线粒体蛋白转运系统的序列相似性分析
刘 震，张国强，卢全伟
【摘 要】通过在27个不同进化层次物种的基因组和蛋白组中搜索酵母线粒体蛋白转运系统亚基的同源序列，并进一步分析了同源亚基序列相似性与其所在线粒体位置的关系.结果表明，位于线粒体相同位置的模块有类似的序列相似性曲线，相似性曲线在模块内部一般有波峰和波谷.从线粒体外膜到基质，序列相似性整体升高.线粒体蛋白转运系统亚基与一些功能不相关的蛋白也表现出序列相似关系，且这些亚基多集中在线粒体的内膜和外膜.【期刊名称】四川大学学报（自然科学版）【年(卷),期】2015(052)006【总页数】6
【关键词】生物信息；线粒体；同源搜索；序列相似性
1 引 言
线粒体是真核细胞的细胞器，人类很多疾病都与线粒体的异常有关，线粒体也因此成为当今的研究热点之一［1，2］.线粒体有自己的DNA，但绝大多数线粒体蛋白都是由细胞核基因编码，在细胞质核糖体上合成，然后转运到线粒体［3］.因此线粒体蛋白转运系统对线粒体功能的正常发挥有着重要的意义.
通过对酵母线粒体蛋白转运系统的研究表明该系统是一种“模块化”的组织形式，酵母线粒体蛋白转运系统由七个模块组成，并至少包含有35个亚基［4］.不同的模块位于不同的线粒体位置并负责转运不同类型的线粒体蛋白.线粒体前体蛋白首先由位于外膜的 TOM［5］（Translocase of the Outer Membrane）模块识别并转运到线粒体膜间隙，然后携带不同定位信号的前体蛋白会通过不同的途径运输到特定的位置：（1）含有N端信号肽的线粒体基质蛋白和部分内膜蛋白会由TIM23（Translocase of the Inner Membrane）模块进行转运［6］，当这类前体蛋白到达TIM23模块基质侧时，会在PAM（Presequence translocase-Associated protein import Motor）模块的协助下完成其转运过程［7］.（2）线粒体内膜蛋白一般会由small TIM模块引导并通过TIM22模块完成运输.（3）线粒体外膜上的蛋白也需要经过TOM模块进入到线粒体膜间隙，然后由SAM（Sorting and Assembly Machinery）模块将其插入到线粒体外膜.（4）线粒体膜间隙蛋白由 MIA（Mitochondrial Intermembrane space import and Assembly）模块协助完成转运和组装［4］.
本研究中，我们通过在25个真核及2个原核物种的蛋白组序列上搜索酵母线粒体蛋白转运系统35个亚基的同源序列，并计算这些序列之间的相似性.通过序列相似性曲线的波动，我们了解到线粒体蛋白转运系统的一些特性.此外，目前对线粒体蛋白转运系统的研究主要是以酵母为模式物种，通过本
线粒体蛋白转运系统的序列相似性分析
