34、探索BLAST局限性与同源建模：鉴定蓝藻内肽酶同源物

探索BLAST局限性与同源建模：鉴定蓝藻内肽酶同源物

在生物信息学研究中，寻找同源序列是一项重要任务，但仅依靠BLAST往往存在一定局限性。本文将详细介绍如何综合运用多种生物信息学工具，鉴定蓝藻中与大肠杆菌HybD同源的内肽酶，为相关研究提供有价值的参考。

1. 项目概述

在生物研究中，仅使用BLAST工具常常难以找到同源序列，因为不良的期望值（E值）并不一定意味着结果不佳。本项目旨在通过结合二级和三级结构分析，并运用先验知识，来解决这一问题。

具体而言，研究背景是一个研究小组描述了大肠杆菌中氢化酶的成熟过程。氢化酶是一类能催化质子还原成氢气或反之的酶，属于复杂的金属蛋白，含有FeS簇以及FeFe或FeNi活性位点，一氧化碳和氰化物作为天然配体。氢化酶的成熟需要许多辅助蛋白，其中之一是大肠杆菌中的氢化酶成熟内肽酶HybD，该内肽酶已得到充分表征，甚至其三级结构也已知。

许多蓝藻也拥有氢化酶。双向氢化酶在体内与光合作用或呼吸作用功能耦合，可催化氢气的摄取或产生；摄取氢化酶则与固氮酶功能耦合，固氮酶将大气中的氮转化为氨，消耗大量ATP和NADH，并释放分子氢作为副产物，摄取氢化酶可回收这些氢气，为细胞节省能量。

然而，关于蓝藻氢化酶的成熟过程知之甚少。我们的任务是鉴定与大肠杆菌HybD同源的蓝藻内肽酶，将查询范围限制在三种代表性蓝藻物种：点状念珠藻PCC 73102、念珠藻属PCC 7120和集胞藻属PCC 6803。选择这些物种的原因是，点状念珠藻PCC 73102有一个摄取氢化酶，念珠藻属PCC 7120有一个摄取氢化酶和一个双向氢化酶，集胞藻属PCC 6803有一个双向氢化酶。

我们使用的先验知识是，每个氢化酶成熟内肽