EGFR酪氨酸激酶区生物信息学分析

王贞超 孟娇

【摘 要】表皮生长因子受体（Epidermal Growth Receptor， EGFR）是一种重要的跨膜受体。本文拟采用生物信息学分析方法，对其胞内区的酪氨酸激酶氨基酸序列性质进行分析，为探究EGFR与肿瘤之间的关系提供参考。

【关键词】表皮生长因子受体；酪氨酸激酶

EGFR是原癌基因HER-1的表达产物[1]，其基因位于第7号染色体上，全长200 kb，由28个外显子组成，具有酪氨酸激酶（Tyrosine Kinase， TK）活性[2，3]。EGFR分为3个区域：胞内区、跨膜区和胞外区，其中胞内区包括近膜区、TK区和C末端。EGFR-TK对肿瘤细胞的形成与生长起着重要的作用[4]，酪氨酸残基的磷酸化激活各种信号分子和信号通路[5]。本研究将对EGFR-TK区展开研究，利用生物信息学方法研究其理化性质，为探究EGFR基因及其编码蛋白与肿瘤之间的关系提供理论基础。

一、方法

在NCBI数据库下载EGFR-TK区序列信息；采用Gendoc软件进行多重序列比对分析；采用Prot Param tool在线分析软件，探究氨基酸的理化性质；应用WoLF PSORT预测亚细胞定位；应用ProtScale分析氨基酸序列亲疏水性；采用SignalP4.1在线服务器分析EGFR的信号肽；采用TMHMM Server和SMART5.0分析软件，对EGFR跨膜结构进行分析。

二、结果与结论

（一）多重序列比对分析

经过分析发现这些序列的保守性较强，BAH11869.1在32 aa处N突变成S，突变率8.3%；BAF83041.1有2处发生了突变，分别是223 aa处Y突变成H，247 aa处Y突变C，突变率都为8.3%；AAZ66620.1在436 aa处S突变为P，突变率8.3%。

（二）理化性质分析

经过分析发现，12个氨基酸序列理化性质相似。分子量为61.09 kDa～61.17 kDa，理论等电点为5.85～5.89。脂肪系数为83.28，总平均亲水性为-0.434～-0.428。不稳定指数为55.45～56.30。说明这些氨基酸是不稳定弱疏水氨基酸。9个序列和AAZ66620.1亚细胞定位推测其位于cyto_nucl，BAH11869.1、BAF83041.1推测其位于nucl。

（三）序列表征

经过分析发现，12个氨基酸序列具有相同的性质：ProtScale程序分析蛋白有一个较强的亲水区域，位于445～455 aa，同时有一个较强的疏水区域，位于105～110 aa（图3-A）；SignalP 4.1研究发现蛋白无信号肽（图3-B）；TMHMM Server對其跨膜结构进行分析发现，有跨膜结构域，分别位于50～70 aa和110～140 aa （图3-C）；SMART 5.0对其结构域分析表明，其有三个低度复杂区，在7～24 aa，334～347 aa，357～378 aa处，酪氨酸激酶活性区域在44～300 aa。 （图3-D）。

3-A亲水性和疏水性；3-B信号肽；3-C跨膜结构；3-D结构域

三、展望

EGFR在肿瘤细胞中过表达导致肿瘤产生，成为国内外研究焦点。本文利用生物信息学方法对EGFR-TK区的性质进行分析，从而为选择特定部位作为靶点，研发更安全、更高效的EGFR-TKI提供新的研究思路。

【参考文献】

[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.