實驗四蛋白質(zhì)序列結(jié)構(gòu)的獲取和顯示

關(guān)于實驗四蛋白質(zhì)序列結(jié)構(gòu)的獲取和顯示2實驗項目四：蛋白質(zhì)序列、結(jié)構(gòu)的獲取和顯示

一、實驗?zāi)康暮鸵螅赫莆盏鞍踪|(zhì)序列數(shù)據(jù)庫Uniprot的查詢方法及格式特點掌握蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫PDB的及格式特點掌握蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示軟件Pymol的使用第2頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3UniProt：UniversalProteinResource

收錄蛋白質(zhì)序列目錄最廣泛、功能注釋最全面的數(shù)據(jù)庫；包含三個子庫：UniProtKB（UniProtKnowledgebase）UniRef（UniProtReferenceClusters）UniParc（UniprotArchive）一UniProt數(shù)據(jù)庫1.簡介第3頁,共57頁，2024年2月25日，星期天42.數(shù)據(jù)來源EuropeanBioinformaticsInstitute(EMBL-EBI)SIBSwissInstituteofBioinformaticsProteinInformationResource(PIR)Swiss-ProtandTrEMBLProteinSequenceDatabase(PIR-PSD)第4頁,共57頁，2024年2月25日，星期天5UniProt的網(wǎng)址：/

第5頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3.數(shù)據(jù)查詢

Uniprot檢索號，包括6個字符串，可由大寫字母A~Z和數(shù)字0~9組合而成。

也可以用關(guān)鍵詞檢索

第6頁,共57頁，2024年2月25日，星期天檢索演示例1：查詢草履蟲細胞周期蛋白依賴的蛋白激酶（CDK2）的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(1)登陸Uniprot網(wǎng)站/(2)在搜索欄選中“Proteinknowledgebase(UniProtKB)”，在文本框中輸入“ParameciumtetraureliaCDK2”，單擊SiteSearch按鈕，出現(xiàn)結(jié)果。第7頁,共57頁，2024年2月25日，星期天8第8頁,共57頁，2024年2月25日，星期天9第9頁,共57頁，2024年2月25日，星期天10第10頁,共57頁，2024年2月25日，星期天11第11頁,共57頁，2024年2月25日，星期天12第12頁,共57頁，2024年2月25日，星期天13與其他數(shù)據(jù)庫的鏈接第13頁,共57頁，2024年2月25日，星期天14第14頁,共57頁，2024年2月25日，星期天154.UniProt數(shù)據(jù)格式IDQ9XYV1_PARTEUnreviewed;301AA.ACQ9XYV1;DT01-NOV-1999,integratedintoUniProtKB/TrEMBL.DT01-NOV-1999,sequenceversion1.DT21-MAR-2012,entryversion71.DESubName:Full=Cyclin-dependentproteinkinaseCdk2;GNName=CDK2;OSParameciumtetraurelia.OCEukaryota;Alveolata;Ciliophora;Intramacronucleata;OCOligohymenophorea;Peniculida;Parameciidae;Paramecium.OXNCBI_TaxID=5888;頭部區(qū)序列名稱序列編號序列來源的物種名序列來源的物種學(xué)名和分類學(xué)位物種分類號序列簡單說明第15頁,共57頁，2024年2月25日，星期天16引文區(qū)RN[1]RPNUCLEOTIDESEQUENCE.RCSTRAIN=51S;RXMEDLINE=99448661;PubMed=10519216;RXDOI=10.1111/j.1550-7408.1999.tb06065.x;RAZhangH.,BergerJ.D.;RT"Anovelmemberofthecyclin-dependentkinasefamilyinParameciumRTtetraurelia.";RLJ.Eukaryot.Microbiol.46:482-491(1999).評論區(qū)CC-----------------------------------------------------------------------CCCopyrightedbytheUniProtConsortium,see/termsCCDistributedundertheCreativeCommonsAttribution-NoDerivsLicenseCC---------------------------------------------------------------------相關(guān)文獻編號或遞交序列的注冊信息序列注釋信息第16頁,共57頁，2024年2月25日，星期天17交叉引用數(shù)據(jù)庫區(qū)DREMBL;AF126147;AAD34354.1;-;Genomic_DNA.DRHSSP;P24941;1OIQ.DRProteinModelPortal;Q9XYV1;-.DRGO;GO:0005524;F:ATPbinding;IEA:UniProtKB-KW.DRGO;GO:0004674;F:proteinserine/threoninekinaseactivity;IEA:InterPro.DRInterPro;IPR011009;Kinase-like_dom.DRInterPro;IPR000719;Prot_kinase_cat_dom.DRInterPro;IPR017441;Protein_kinase_ATP_BS.DRInterPro;IPR002290;Ser/Thr_dual-sp_kinase_dom.DRInterPro;IPR008271;Ser/Thr_kinase_AS.DRPfam;PF00069;Pkinase;1.DRSMART;SM00220;S_TKc;1.DRSUPFAM;SSF56112;Kinase_like;1.DRPROSITE;PS00107;PROTEIN_KINASE_ATP;1.DRPROSITE;PS50011;PROTEIN_KINASE_DOM;1.DRPROSITE;PS00108;PROTEIN_KINASE_ST;1.第17頁,共57頁，2024年2月25日，星期天18序列區(qū)KWATP-binding;Cyclin;Kinase;Nucleotide-binding;Transferase.SQSEQUENCE301AA;34675MW;E839F1A5EA0D5CB5CRC64;

MDLAQSEERYQKLEKIGEGTYGLVYKARDNQTGDIVALKKIRMDHEDEGVPSTAIREISLLKEVQHPNIVPLKDVVYDESRLYLIFDFVDLDLKKYMESVPQLDRMQVKKFINQMIQALNYCHQNRVIHRDLKPQNILVDIKQQNTQIADFGLARAFGLPLKTYTHEVITLWYRAPEILLGQRQYSTPVDIWSLGCIFAEMAQKRPLFCGDSEIDQLFKIFKIMGTPKESTWPGVSTLPDFKSTFPRWPTPTNPAATLGKDITNLCPLGLDLLSKMITYDPYARITAEEALKHAYFDELNN//

與序列相關(guān)的關(guān)鍵詞氨基酸統(tǒng)計數(shù)第18頁,共57頁，2024年2月25日，星期天19DNA代碼氨基酸代碼第19頁,共57頁，2024年2月25日，星期天20FASTA文件格式>tr|Q9XYV1|Q9XYV1_PARTECyclin-dependentproteinkinaseCdk2OS=ParameciumtetraureliaGN=CDK2PE=4SV=1ID號名稱，基本性質(zhì)簡要說明第20頁,共57頁，2024年2月25日，星期天21在Uniprot中查詢擬南芥的光敏色素phyE編碼蛋白的詳細信息，閱讀序列格式的解釋，列出共包含哪幾個部分？標出頭部區(qū)主要字段的含義。在Uniprot中查詢（1）擬南芥油菜素內(nèi)酯受體gibberellinreceptor

GID1C、（2）水稻獨角金內(nèi)酯水解酶strigolactonehydrolaseD14的蛋白質(zhì)序列，這兩個蛋白包含多少個氨基酸？寫出它們所對應(yīng)的mRNA檢索號（類似于這樣的格式N*_*****）、GeneID號。作業(yè)第21頁,共57頁，2024年2月25日，星期天二蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫PDBProteinDataBank，美國Brookhaven國家實驗室管理生物大分子三維空間結(jié)構(gòu)原子坐標數(shù)據(jù)庫/pdb/

NCBISTRUCTURE：MMDB(MolecularModellingDataBase)，包含了從PDB獲取的實驗確定的生物高聚物結(jié)構(gòu)分子模型數(shù)據(jù)庫。第22頁,共57頁，2024年2月25日，星期天PDB數(shù)據(jù)庫(proteindatabank)1.簡介

美國Brookhaven實驗室1971年建立的大分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫PDB蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)資料數(shù)據(jù)庫

(ProteinDataBank)。

PDB數(shù)據(jù)庫的維護由結(jié)構(gòu)生物信息學(xué)研究合作組織（ResearchCollaborationforStructuralBioinformatics,RCSB）負責。第23頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.數(shù)據(jù)來源

通過實驗（X射線晶體衍射，核磁共振，電子顯微鏡方法等）測定的生物大分子的三維結(jié)構(gòu)。主要是蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，還包括核酸、糖類、蛋白質(zhì)與核酸復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。第24頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3.數(shù)據(jù)統(tǒng)計截止2013年11月，PDB數(shù)據(jù)庫已含有95644個結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，其中約92.5%是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。第25頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共57頁，2024年2月25日，星期天4.數(shù)據(jù)查詢

PDB中的記錄有唯一的PDB-ID，包括4個字符串，可由大寫字母A~Z和數(shù)字0~9組合而成。

PDB和它的鏡像站點提供每個PDB記錄的查詢，可按一些專門的查詢項目（如提交數(shù)據(jù)、作者姓名、結(jié)構(gòu)表達）進行檢索。

第27頁,共57頁，2024年2月25日，星期天檢索演示例1：查詢?nèi)祟悳I液載脂蛋白的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(1)登陸PDB網(wǎng)站/pdb/(2)在上方的搜索欄選中“Everything”，在文本框中輸入“HUMANTEARLIPOCALIN”，單擊SiteSearch按鈕，出現(xiàn)結(jié)果。第28頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第一步：輸入關(guān)鍵字“HUMANTEARLIPOCALIN”也可輸入ID號

第29頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第二步：選擇人類淚液載脂蛋白1XKI第30頁,共57頁，2024年2月25日，星期天數(shù)據(jù)查看：(3)分別單擊標簽3Dview，Sequence，Annotations，Seq.Similarity,3DSimilarity,Literature,Biol.&Chem.,Methods,Geometry觀察數(shù)據(jù)信息。(4)回到Summary標簽，在右側(cè)的BiologicalAssembly區(qū)域可以觀察蛋白的三維結(jié)構(gòu)。(5)單擊右側(cè)目錄中的DownloadFiles下載不同格式和內(nèi)容的文件；或下載FASTA序列文件；也可下載PDB文件(1XKI.pdb)。第31頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第三步：觀察數(shù)據(jù)信息1XKI第32頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第四步：1XKI結(jié)構(gòu)展示圖

第34頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共57頁，2024年2月25日，星期天下載PDB結(jié)構(gòu)文件第36頁,共57頁，2024年2月25日，星期天5.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)PDB中對于每一個結(jié)構(gòu)記錄，包含名稱、參考文獻、序列、一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)和原子坐標等信息。每條記錄有兩種序列信息，一種是顯式序列信息(explicitsequence)，一種是隱式序列信息(implicitsequence)。第37頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

在PDB文件中，以關(guān)鍵字SEQRES作為顯式序列標記，以該關(guān)鍵字打頭的每一行都是關(guān)于序列的信息；PDB的隱式序列即為立體化學(xué)數(shù)據(jù)，包括每個原子的名稱和原子的三維坐標。第38頁,共57頁，2024年2月25日，星期天PDB文本文件，用寫字板打開標題部分分子類別—轉(zhuǎn)運蛋白該文件的公布日期該化合物的pdb代碼該化合物的來源結(jié)構(gòu)測定者名字REMARK是此pdb文件的參考書目、最大分辨率、注解等第39頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共57頁，2024年2月25日，星期天一級結(jié)構(gòu)雜因子第41頁,共57頁，2024年2月25日，星期天二級結(jié)構(gòu)連接注釋晶胞特征及坐標變換第42頁,共57頁，2024年2月25日，星期天連通性部分

坐標部分1-6“ATOM或HETATM”7-11原子序列號13-16原子名稱18-20殘基名22鏈標識符23-26殘基序列號31-38X坐標39-46Y坐標47-54Z坐標55-60位置61-66溫度因子79-80原子帶的電荷77-78元素符號

第43頁,共57頁，2024年2月25日，星期天三

結(jié)構(gòu)顯示軟件-PyMOL簡介/All指所有的對象，3ODU指剛才打開的文件，(sele)是選擇的對象按鈕A:代表對這個對象的各種action，S：顯示這個對象的某種樣式，H：隱藏某種樣式，L：顯示某種label，C：顯示的顏色第44頁,共57頁，2024年2月25日，星期天點擊all中的H，選擇everything，隱藏所有點擊3ODU中的S，選擇cartoon，以cartoon形式顯示蛋白質(zhì)點擊3ODU中的C，選擇byss，以二級結(jié)構(gòu)分配顏色，選擇點擊右下角的S，窗口上面出現(xiàn)蛋白質(zhì)氨基酸序列，找到1164位ITD，是配體第45頁,共57頁，2024年2月25日，星期天點擊選擇ITD，此時sele中就包含ITD這個殘基，點擊（sele）行的A，選擇renameselection，窗口中出現(xiàn)更改sele為IDT，點擊（IDT）行的S選擇sticks，點擊C，選擇byelement，選擇，調(diào)整窗口使此分子清楚顯示。第46頁,共57頁，2024年2月25日，星期天IDT行點擊A選擇find，選擇polarcontacts，再根據(jù)需要選擇，這里選擇tootheratomsinobject,分子顯示窗口中出現(xiàn)幾個黃色的虛線，，這就是氫鍵的對象，點擊這一行的C，選擇red