牛科物种FEZF2基因分子特征、功能预测及进化分析

【目的】揭示牛科物种FEZF2基因的功能及其差异。【方法】从NCBI和Ensembl数据库下载牛科主要家畜FEZF2基因序列及用于比较的非牛科物种的同源序列,采用生物信息学和比较基因组学方法对牛科家畜FEZF2基因的结构、编码蛋白的理化特征、氨基酸组成、基序和保守结构域、高级结构、参与的生物学路径、分子功能及进化关系进行比较分析。【结果】牛科动物间FEZF2基因转录区的结构存在差异,表现为非翻译区和内含子的序列长度不一致,但它们的编码序列(coding sequence,CDS)结构模式一致,与非牛科动物的CDS结构具有共线性关系。牛科动物FEZF2蛋白都是在核内发挥生物学功能的亲水性蛋白,无信号肽序列及跨膜结构域,都含有1个COG5048保守的锌指结构域。预测显示:FEZF2蛋白参与的生物学过程主要与神经元发育调节有关,分子功能主要是与染色质结合、转录激活或抑制有关。牛科与非牛科哺乳动物的FEZF2序列都存在1个连续的甘氨酸序列重复区,水牛、牦牛、绵羊和山羊均为13G型,但普通牛和瘤牛存在12G和13G两个等位基因。各牛科物种FEZF2蛋白在氨基酸组成、序列一致性、理化特征、基序、结构域和高级结构上存在相似性,但在牛科的不同属间存在一定差异。系统发育分析显示:牛科同属动物的FEZF2蛋白遗传关系较近。【结论】本研究揭示牛科家畜间FEZF2基因CDS的结构模式高度一致;FEZF2作为核内功能蛋白可能参与了牛科物种的神经元发育和机体免疫等过程的基因表达调控。