EGFR酪氨酸激酶區(qū)生物信息學(xué)分析

王貞超 孟嬌

【摘 要】表皮生長因子受體（Epidermal Growth Receptor， EGFR）是一種重要的跨膜受體。本文擬采用生物信息學(xué)分析方法，對其胞內(nèi)區(qū)的酪氨酸激酶氨基酸序列性質(zhì)進行分析，為探究EGFR與腫瘤之間的關(guān)系提供參考。

【關(guān)鍵詞】表皮生長因子受體；酪氨酸激酶

EGFR是原癌基因HER-1的表達產(chǎn)物[1]，其基因位于第7號染色體上，全長200 kb，由28個外顯子組成，具有酪氨酸激酶（Tyrosine Kinase， TK）活性[2，3]。EGFR分為3個區(qū)域：胞內(nèi)區(qū)、跨膜區(qū)和胞外區(qū)，其中胞內(nèi)區(qū)包括近膜區(qū)、TK區(qū)和C末端。EGFR-TK對腫瘤細胞的形成與生長起著重要的作用[4]，酪氨酸殘基的磷酸化激活各種信號分子和信號通路[5]。本研究將對EGFR-TK區(qū)展開研究，利用生物信息學(xué)方法研究其理化性質(zhì)，為探究EGFR基因及其編碼蛋白與腫瘤之間的關(guān)系提供理論基礎(chǔ)。

一、方法

在NCBI數(shù)據(jù)庫下載EGFR-TK區(qū)序列信息；采用Gendoc軟件進行多重序列比對分析；采用Prot Param tool在線分析軟件，探究氨基酸的理化性質(zhì)；應(yīng)用WoLF PSORT預(yù)測亞細胞定位；應(yīng)用ProtScale分析氨基酸序列親疏水性；采用SignalP4.1在線服務(wù)器分析EGFR的信號肽；采用TMHMM Server和SMART5.0分析軟件，對EGFR跨膜結(jié)構(gòu)進行分析。

二、結(jié)果與結(jié)論

（一）多重序列比對分析

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)這些序列的保守性較強，BAH11869.1在32 aa處N突變成S，突變率8.3%；BAF83041.1有2處發(fā)生了突變，分別是223 aa處Y突變成H，247 aa處Y突變C，突變率都為8.3%；AAZ66620.1在436 aa處S突變?yōu)镻，突變率8.3%。

（二）理化性質(zhì)分析

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，12個氨基酸序列理化性質(zhì)相似。分子量為61.09 kDa～61.17 kDa，理論等電點為5.85～5.89。脂肪系數(shù)為83.28，總平均親水性為-0.434～-0.428。不穩(wěn)定指數(shù)為55.45～56.30。說明這些氨基酸是不穩(wěn)定弱疏水氨基酸。9個序列和AAZ66620.1亞細胞定位推測其位于cyto_nucl，BAH11869.1、BAF83041.1推測其位于nucl。

（三）序列表征

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，12個氨基酸序列具有相同的性質(zhì)：ProtScale程序分析蛋白有一個較強的親水區(qū)域，位于445～455 aa，同時有一個較強的疏水區(qū)域，位于105～110 aa（圖3-A）；SignalP 4.1研究發(fā)現(xiàn)蛋白無信號肽（圖3-B）；TMHMM Server對其跨膜結(jié)構(gòu)進行分析發(fā)現(xiàn)，有跨膜結(jié)構(gòu)域，分別位于50～70 aa和110～140 aa （圖3-C）；SMART 5.0對其結(jié)構(gòu)域分析表明，其有三個低度復(fù)雜區(qū)，在7～24 aa，334～347 aa，357～378 aa處，酪氨酸激酶活性區(qū)域在44～300 aa。 （圖3-D）。

3-A親水性和疏水性；3-B信號肽；3-C跨膜結(jié)構(gòu)；3-D結(jié)構(gòu)域

三、展望

EGFR在腫瘤細胞中過表達導(dǎo)致腫瘤產(chǎn)生，成為國內(nèi)外研究焦點。本文利用生物信息學(xué)方法對EGFR-TK區(qū)的性質(zhì)進行分析，從而為選擇特定部位作為靶點，研發(fā)更安全、更高效的EGFR-TKI提供新的研究思路。

【參考文獻】

[1]. Carpenter， G.； King， L. Jr.； Cohen， S. Epidermal growth factor stimulates phosphorylation in membrane preparations in vitro. Nature， 1978， 276， 409- 410.

[2]. Rigby， A.C.；Grant， C.W.； Shaw， G.S. Solution and solid state conformation of the human EGF receptor transmembrane region. Biochim. Biophys. Acta.， 1998， 1371，241-253.

[3]. Ward， C. W.； Garrett， T. P. The relationship between the Ll and L2 domains of the insulin and epidermal growth factor receptors and leucine-rich repeat modules. BMC. Bioinformatics， 2001， 2， 4-4.

[4] Lo HW， Hsu SC， Hung MC. EGFR signaling pathway in breast cancers： from traditional signal transduction to direct nuclear translocalization. [J].Breast Cancer Res Treat， 2006； 95：211～8.

[5]. Irmer， D.； Funk， J.O.； Blaukat， A. EGFR kinase domain mutations-functional impact and relevance for lung cancer therapy. Oncogene， 2007， 26， 5693-5701.