核酸與蛋白質(zhì)序列分析課件

1、2021-11-111E-mail: 2021-11-112第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-113第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析3 3、蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測、蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測 （1）同源模型化方法同源模型化方法主要思想：主要思想：對于一個未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，找到一個已對于一個未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，找到一個已知結(jié)構(gòu)的同源蛋白質(zhì)，以該蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)為知結(jié)構(gòu)的同源蛋白質(zhì)，以該蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)為模板，為未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)建立結(jié)構(gòu)模型。模板，為未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)建立結(jié)構(gòu)模型。依據(jù)：依據(jù)： 任何一對蛋

2、白質(zhì)，如果兩者的序列等同部任何一對蛋白質(zhì)，如果兩者的序列等同部分超過分超過30%，則它們具有相似的三維結(jié)構(gòu)，則它們具有相似的三維結(jié)構(gòu)，即兩個蛋白質(zhì)的基本折疊相同，只是在非螺即兩個蛋白質(zhì)的基本折疊相同，只是在非螺旋和非折疊區(qū)域的一些細(xì)節(jié)部分有所不同。旋和非折疊區(qū)域的一些細(xì)節(jié)部分有所不同。 2021-11-114第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析假設(shè)待預(yù)測三維結(jié)構(gòu)的目標(biāo)蛋白質(zhì)為假設(shè)待預(yù)測三維結(jié)構(gòu)的目標(biāo)蛋白質(zhì)為U（Unknown），利用同源模型化方法建），利用同源模型化方法建立結(jié)構(gòu)模型的過程包括下述立結(jié)構(gòu)模型的過程包括下述6個步驟：個步驟： （1）搜索結(jié)構(gòu)模型的模板）搜索結(jié)構(gòu)模

3、型的模板(T) （2）序列比對）序列比對 （3）建立骨架）建立骨架 （4）構(gòu)建目標(biāo)蛋白質(zhì)的側(cè)鏈）構(gòu)建目標(biāo)蛋白質(zhì)的側(cè)鏈 （5）構(gòu)建目標(biāo)蛋白質(zhì)的環(huán)區(qū)）構(gòu)建目標(biāo)蛋白質(zhì)的環(huán)區(qū) （6）優(yōu)化模型）優(yōu)化模型2021-11-115第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確率：預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確率： - 對于具有對于具有60%等同的序列，用上述方法所等同的序列，用上述方法所建立的三維模型非常準(zhǔn)確。若序列的等同建立的三維模型非常準(zhǔn)確。若序列的等同部分超過部分超過60%，則預(yù)測結(jié)果將接近于實(shí)驗(yàn)，則預(yù)測結(jié)果將接近于實(shí)驗(yàn)得到的測試結(jié)果。得到的測試結(jié)果。 - 一般如果序列的等同部分大于一般如果序列的等

4、同部分大于30%，則可，則可以期望得到比較好的預(yù)測結(jié)果。以期望得到比較好的預(yù)測結(jié)果。2021-11-116第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-117第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析 （2 2）線索化方法（折疊識別方法）線索化方法（折疊識別方法） 有很多蛋白質(zhì)具有相似的空間結(jié)構(gòu)，但有很多蛋白質(zhì)具有相似的空間結(jié)構(gòu)，但它們的序列等同部分小于它們的序列等同部分小于25%，即遠(yuǎn)程同，即遠(yuǎn)程同源。源。 對于這類蛋白質(zhì)，很難通過序列比對找對于這類蛋白質(zhì)，很難通過序列比對找出它們之間的關(guān)系，必須設(shè)

5、計(jì)新的分析方出它們之間的關(guān)系，必須設(shè)計(jì)新的分析方法。法。2021-11-118第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析對于一個未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)（對于一個未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)（U U），）， 如果找到一個已知結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程同源如果找到一個已知結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程同源蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（T T），）， 那么可以根據(jù)那么可以根據(jù)T T的結(jié)構(gòu)模板通過遠(yuǎn)程的結(jié)構(gòu)模板通過遠(yuǎn)程同源模型化方法建立同源模型化方法建立U U的三維結(jié)構(gòu)模型。的三維結(jié)構(gòu)模型。U T（遠(yuǎn)程同源）2021-11-119第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析線索化的主要思想：線索化的主要思想： 利用氨基酸的結(jié)構(gòu)傾向（如形成二利

6、用氨基酸的結(jié)構(gòu)傾向（如形成二級結(jié)構(gòu)的傾向、疏水性、極性等），評級結(jié)構(gòu)的傾向、疏水性、極性等），評價(jià)一個序列所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)是否能夠適配價(jià)一個序列所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)是否能夠適配到一個給定的結(jié)構(gòu)環(huán)境中。到一個給定的結(jié)構(gòu)環(huán)境中。2021-11-1110第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析 建立序列到結(jié)構(gòu)的線索的過程稱為線建立序列到結(jié)構(gòu)的線索的過程稱為線索化，線索技術(shù)又稱折疊識別技術(shù)。索化，線索技術(shù)又稱折疊識別技術(shù)。 線索化或者折疊識別的目標(biāo)是為目標(biāo)線索化或者折疊識別的目標(biāo)是為目標(biāo)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)U U尋找合適的蛋白質(zhì)模板，這些模尋找合適的蛋白質(zhì)模板，這些模板蛋白質(zhì)與板蛋白質(zhì)與U U沒有顯著的序

7、列相似性，但沒有顯著的序列相似性，但卻是遠(yuǎn)程同源的。卻是遠(yuǎn)程同源的。2021-11-1111第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1112第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析（3）從頭預(yù)測方法）從頭預(yù)測方法 在既沒有已知結(jié)構(gòu)的同源蛋白質(zhì)、也沒在既沒有已知結(jié)構(gòu)的同源蛋白質(zhì)、也沒有已知結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程同源蛋白質(zhì)的情況下，有已知結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程同源蛋白質(zhì)的情況下，上述兩種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測的方法都不能用，上述兩種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測的方法都不能用，這時(shí)只能采用從頭預(yù)測方法，即（直接）這時(shí)只能采用從頭預(yù)測方法，即（直接）僅僅根據(jù)序列本身來預(yù)測其結(jié)構(gòu)。僅僅根據(jù)序列本身來預(yù)

8、測其結(jié)構(gòu)。2021-11-1113第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析4 4、蛋白質(zhì)特殊結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)特征的分析、蛋白質(zhì)特殊結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)特征的分析（1）跨膜區(qū)預(yù)測）跨膜區(qū)預(yù)測（2）信號肽和蛋白質(zhì)定位）信號肽和蛋白質(zhì)定位（3）卷曲螺旋分析）卷曲螺旋分析（4）結(jié)構(gòu)位點(diǎn)、結(jié)構(gòu)功能域分析）結(jié)構(gòu)位點(diǎn)、結(jié)構(gòu)功能域分析2021-11-1114（1）跨膜區(qū)預(yù)測）跨膜區(qū)預(yù)測第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析http:/2021-11-1115第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析實(shí)例實(shí)例1：WAF12021-11-1116第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、

9、核酸和蛋白質(zhì)序列分析實(shí)例實(shí)例2：IGFR2021-11-1117第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析http:/services/TMHMM/2021-11-1118第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1119（2）信號肽和蛋白質(zhì)定位）信號肽和蛋白質(zhì)定位第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1120第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1121第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析http:/2021-11-1122第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核

10、酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1123第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1124第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析SobLoc：http:/ 2021-11-1125第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1126第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析（3）卷曲螺旋分析）卷曲螺旋分析2021-11-1127第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1128第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析（4 4）結(jié)構(gòu)位點(diǎn)、結(jié)構(gòu)功能域分析）結(jié)構(gòu)位點(diǎn)、結(jié)構(gòu)功能域分析SMART /2021-11-1129第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1130第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析2021-11-1131第六章、核酸和蛋白質(zhì)序列分析第六章、核酸和蛋白質(zhì)序