的方法所找到的位置完全吻合,说明该方法对基因岛能够进行精确的定位.我们在 PAO1 和 PA14 中唯一没有找到的已鉴定的基因岛是 PAPI-2,原因是这个基因岛没有相应的正向重复序列,所以是很可能不能环出的.从已有的数据显示我们找到的基因岛都基本符合基因岛的特征,只是岛中的整合酶是否有活性,是否能使基因岛环出成为活动的岛尚需要进一步的实验证明.2.2 确定和预测基因岛方法的比较 我们的方法是将整合酶或转座酶作为寻找基因岛的核心.原因是基因岛中的整合酶或转座酶是该基因岛能够整合到宿主中并从宿主中环出的关键基因.然后通过相近基因组的比较将该整合酶的作用位点找出来,它常常是一段正向重复序列,可长可短,同该整合酶的类型有关,比如酪氨酸型位点特异性的整合酶的正向重复序列较长,而丝氨酸型位点特异性的整合酶的正向重复序列较短.最后用GC含量,二核苷酸偏向性和基因密度最终来确定候选基因岛的准确性.该方法脱离了经典基因岛的结构束缚,即常常在 tRNA 基因附近,同时也提高了寻找到岛的准确性,因为找到的岛中一定含有基因岛的可移动关键元件,即整合酶或转座酶.将现有的主要的基因岛鉴定和预测方法同我们的方法进行了比较,结果见表 2.我们选取了 Islander,MobilomeFINDER,Is-landViewer,PredictBias16和 Prophinder17共 5 种方法进行比较,从比较的结果显示,Islander 需要在基因岛的侧向序列中包含一个完整的 tRNA 序列,并且在选取整合酶时只选择了位点特异性的整合酶.所以Islander 找到的基因岛比我们的方法少,很可能遗漏了较多的基因岛.MobilomeFINDER 预测的基因岛比我们的方法找到的多,但它的缺陷是没有考虑基因岛中关键的因素即整合酶或转座酶.IslandVieer 是 3个预测方法 IslandPath-DIMOB,SIGI-HMM 和IslandPick 的结合,其预测结果的偏差可能是 3 个预 图图 3 PA14GI-3 的边界序列分析的边界序列分析 3203 论 文 表表 2 本方法同几种确定基因岛的方法在结果上的比较本方法同几种确定基因岛的方法在结果上的比较 基因岛 位置(基因号)鉴定 IslanderMobilomeFINDERIsland Viewer PredictBias(基因岛的类型)ProphinderPAO1GI-1 785311-797747(PA0715.PA0729.1)原噬菌体 Pf4 Yes 785275797720No PA0710.PA0728(基因岛)No PAO1GI-2 1060411-1069382(PA0976.1.PA0987)相似于 PAPI-2 No No No PA0957.PA0994(毒力岛)No PA14GI-1 290225-312990(PA14_03250.PA14_03410)No No 290262312957No PA14_03190.PA14_03380(基因岛)No PA14GI-2 1300805-1327539(PA14_15340.PA14_15610 No No No No PA14_15340.PA14_15600(基因岛)No PA14GI-3 2677690-2721402(PA14_30850.PA14_31280)No No No 2705011 2709337 PA14_30850.PA14_31290(毒力岛)No PA14GI-4 4345126-4355800(PA14_48880.PA14_49030)原噬菌体 Pf5 No No No PA14_48850.PA14_49030(基因岛)No PA14GI-5 4750058-4755861(PA14_53570.PA14_53610)No Yes 47500844755867No PA14_53540.PA14_53660(毒力岛)No PA14GI-6 4860199-4895087(PA14_54840.PA14_55090)No No 48602174895126No PA14_54810.PA14_55090(毒力岛)No Pa14GI-7 5251438-5359447(PA14_58910.PA14_60150)PAPI-1 Yes 52514405359392No PA14_58900.PA14_59230(毒力岛)PA14_59310.PA14_59680(毒力岛)PA14_59700.PA14_60120(毒力岛)No 测软件本身的冲突造成的.在 PAO1 和 PA14 菌株中用 PredictBias 预测的基因岛要比我们的方法预测的多,而且是唯一的一个将我们的结果全都预测出来的方法,但预测到的基因岛边界不清楚,没有精确到碱基.Prophider 通过 ACLAME 数据库中噬菌体数据资源来对基因组的相关区域进行相似性分析,从而确定该区域是否是原噬菌体.而我们找到的 PAO1 GI-1 和 PA14GI-4 已经被鉴定是 Pf4 原噬菌体11和Pf5 原噬菌体13.2.3 对未被鉴定的 5 个基因岛的功能预测分析 对未被鉴定的 5 个基因岛 PA14GI-1,PA14GI-2,PA14GI-3,PA14GI-5 和 PA14GI-6 进行了内部基因的分析,结果见表 37.在 PA14GI-1 中含有 16 个基因,其中只有 PA14_03290 被预测是转座酶,PA14_03300是属于 Rve 整合酶家族,PA14_03310 是属于糖基转移酶,PA14_03330 是 PHP(polymerase and histidinol phosphatase)结构域.所以尚不能确定该基因岛的类型(表 3).在 PA14GI-2 中含有 25 个基因,其中含有一个还原汞离子的基因簇,即 MerRTPADE,所以预测该基因岛同汞离子的摄取有关(表 4).在 PA14GI-3中含有 39 个基因,其中含有离子通道系统蛋白和Trb 系列蛋白,同A 型分泌系统很相像,所以可以 暂时确定该基因岛是分泌性岛(表 6).在 PA14GI-5中含有 5 个基因,只有 PA14_53570 被预测是整合酶,所以尚不能确定该基因岛的类型(表 7).在 PA14GI-6中含有 23 个基因,其中含有若干非核糖体多肽合成酶和一系列 ABC 转运蛋白,所以推测该基因岛是毒力岛(表 5).上述结果是通过基因产物对基因岛功能的初步预测,而进一步的验证和分析基因之间的相互关系还需通过相应的实验来完成.对确定的 9 个基因岛的整合酶通过 PDB 和 CDD分析发现,其中 PAO1GI-1,PA14GI-2,PA14GI-3,PA14GI-4,PA14GI-5 和 PA14GI-7 的整合酶是酪氨酸整合酶家族,而PAO1GI-2,PA14GI-1和PA14GI-6基因岛中的整合酶是 Rve 家族(表 8).Rve 家族整合酶的作用机制还没有固定的模式.酪氨酸整合酶家族研究得较为清楚,常常要求正向重复序列中包括短的反向重复序列,中间是一段短的碱基序列的间隔18.通过 PDB预测的酪氨酸整合酶家族中有 3 个是噬菌体 HP1 整合酶,但它们的正向重复序列却并没有发现明显的相似.由于 PAO1GI-1 和 PA14GI-5 的正向重复序列分别在tRNAGly和 tmRNA 的 3末端,通过其结构分析,可以在正向重复序列中分别找到各自的整合酶 PA0728 和PA14_53570 的结合位点和酶切位点,结果见表 8.分析 2009 年 10 月 第 54 卷 第 20 期 3204 表表 3 PA14GI-1 中基因产物分析中基因产物分析 基因序号(位置)产物名称(PFAM)基因序号(位置)产物名称(PFAM)PA14_03250(291568293184)未知蛋白 PA14_03330(303810304676)未知蛋白(PHP,PHP 结构域)PA14_03265(293187293936)未知蛋白 PA14_03340(304673305599)未知蛋白 PA14_03270(294101297238)未知蛋白 PA14_03350(305950306903)未知蛋白 PA14_03285(297222298367)未知蛋白 PA14_03360(306896307666)未知蛋白 PA14_03290(298567298875)未知蛋白(转座酶)PA14_03370(307985308983)未知蛋白 PA14_03300(298872299717)未知蛋白(rve 型整合酶)PA14_03380(309749311728)未知蛋白 PA14_03310(300333301931)未知蛋白(糖基转移酶家族)PA14_03390(311665312174)未知蛋白 PA14_03320(302683303804)未知蛋白 PA14_03400(312167312499)未知蛋白 表表 4 PA14GI-2 中基因产物分析中基因产物分析 基因序号(位置)产物名称(PFAM)基因序号(位置)产物名称(PFAM)PA14_15350(13011261302328)可能的整合酶 PA14_15490(13118581312034)未知蛋白 PA14_15360(13027431303723)未知蛋白 PA14_15500(13120741312361)oriT-结合蛋白,TraK PA14_15370(13038571304084)未知蛋白 PA14_15510(13126551313026)oriT-结合蛋白,TraJ PA14_15380(13040521304930)复制解旋酶,RepA PA14_15520(13132911314076)接合对形成蛋白,TrbJ PA14_15400(13049021305789)可能的复制蛋白,RepC PA14_15530(13140941314369)进入/排除蛋白,TrbK PA14_15430(13064101306970)可能的游离酶 PA14_15540(13143661315988)可能的接合对形成蛋白,TrbLPA14_15435(13071011308090)未知蛋白 PA14_15560(13165041316812)未知蛋白 PA14_15445(13080871308323)可能的汞离子抗性蛋白,MerE PA14_15570(13171481317348)未知蛋白 PA14_15450(13083201308685)转录调控子,MerD PA14_15580(13174071320187)型限制性内切酶 PA14_15460(13087031310388)可能的汞离子还原酶,MerA PA14_15590(13212181323335)未知蛋白 PA14_15470(13104601310735)细胞周质汞离子结合蛋白,MerPPA14_15600(13233281324512)未知蛋白 PA14_15475(13107481311098)可能的汞离子转运蛋白,MerT PA14_15610(13248051327411)未知蛋白 PA14_15480(13111701311604)可能的转录调控子,MerR 表表 5 PA14GI-6 中基因产物分析中基因产物分析 基因序号(位置)产物名称(PFAM)基因序号(位置)产物名称(PFAM)PA14_54850(48604134860634)未知蛋白 PA14_54960(48800904881058)未知蛋白(TonB-依赖受体插头区)PA14_54860(48608374861445)未知蛋白(RadC,DNA 修复蛋白)PA14_54970(48811624882919)ABC 转运蛋白 PA14_54870(48616084862516)未知蛋白 PA14_54980(48829234884677)可能的 ABC-型转运蛋白 PA14_54880(48626354863513)可能的丝氨酸乙酰转移酶 PA14_55000(48849204885870)ABC 转运细胞周质蛋白 PA14_54890(48634144865318)未知蛋白(Saccharop_dh,酵母 PA14_55020(48858774886899)ABC 转运透性酶 氨酸脱氢酶)PA14_55030(48868924887956)ABC 转运透性酶 PA14_54900(48653154866469)未知蛋白(Saccharop_dh,酵母 PA14_55040(48879534888810)可能的 ATP-含铁肠菌素转 氨酸脱氢酶)运的结合元件 PA14_54910(48666924867507)可能的硫酯酶 PA14_55050(48889574891011)TonB-依赖受体 PA14_54920(48675044871967)可能的非核糖体肽合成酶 PA14_55060(48912614892103)未知蛋白(rve 型整合酶)PA14_54930(48720964875437)可能的非核糖体肽合成酶 PA14_55070(48921364892399)未知蛋白(转座酶)PA14_54940(48755514878535)可能的含铁细胞生物合成酶 PA14_55080(48930604894265)未知蛋白 PA14_54950(48787894880135)未知蛋白(TonB_dep_Rec,TonBPA14_55090(48943484894746)未知蛋白(rve 型整合酶)依赖受体)3205 论 文 表表 6 PA14GI-3 中基因产物分析中基因产物分析 基因序号(位置)产物名称(PFAM)基因序号(位置)产物名称(PFAM)PA14_30850(26784352679706)TrbI-类似蛋白 PA14_31070(27011702703530)保守的未知蛋白 PA14_30860(26797092680698)TrbG-类似蛋白 PA14_31080(27036042704179)可能的接合转移蛋白 PA14_30870(26806952681399)接合转移蛋白,TrbF PA14_31090(27041762705093)保守的未知蛋白 PA14_30880(26814122682782)接合转移蛋白,TrbL PA14_31100(27050112705649)可能的质粒分割蛋白 PA14_30890(26829802683123)未知蛋白 PA14_31110(27059032707231)可能的复制起始和转录抑制蛋白PA14_30900(26831112683836)TrbJ-类似蛋白 PA14_31130(27071802707950)保守的未知蛋白 PA14_30910(26838332686286)TrbE-类似蛋白 PA14_31150(27082942708695)未知蛋白 PA14_30930(26865682686960)TrbC-类似蛋白 PA14_31160(27088602709183)未知蛋白(HTH_3,螺旋-转角-螺PA14_30940(26869572688027)可能的接合转移蛋白 PA14_31170(27092302709337)未知蛋白 PA14_30950(26880242688488)保守的未知蛋白 PA14_31180(27095772710638)未知蛋白 PA14_30960(26884852690485)TraG-类似蛋白 PA14_31190(27109452712999)保守的未知蛋白(ParBc,ParB-类PA14_30970(26910052692000)可能的转录调控子 PA14_31200(27130812713905)保守的未知蛋白 PA14_30980(26921272692432)未知蛋白 PA14_31220(27146252714903)未知蛋白 PA14_30990(26924832693151)未知蛋白 PA14_31230(27149692715496)未知蛋白 PA14_31000(26931642693907)未知蛋白 PA14_31240(27156332716943)可能的 nrbE-类似蛋白 PA14_31010(26939042697041)可能的阳离子流出的系统蛋白PA14_31250(27173462717738)未知蛋白 PA14_31030(2697052 2698281)可能的阳离子流出的系统蛋白PA14_31260(27180152718521)RadC-类似蛋白 PA14_31040(26982782699525)可能的阳离子流出的系统蛋白PA14_31270(27188482720011)保守的未知蛋白 PA14_31050(26996662700664)未知蛋白(肽酶家族 M48)PA14_31280(27200082721213)可能的整合酶 PA14_31060(27006612701278)未知蛋白(青霉素酶抑制剂)表表 7 PA14GI-5 中基因产物分析中基因产物分析 基因序号(位置)产物名称(PFAM)基因序号(位置)产物名称(PFAM)PA14_53570(47505464751322)可能的整合酶 PA14_53600(47535464754154)未知蛋白 PA14_53580(47516814752283)未知蛋白 PA14_53610(47541904754795)未知蛋白 PA14_53590(47522884753559)未知蛋白 表表 8 9 个基因岛的整合酶分析个基因岛的整合酶分析a)基因岛 整合酶或转座酶 attL/attR PDB 预测 CDD 预测 整合酶类型 PAO1GI-1 PA0728 AGGGTTCGATTCCCTTCGCCCGCTCCA 噬菌体 HP1 整合酶 噬菌体 HP1 整合酶 酪氨酸整合酶家族 PAO1GI-2 PA0978 CGAATCCTACACGACC CACCAT No Rve Rve 家族 PA0987 RSV 整合酶 Rve Rve 家族 PA14GI-1 PA14_03300 GGGTCGTGGGTTCGAATCCCGCCGGATGCGCCATANo Rve Rve 家族 PA14GI-2 PA14_15350 ATCGAGTGGGAGTGAT 型整合酶 噬菌体 P4 整合酶 酪氨酸整合酶家族 PA14GI-3 PA14_31280 CTTAAAATCCCT XERD DNA 断裂-重联酶 酪氨酸整合酶家族 PA14GI-4 PA14_48880 TACGCACAAA 噬菌体 HP1 整合酶 DNA 断裂-重联酶 酪氨酸整合酶家族 PA14GI-5 PA14_53570 GGGT(G)TCAAATCCCCCCGGCTCCACCAAACG 噬菌体 HP1 整合酶 DNA 断裂-重联酶 酪氨酸整合酶家族 PA14GI-6 PA14_55090 TTCCCTTCGCCCGCTCCANo Rve Rve 家族 PA14_55060 RSV 整合酶 Rve Rve 家族 PA14GI-7 PA14_60140 GAG(C)CAGTTGG(T)CTTTTAACCAATTGGTCGTAG GTTCGAATCCTACACGACCCACCAT XERD DNA 断裂-重联酶 酪氨酸整合酶家族 a),整合酶的结合位点;,整合酶的酶切位点;括号中的碱基是代表 attR 中的碱基 2009 年 10 月 第 54 卷 第 20 期 3206 发现它们的酶切位点的共同特