人IDE基因启动子生物信息学探讨人IDE基因启动子生物信息学探讨 2018/08/14 摘要：对人基因启动子进行生物信息学分析以获得人基因启动子、岛及转录因子结合位点特征从基因组数据库成功获得人基因调控区序列、预测人基因分别有个、个、个启动子选择、时，预测该序列存在、和个可能的转录因子结合位点选择，搜索到个潜在的转录因子结合位点采用进化足迹法，预测方法获得位于人和小鼠同源基因启动子保守区域相同位置的转录因子结合位点为个，包含转录因子、等发现一个岛，位于之间，大小为人基因启动子、岛及转录因子结合位点的生物学信息学分析，为下一步基因表达调控实验奠定了基础关键词：生物信息学分析；基因；调控区；转录因子；启动子胰岛素降解酶（，；），又名胰岛素酶、胰岛素蛋白酶，是一种非典型的亚家族锌金属蛋白酶，水解生物医学中几个重要的中等大小的肽底物，包括胰岛素、胰岛素样生长因子、胰高血糖素、胰淀素和淀粉样蛋白，并具有调节功能：调节蛋白酶体活性、激素受体活性、过氧化物酶体脂肪酸氧化、细胞的生长发育胰岛素降解酶参与阿尔茨海默病（，）、型糖尿病（，）的发病机制，也被鉴定为水痘带状疱疹病毒感染和细胞扩散的细胞受体型糖尿病由渐进性细胞功能障碍、胰岛素分泌不足，或胰岛素抵抗引起在疾病早期阶段对型糖尿病患者进行胰岛素短期强化治疗是近年来被关注的一项策略胰岛素降解酶通过降解胰岛素的机制来控制体内循环胰岛素水平胰岛素降解减少使循环的空腹和外周胰岛素水平长期升高，进一步加剧胰岛素抵抗因此，胰岛素降解酶是治疗型糖尿病的潜在的药物靶标目前对于人基因表达调控的机制还缺乏了解，用生物信息学的方法对基因的启动子进行预测和分析可以加快基因调控机制和发病机制的研究进程本研究利用生物信息学软件对人基因核心启动子区域、岛、转录因子结合位点进行生物信息学分析，为人基因启动子的克隆、基因的转录调控机制研究奠定了理论基础材料与方法材料人基因：，位于，有个外显子，个转录变异体变异体编码最长的蛋白质，登录号：本研究选择变异体作为研究人基因的材料方法人基因调控区序列的获得在网站中，以“”为检索词搜索人基因在基因组序列（）中的位点以转录起始点为界限，截取基因组序列中其上游共序列作为基因调控区进行序列分析小鼠同源基因调控区序列的获得在的小鼠数据库中搜索的同源序列，得到唯一序列，一致性为，说明两者的同源性较高为小鼠胰岛素降解酶的按照人基因调控区序列获得的方法获得小鼠同源基因调控区序列启动子区预测和分析利用在线软件，与对人基因调控区中潜在的启动子区进行预测和分析参数设置：启动子剪切值设为，取其默认设置，的盒启动子的阈值选择人基因调控区转录因子结合位点预测利用在线软件对人基因调控区转录因子结合位点进行预测，参数设置如下：选择，选择，选择，选择、进一步采用进化足迹法分析，在网站使用种不同的预测方法（、）确定人和小鼠同源基因启动子区保守的核苷酸序列，在、两种脊椎动物转录因子结合位点数据库中搜索位于保守区域的相同的转录因子参数设置如下：设为，设为人基因启动子区甲基化岛预测利用在线软件与对人基因调控区进行岛预测相关参数设置为：检测含量期望含量（），岛长度结果人基因启动子分析在数据库中获得人基因调控区序列，在染色体上的位点为：将这序列作为候选启动子用种启动子预测软件进行分析预测人基因有个启动子，预测人基因有个启动子在正义链上预测人基因有个启动子.人类基因调控区转录因子结合位点分析利用软件对人基因调控区转录因子结合位点进行预测，选择、时，获得正负链上转录因子结合位点数依次为、和个，其中选择时转录因子结合位点预测结果如表所示选择转录因子，选择，搜索到个潜在的转录因子结合位点.人基因启动子区甲基化岛预测使用软件对人基因调控区序列进行岛预测，结果显示有一个岛位于上述序列的之间，大小为使用软件在人基因端转录起始点上游发现一个岛，位于之间，大小为（图）软件预测的岛位于软件预测的岛之内，说明两个软件预测的结果基本完全一致讨论人基因位于，全长约，与人基因染色体区域连锁的区域被鉴定为型糖尿病相关数量性状的基因位点基因敲除小鼠的特点是胰岛素降解降低、高胰岛素血症和葡萄糖耐受不良的糖尿病表型抑制基因表达会增加淀粉样蛋白在胰腺细胞系中积聚另一方面，基因过度表达增加胰岛素的降解和下调胰岛素信号通路对胰岛素具有优先亲和力，胰岛素的存在会抑制介导的其它物质降解，包括淀粉样物质等研究结果表明，基因表达减少可能是阿尔茨海默病的危险因素，可能与载脂蛋白相互作用，从而影响淀粉样蛋白代谢基因两端的多态性对基因表达有相反的影响，从而导致对不同疾病易感性不同：启动子的变异增加基因表达但防止阿尔茨海默病，而变化降低基因表达并增加糖尿病风险本研究用生物信息学软件对人基因端调控区序列进行生物信息学分析，预测人基因有个启动子，其中处为高度可能的启动子预测人基因有个启动子，每个启动子预测到一个盒预测人基因有个启动子，每个启动子预测到一个转录起始位点，分值在以上的启动子有个由于预测软件的原理及准确度不同，预测结果出现差异，结合预测分值以及与序列的比对基本可确定人基因启动子位于基因上游范围内，转录起始位点位于调控区序列的的碱基处软件预测到的序列可作为核心区域进行进一步的研究和实验验证真核生物启动子的起始涉及许多蛋白质因子，这些因子结合到各种形形色色的顺式作用元件上启动子含有所有这些结合位点，它们能以正常效率在适当的调控下支持转录利用软件对人基因调控区转录因子结合位点进行预测，预测到大量的转录因子结合位点，说明人基因的转录因子比较丰富，表达调控机制比较复杂选择，搜索到个潜在的转录因子结合位点是含有高迁移率族（）盒的转录因子，在信号通路中起关键作用，与血糖稳态有关，该基因变异与型糖尿病风险增加有关等研究表明组基因的基因型的胰岛素抵抗程度较基因型轻在进化保守的启动子区域发现的转录因子结合位点相对于启动子其它区域中发现的更为可靠采用进化足迹法，预测方法获得位于序列保守区域相同位置的转录因子结合位点为个包含转录因子、转录因子在髓系和系细胞发育过程中激活基因表达结合到启动子附近的盒上，与其它转录因子和辅助因子一起调节基因的表达该蛋白还可以调控靶基因的选择性剪接蛋白与相关，它的功能是参与胰岛素信号转导与刺激基因突变可能与人类胰岛素抵抗紊乱有关研究表明可能参与糖尿病肾病的发生是转录因子亚基，是细胞增殖、分化和转化的调节因子代谢通路分析表明转录因子参与通用转录通路、糖皮质激素受体的调控网络、信号通路、信号通路属于叉头域家族的转录因子是家族的转录因子，起转录激活或抑制作用，靶基因较多，参与干细胞发育、细胞的衰老和死亡以及肿瘤发生属于家族的转录因子，特异性结合热休克启动子元件并激活转录属于锌指蛋白家族，与阿尔茨海默病有关突变分析表明结合位点有助于基础启动子活性是一种锌指转录因子，可能在白细胞介素转录抑制中起作用该基因突变与后部多形性角膜和迟发性福斯角膜内皮营养不良相关这些转录因子涉及到髓系和