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短链脱氢/还原酶(short-chaindehydrogenase/reductase,SDR)是一个非常大的蛋白家族。现在SDR.蛋白家族基因超过10，000条序列。SDR蛋白家族包括许多不同的氧化还原酶、异构酶和裂解酶等，这些酶催化多种底物，包括类固醇、维生素A、前列腺素、糖类化合物、醇类化合物以及其它许多的小分子化合物。尽管在一级序列上不同的SDR蛋白表现出很低的序列相似度(大约在15％-30％之间)，在三维结构上这些蛋白都拥有相似的Rossmann折叠区。近年来，蛋白晶体学研究、点突变研究带给我们丰富的关于SDR蛋白家族的结构信息、底物结合机理和反应机理信息。但对于SDR蛋白酶的结构与功能的关系以及如何建立遗传学的方法和体系来推测全新SDR蛋白酶的功能等问题仍然不是特别清楚。
本文通过采用DWARF数据仓库系统建立了SDR蛋白家族数据库。蛋白数据库一共包括26675条序列信息，11304个蛋白信息，其中具有晶体结构数据的蛋白225个。利用这些数据，我系统化地分析研究了SDR蛋白家族的结构信息和底物结合信息。根据SDR蛋白家族结构与底物的关系，我推导出蛋白底物结合的三种模型，并依据这三种模型成功地对SDR结构蛋白进行了“结构-功能”关系层面上的分类。最后通过对棉花中的一个全新的SDR蛋白GhKCR3进行蛋白三维结构建模以及功能分类，初步鉴定了该蛋白还原直链醛的催化功能。