核酸与蛋白质序列分析.ppt

2019/7/12,1,主讲人: 郑连友 E-mail:,吉林大学 药学院 基因工程教研室,生物信息学,2019/7/12,2,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,3,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,3、蛋白质三维结构预测,（1）同源模型化方法 主要思想： 对于一个未知结构的蛋白质，找到一个已知结构的同源蛋白质，以该蛋白质的结构为模板，为未知结构的蛋白质建立结构模型。 依据： 任何一对蛋白质，如果两者的序列等同部分超过30%，则它们具有相似的三维结构，即两个蛋白质的基本折叠相同，只是在非螺旋和非折叠区域的一些细节部分有所不同。,2019/7/12,4,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,假设待预测三维结构的目标蛋白质为U（Unknown），利用同源模型化方法建立结构模型的过程包括下述6个步骤： （1）搜索结构模型的模板(T) （2）序列比对 （3）建立骨架 （4）构建目标蛋白质的侧链 （5）构建目标蛋白质的环区 （6）优化模型,2019/7/12,5,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,预测结果准确率： - 对于具有60%等同的序列，用上述方法所建立的三维模型非常准确。若序列的等同部分超过60%，则预测结果将接近于实验得到的测试结果。 - 一般如果序列的等同部分大于30%，则可以期望得到比较好的预测结果。,2019/7/12,6,生物信息学,,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,7,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,（2）线索化方法（折叠识别方法） 有很多蛋白质具有相似的空间结构，但它们的序列等同部分小于25%，即远程同源。 对于这类蛋白质，很难通过序列比对找出它们之间的关系，必须设计新的分析方法。,2019/7/12,8,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,对于一个未知结构的蛋白质（U）， 如果找到一个已知结构的远程同源蛋白质（T）， 那么可以根据T的结构模板通过远程同源模型化方法建立U的三维结构模型。,U T（远程同源）,2019/7/12,9,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,线索化的主要思想： 利用氨基酸的结构倾向（如形成二级结构的倾向、疏水性、极性等），评价一个序列所对应的结构是否能够适配到一个给定的结构环境中。,2019/7/12,10,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,建立序列到结构的线索的过程称为线索化，线索技术又称折叠识别技术。 线索化或者折叠识别的目标是为目标蛋白质U寻找合适的蛋白质模板，这些模板蛋白质与U没有显著的序列相似性，但却是远程同源的。,2019/7/12,11,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,http:/www.sbg.bio.ic.ac.uk/3dpssm/index2.html,2019/7/12,12,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,（3）从头预测方法 在既没有已知结构的同源蛋白质、也没有已知结构的远程同源蛋白质的情况下，上述两种蛋白质结构预测的方法都不能用，这时只能采用从头预测方法，即（直接）仅仅根据序列本身来预测其结构。,2019/7/12,13,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,4、蛋白质特殊结构或结构特征的分析,（1）跨膜区预测 （2）信号肽和蛋白质定位 （3）卷曲螺旋分析 （4）结构位点、结构功能域分析,2019/7/12,14,生物信息学,（1）跨膜区预测,第六章、核酸和蛋白质序列分析,/software/TMPRED_form.html,2019/7/12,15,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,实例1：WAF1,2019/7/12,16,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,实例2：IGFR,2019/7/12,17,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,http:/www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/,2019/7/12,18,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,19,生物信息学,（2）信号肽和蛋白质定位,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,20,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,21,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,http:/www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/,2019/7/12,22,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,23,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,24,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,SobLoc： /SubLoc/,2019/7/12,25,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,26,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,（3）卷曲螺旋分析,2019/7/12,27,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,28,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,（4）结构位点、结构功能域分析,SMART http:/smart.embl-heidelberg.de/,2019/7/12,29,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,30,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,2019/7/12,31,生物信息学,第六章、核酸和蛋白质序列分析,5、蛋白质序列分析与结构