蛋白質(zhì)序列、性質(zhì)、功能和結(jié)構(gòu)分析基于網(wǎng)絡(luò)的蛋白質(zhì)序列檢索與核酸類似，從NCBI或利用SRS系統(tǒng)從EMBL檢索。1疏水性分析ExPASy的ProtScale程序(/cgi-bin/protscale.pl)可用來計(jì)算蛋白質(zhì)的疏水性圖譜。輸入的數(shù)據(jù)可為蛋白質(zhì)序列或SWISS-PROT數(shù)據(jù)庫的序列接受號(hào)。也可用BioEdit、DNAMAN等軟件進(jìn)行分析。2、跨膜區(qū)分析蛋白質(zhì)跨膜區(qū)域分析的網(wǎng)絡(luò)資源有：TMPRED:/software/TMPRED_form.htmlPHDhtm:http:www.embl-heidelberg.de/Services/...predictprotein.htmlMEMSAT:ftp://ftp.biochem.ucl.ac.uk3＞前導(dǎo)肽和蛋白質(zhì)定位一般認(rèn)為，蛋白質(zhì)定位的信息存在于該蛋白自身結(jié)構(gòu)中，并且通過與膜上特殊受體的相互作用得以表達(dá)。這就是信號(hào)肽假說的基礎(chǔ)。這一假說認(rèn)為，穿膜蛋白質(zhì)是由mRNA編碼的。在起始密碼子后，有一段疏水性氨基酸序列的RNA片段，這個(gè)氨基酸序列就稱為信號(hào)序列(signalsequence)o蛋白質(zhì)序列的信號(hào)肽分析可聯(lián)網(wǎng)到http://genome.cbs.dtu.dk/services/SignalP/或其二版網(wǎng)址http://genome.cbs.dtu.dk/services/SignalP-2.0/。該服務(wù)器也提供利用e-mail進(jìn)行批量蛋白質(zhì)序列信號(hào)肽分析的方案(http://genome.cbs.dtu.dk/services/SignalP/mailserver.html)，e-mail地址為signalp@genome.cbs.dtu.dk。蛋白質(zhì)序列中含有的信號(hào)肽序列將有助于它們向細(xì)胞內(nèi)特定區(qū)域的移動(dòng)，如前導(dǎo)肽和面向特定細(xì)胞器的靶向肽。在線粒體蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)輸過程中，通過線粒體膜的蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)運(yùn)之前大多數(shù)以前體形式存在，它由成熟蛋白質(zhì)和N端延伸出的一段前導(dǎo)肽或引肽(leaderpeptide)共同組成。迄今有40多種線粒體蛋白質(zhì)前導(dǎo)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)被闡明，它們約含有20~80個(gè)氨基酸殘基，當(dāng)前體蛋白跨膜時(shí)，前導(dǎo)肽被一種或兩種多肽酶所水解轉(zhuǎn)變成成熟蛋白質(zhì)，同時(shí)失去繼續(xù)跨膜能力。前導(dǎo)肽一般具有如下性質(zhì)：①帶正電荷的堿性氨基酸(特別是精氨酸)含量較豐富，它們分散于不帶電荷的氨基酸序列中間；②缺失帶負(fù)電荷的酸性氨基酸；③羥基氨基酸(特別是絲氨酸)含量較高；④有形成兩親(即有親水又有疏水部分)a-螺旋結(jié)構(gòu)的能力。和信號(hào)肽與跨膜區(qū)結(jié)構(gòu)一樣，蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位也和其功能密切相關(guān)，蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位分析可通過如下網(wǎng)址進(jìn)行：http://predict.sanger.ac.uk/nnpsl/nnpsl_mult.cgio4、卷曲螺旋分析另外一個(gè)能夠直接從序列中預(yù)測的功能motif是a-螺旋的卷曲螺旋(coiled-coils)排列方式。在這種結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)螺旋通過其疏水性界面相互纏繞在一起形成一個(gè)十分穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。卷曲螺旋在多種蛋白質(zhì)中存在，如轉(zhuǎn)錄因子的亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)及肌球蛋白等。相關(guān)生物信息學(xué)資源如下：Coiled-coil:http://www.york.ac.uk/depts/biol/units/coils/coilcoil.htmlCOILS:/software/COILS_form.htmlEpitopeInfo:/Links.htm5、蛋白質(zhì)功能預(yù)測蛋白質(zhì)序列分析的一般流程如下圖。圖1蛋白質(zhì)序列分析的一般流程(1)基于序列同源性分析的蛋白質(zhì)功能預(yù)測至少80個(gè)氨基酸長度范圍內(nèi)具有25%以上的序列一致性才提示可能的顯著性意義。未知功能序列對(duì)庫檢索的一般分析策略如下：①和運(yùn)行Blastp程序的服務(wù)器(/blast/)連接；②將目的序列粘貼到序列輸入框中，選擇BLOSUM62記分矩陣運(yùn)行BlastP程序。NCBI的BlastP程序要求輸入格式為FASTA格式，其他一些網(wǎng)站則要求純序列格式；③如果BlastP檢測到了高度同源的序列，將有可能提示目的序列的生物學(xué)功能；④如查BlastP未能獲得有意義的結(jié)果，試用FASTAhttp://www2.ebi.ac.uk/fasta3/)。雖然FASTA比BlastP慢，但有時(shí)可獲得有意義的結(jié)果；⑤如果FASTA和BlastP均未能獲得有意義的結(jié)果，則需采用完全的Smith-Waterman算法對(duì)庫搜索。例如用EBI的BLITZ程序(http://www2.ebi.ac.uk/bic_sw/)。此類程序能發(fā)現(xiàn)低同源性(如20%~25%)的蛋白質(zhì)序列之間的匹配情況，此種情況在近似算法中會(huì)被丟掉。在調(diào)整記分矩陣的同時(shí)，也可調(diào)整數(shù)據(jù)庫。典型情況下使用的是非冗余的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫SWISS-PROT和PDB數(shù)據(jù)庫。如用BlastP程序也可檢索OWL綜合性蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫。OWL綜合性蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫網(wǎng)址：http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/dbbrowser/OWL/owl_blast.html。(2)基于motif、結(jié)構(gòu)位點(diǎn)、結(jié)構(gòu)功能域數(shù)據(jù)庫的蛋白質(zhì)功能預(yù)測motif數(shù)據(jù)庫PROSITE：/prosite/。在對(duì)數(shù)據(jù)庫PROSITE查詢時(shí)，可聯(lián)網(wǎng)到：/tools/scnpsit1.html，將目的序列粘貼到輸入框中，點(diǎn)擊“search”即可。數(shù)據(jù)庫PROSITE是由專家根據(jù)生物學(xué)知識(shí)審編的SWISS-PROT蛋白質(zhì)序列中有生物學(xué)意義的位點(diǎn)（sites）、模式（patterns）和輪廓（profiles）的數(shù)據(jù)庫，包括酶活性位點(diǎn)、輔因子結(jié)合位點(diǎn)、二硫鍵位點(diǎn)等。此庫可以幫助確定新的蛋白質(zhì)序列是否屬已知的家族。其網(wǎng)址為：/prosite/、http://www.expasy.Org/ftp/databases/prosite/oprofile數(shù)據(jù)庫（蛋白質(zhì)序列結(jié)構(gòu)特征譜數(shù)據(jù)庫）有以下幾種：BLOCKS:/blocks/;/blocks_search.htmlPFAM:http://www.sanger.ac.uk/Software/Pfam/PFAM-A:PRINTS:http://www.bioinf.man.ac.uk/dbbrowser/PRINTS/PRINTS-S:http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/dbbrowser/PRINTS/PRINTS.htmlProDom:http://www.toulouse.inra.fr/prodom.htmlhttp://protein.toulouse.inra.fr/prodom/prodom.htmlhttp://protein.toulouse.inra.fr/prodom/blast_form.htmlProDomCG:http://www.toulouse.inra.fr/prodom.htmlDOMO:biogen.fr/services/domo/BLOCKS+:/蛋白質(zhì)輪廓（profiles）分析：http://www.isrec.isb-sib.ch/software/PFSCAN_form.htmlHITS蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫：http://www.isrec.isb-sib.ch/cgi-bin/hits/hits_indexInterProScan綜合分析網(wǎng)站：http://www.ebi.ac.uk/interpro/scan.htmlo蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域分析的簡單模塊構(gòu)架搜索工具（simplemodulararchitectureresearchtool,SMART）:http://smart.embl-heidelberg.de/6、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的四個(gè)層次：一級(jí)結(jié)構(gòu)為氨基酸排列順序，二級(jí)結(jié)構(gòu)為由氫鍵維持的a-螺旋和B-片層，三級(jí)結(jié)構(gòu)是完全折疊好的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)（殘基的立體排列模式），四級(jí)結(jié)構(gòu)是多個(gè)蛋白質(zhì)亞基組成的蛋白質(zhì)復(fù)合體的結(jié)構(gòu)（即蛋白質(zhì)之間的交互作用）。對(duì)二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析分面的主要應(yīng)用。另外，蛋白質(zhì)的另一結(jié)構(gòu)層次一一蛋白質(zhì)折疊一一位于二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)之間十分重要?！罢郫B”指蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)元件“壓縮”的方式，不提供loop區(qū)域的所有信息和殘基的精確坐標(biāo)。二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的motif、結(jié)構(gòu)域（domain）、和"折疊”或折疊單元（fold）對(duì)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類和預(yù)測有重要作用。（1）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)資源a、PDB數(shù)據(jù)庫蛋白質(zhì)的基本立體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫PDB（proteindatabank），由結(jié)構(gòu)生物信息、學(xué)研究組織（researchcollaborationforstructuralbioinformatics，RCSB，）管理。查看數(shù)據(jù)庫的軟件rasmol可從/microbio/rasmol/下載。PDBFinder數(shù)據(jù)庫是在PDB、DSSP、HSSP基礎(chǔ)上建立的二級(jí)庫，包含PDB序列、作者、R因子、分辯率、二級(jí)結(jié)構(gòu)等。網(wǎng)址：http://www.sander.embl-heidelberg.de/pdbfinder/、ftp://swift.embl-Heidelberg.de/pdbfinderob、NRL-3D數(shù)據(jù)庫/Dan/proteins/nrl3d.html可用于對(duì)查詢蛋白質(zhì)序列相似性分析以確定其結(jié)構(gòu)。c、ISSD數(shù)據(jù)庫tein.bio.msu.su/issd/od、HSSP數(shù)據(jù)庫http://www.sander.embl-heidelberg.de/hssp/oe、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類數(shù)據(jù)庫（SCOP）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類數(shù)據(jù)庫(structuralclassificationofproteins,SCOP)http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/。f、Dali/FSSP數(shù)據(jù)庫http://www.embl-ebi.ac.uk/dali/。蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測蛋白質(zhì)多重序列對(duì)齊結(jié)果進(jìn)行蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測的PHD程序：http://www.embl-heidelberg.de/predictprotein/predictprotein.html蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測a、與已知結(jié)構(gòu)的序列比較采用BlastP程序直接搜索NRL-3D、SCOP等數(shù)據(jù)庫，如果在連續(xù)100個(gè)氨基酸范圍內(nèi)含有大于40%的一致性，那么在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上則具有較為顯著的相似性。此種情況下，即預(yù)測中結(jié)果按照同源模建(homologymodeling)方法能夠提供詳細(xì)而準(zhǔn)確的結(jié)果。在25?40%之間則難以提供精確的結(jié)果。如果無法在NRL-3D數(shù)據(jù)庫找到匹配序列，下一步則是搜索HSSP數(shù)據(jù)庫。最簡單的方法是用BLAST或FASTA程序搜索蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(SWISS-PROT，Trembl，PIR)。序列檢索系統(tǒng)(sequenceretrievesystem，SRS)能夠提供大于25%的序列一致性。如果檢出結(jié)果含有HSSP數(shù)據(jù)庫的信息，那么在字段DR中會(huì)有注釋。如果與HSSP數(shù)據(jù)庫中的蛋白質(zhì)含有超過25%的序列一致性，那么一般認(rèn)為該蛋白質(zhì)至少和HSSP數(shù)據(jù)庫中的蛋白質(zhì)具有相似的折疊模式。b、同源模建Swiss-Model服務(wù)器(http://www.expasy.ch/swissmod/SM_TOPPAGE.html)提供自動(dòng)化財(cái)同源模建分析任務(wù)。c、穿針引線（threading）算法和折疊識(shí)別有如下程序資源：TOPITS:http://www.embl-heidelberg.de/predictprotein/predictprotein.htmlfrsvr（foldrecognitionserver）:/people/frsvr/frsvr.html123D:/~nicka/123D.htmlTHEADERandTHEADER2:http://globin.bio.warwick.ac.uk/~jones/threader.htmlhttp://globin.warwick.ac.uk/~jones/threader.html7、蛋白質(zhì)分子進(jìn)化分析同源蛋白質(zhì)（homolog）進(jìn)一步可分為直系同源（ortholog）和旁系同源（paralo