不同物種的細(xì)胞色素c分子異同對比分析

本文格式為Word版，下載可任意編輯——不同物種的細(xì)胞色素c分子異同對比分析生化作業(yè)10/20/2023

不同物種的細(xì)胞色素c分子異同比較分析

細(xì)胞色素C是生物氧化反應(yīng)中一種起重要作用的蛋白質(zhì),它以鐵

葉琳為輔基,卟琳的SH基和Fe原子可與蛋白質(zhì)分子中的氨基酸相結(jié)合，人和其他各種生物的細(xì)胞色素C已經(jīng)分開提純，其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比較明白，對近百個生物種，包括各種不同的動物、植物、真菌和細(xì)菌的細(xì)胞色素C的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行了化學(xué)分析，證明白大部分生物細(xì)胞色素C的蛋白質(zhì)由105個左右的氨基酸組成，一除少數(shù)氨基酸順序略有變動外，大部分氨基酸的順序是一致的。

所選用的物種分類

物種果蠅黑猩猩狼牛松鼠智人野豬文昌魚蜜蜂擬南芥向日葵玉米界動物界動物界動物界動物界動物界動物界動物界動物界動物界植物界植物界植物界門節(jié)肢動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門節(jié)肢動物門被子植物門被子植物門被子植物門綱昆蟲綱哺乳綱哺乳綱哺乳綱哺乳綱哺乳綱哺乳綱頭索綱昆蟲綱雙子葉植物綱雙子葉植物綱單子葉植物綱目雙翅目靈長目食肉目偶蹄目嚙齒目靈長目偶蹄目文昌魚目膜翅目十字花目菊目禾本目科果蠅科人科犬科?？扑墒罂迫丝曝i科文昌魚科蜜蜂科十字花科菊科禾本科屬果蠅屬黑猩猩屬犬屬牛屬松鼠屬人屬豬屬文昌魚屬蜜蜂屬擬南芥屬向日葵屬玉蜀黍?qū)侔咨钫婢鷮谜婢T珠菌鏈孢菌原核生細(xì)菌門物界

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十四個物種的細(xì)胞色素c蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)

黑猩猩和牛的細(xì)胞色素c的序列對比

黑猩猩和玉米的細(xì)胞色素c序列對比

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上圖中，十四個物種分別來自于不同的界門綱目，共有的保守氨

基酸序列有43個，一致性十分高，其中黑猩猩和智人的序列式完全一致的，通過黑猩猩和

牛的序列對比發(fā)現(xiàn)，同為哺乳動物，它們的細(xì)胞色素c序列幾乎完全一直，只有少數(shù)幾個突變點；通過黑猩猩和玉米的細(xì)胞色素c的序列對比發(fā)現(xiàn)，它們顯然沒有黑猩猩和牛的序列一致性高，但仍有超過一半的一致性序列。

雖然有的物種在親緣關(guān)系中相隔很遠,但是氨基酸順序好多一致,說明它們在進化過程中,是由共同祖先演化而來的，又由于生物有機體突變,，在某一個歷史階段,產(chǎn)生了大量不同的個體,各自朝不同的方向演化,所以,各個生物有機體細(xì)胞色素C氨基酸排列順序不完全一致。不同物種之間的親緣關(guān)系越近,其細(xì)胞色素C的結(jié)構(gòu)越相像,反之差異越大。但同時雖然朝著不同的方向進化，但是細(xì)胞色素c的好多氨基酸序列的進化是十分保守的，因此可以推測這些序列在細(xì)胞色素c的基本功能方面發(fā)揮著很重要的作用，對細(xì)胞色素c的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著關(guān)鍵的作用。

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白色念珠菌、牛和智人分別屬于不同的界、門、綱、目,它們之間的親緣關(guān)系，總的看來是相距很遠的，也有的相對說來親緣關(guān)系比較近,例如智人和牛,這種親緣關(guān)系在它們的細(xì)胞色素C的一級結(jié)構(gòu)中明顯地反映出來。以下是通過它們的細(xì)胞色素c的序列構(gòu)建的進化樹。

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DifferencecountMatrix

DifferenceCountMatrix果蠅黑猩猩果蠅ID98黑猩猩98ID狼9711牛9810松鼠988智人980野豬9810文昌魚106105蜜蜂2298擬南芥104107向日葵102105玉米104105白色念珠菌104105鏈孢菌3498狼9711ID3121131059810710510410497牛98103ID91001059810710510410498松鼠988129ID891059810710510310399智人98011108ID101059810710510510598野豬981030910ID1059810710510410498文昌魚106105105105105105105ID1061051014242106蜜蜂22989898989898106ID10410310310341擬南芥104107107107107107107105104ID16105105108向日葵10210510510510510510510110316ID104104106玉米白色念珠菌鏈孢菌10410434105105981041049710410498103103991051059810410498424210610310341105105108104104106ID01030ID103103103ID

根據(jù)多種生物細(xì)胞色素C氨基酸序列的差異程度,可繪出生物進化的系統(tǒng)樹。這個系統(tǒng)樹與過去傳統(tǒng)的依靠形態(tài)和解剖上特征繪制的系統(tǒng)樹基本上相符。但是,這種系統(tǒng)樹比過去的系統(tǒng)樹有更多的優(yōu)點,它反映了生物本質(zhì)。由于蛋白質(zhì)是生命活動基礎(chǔ)，并且蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以定量,故在這種系統(tǒng)樹上有了量的概念,這是老的系統(tǒng)樹做不到的。對于一些個體大的高等生物,由于它們形態(tài)結(jié)構(gòu)繁雜,異同之處十明顯顯,所以用形態(tài)和解剖的方法繪制進化的系統(tǒng)樹令人信服,而對于一些形態(tài)微小、結(jié)構(gòu)簡單的微生物進化,只有用這種新方法才能得出更加可靠令人信服的結(jié)果。

十四個物種細(xì)胞色素c序列中高度保守氨基酸數(shù)目統(tǒng)計

種類數(shù)目G9F2C1Q1H1T2EKPLRYNWID1832232111這些高度保守的氨基酸多分布在無規(guī)則卷曲和β突起中，由于無規(guī)則卷曲尋常與蛋白質(zhì)功能密切相關(guān)，β突起細(xì)調(diào)肽鏈走向而影響蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，要形成具有穩(wěn)定功能和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的細(xì)胞色素c，這些高度

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保守的氨基酸序列十分關(guān)鍵，并且不能突變，突變會造成其蛋白質(zhì)功能缺失而被淘汰，這也從另一個角度說明白分子進化的理論依據(jù)。

十四個物種細(xì)胞色素c序列熵圖

這個圖說明的是細(xì)胞色素c序列上不同位置氨基酸的突變率，峰

值越高，則突變的可能性越大；谷處的氨基酸位置則是一些