本文格式為Word版，下載可任意編輯——不同物種的細胞色素c分子異同對比分析生化作業10/20/2023

不同物種的細胞色素c分子異同比較分析

細胞色素C是生物氧化反應中一種起重要作用的蛋白質,它以鐵

葉琳為輔基,卟琳的SH基和Fe原子可與蛋白質分子中的氨基酸相結合，人和其他各種生物的細胞色素C已經分開提純，其蛋白質結構比較明白，對近百個生物種，包括各種不同的動物、植物、真菌和細菌的細胞色素C的蛋白質結構進行了化學分析，證明白大部分生物細胞色素C的蛋白質由105個左右的氨基酸組成，一除少數氨基酸順序略有變動外，大部分氨基酸的順序是一致的。

所選用的物種分類

物種果蠅黑猩猩狼牛松鼠智人野豬文昌魚蜜蜂擬南芥向日葵玉米界動物界動物界動物界動物界動物界動物界動物界動物界動物界植物界植物界植物界門節肢動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門脊索動物門節肢動物門被子植物門被子植物門被子植物門綱昆蟲綱哺乳綱哺乳綱哺乳綱哺乳綱哺乳綱哺乳綱頭索綱昆蟲綱雙子葉植物綱雙子葉植物綱單子葉植物綱目雙翅目靈長目食肉目偶蹄目嚙齒目靈長目偶蹄目文昌魚目膜翅目十字花目菊目禾本目科果蠅科人科犬科牛科松鼠科人科豬科文昌魚科蜜蜂科十字花科菊科禾本科屬果蠅屬黑猩猩屬犬屬牛屬松鼠屬人屬豬屬文昌魚屬蜜蜂屬擬南芥屬向日葵屬玉蜀黍屬白色念真菌屆真菌門珠菌鏈孢菌原核生細菌門物界

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十四個物種的細胞色素c蛋白質一級結構

黑猩猩和牛的細胞色素c的序列對比

黑猩猩和玉米的細胞色素c序列對比

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上圖中，十四個物種分別來自于不同的界門綱目，共有的保守氨

基酸序列有43個，一致性十分高，其中黑猩猩和智人的序列式完全一致的，通過黑猩猩和

牛的序列對比發現，同為哺乳動物，它們的細胞色素c序列幾乎完全一直，只有少數幾個突變點；通過黑猩猩和玉米的細胞色素c的序列對比發現，它們顯然沒有黑猩猩和牛的序列一致性高，但仍有超過一半的一致性序列。

雖然有的物種在親緣關系中相隔很遠,但是氨基酸順序好多一致,說明它們在進化過程中,是由共同祖先演化而來的，又由于生物有機體突變,，在某一個歷史階段,產生了大量不同的個體,各自朝不同的方向演化,所以,各個生物有機體細胞色素C氨基酸排列順序不完全一致。不同物種之間的親緣關系越近,其細胞色素C的結構越相像,反之差異越大。但同時雖然朝著不同的方向進化，但是細胞色素c的好多氨基酸序列的進化是十分保守的，因此可以推測這些序列在細胞色素c的基本功能方面發揮著很重要的作用，對細胞色素c的結構穩定起著關鍵的作用。

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白色念珠菌、牛和智人分別屬于不同的界、門、綱、目,它們之間的親緣關系，總的看來是相距很遠的，也有的相對說來親緣關系比較近,例如智人和牛,這種親緣關系在它們的細胞色素C的一級結構中明顯地反映出來。以下是通過它們的細胞色素c的序列構建的進化樹。

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DifferencecountMatrix

DifferenceCountMatrix果蠅黑猩猩果蠅ID98黑猩猩98ID狼9711牛9810松鼠988智人980野豬9810文昌魚106105蜜蜂2298擬南芥104107向日葵102105玉米104105白色念珠菌104105鏈孢菌3498狼9711ID3121131059810710510410497牛98103ID91001059810710510410498松鼠988129ID891059810710510310399智人98011108ID101059810710510510598野豬981030910ID1059810710510410498文昌魚106105105105105105105ID1061051014242106蜜蜂22989898989898106ID10410310310341擬南芥104107107107107107107105104ID16105105108向日葵10210510510510510510510110316ID104104106玉米白色念珠菌鏈孢菌10410434105105981041049710410498103103991051059810410498424210610310341105105108104104106ID01030ID103103103ID

根據多種生物細胞色素C氨基酸序列的差異程度,可繪出生物進化的系統樹。這個系統樹與過去傳統的依靠形態和解剖上特征繪制的系統樹基本上相符。但是,這種系統樹比過去的系統樹有更多的優點,它反映了生物本質。由于蛋白質是生命活動基礎，并且蛋白質的結構可以定量,故在這種系統樹上有了量的概念,這是老的系統樹做不到的。對于一些個體大的高等生物,由于它們形態結構繁雜,異同之處十明顯顯,所以用形態和解剖的方法繪制進化的系統樹令人信服,而對于一些形態微小、結構簡單的微生物進化,只有用這種新方法才能得出更加可靠令人信服的結果。

十四個物種細胞色素c序列中高度保守氨基酸數目統計

種類數目G9F2C1Q1H1T2EKPLRYNWID1832232111這些高度保守的氨基酸多分布在無規則卷曲和β突起中，由于無規則卷曲尋常與蛋白質功能密切相關，β突起細調肽鏈走向而影響蛋白質三維結構，要形成具有穩定功能和穩定結構的細胞色素c，這些高度

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保守的氨基酸序列十分關鍵，并且不能突變，突變會造成其蛋白質功能缺失而被淘汰，這也從另一個角度說明白分子進化的理論依據。

十四個物種細胞色素c序列熵圖

這個圖說明的是細胞色素c序列上不同位置氨基酸的突變率，峰

值越高，則突變的可能性越大；谷處的氨基酸位置則是一些