蛋白質(zhì)序列分析電子科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生物信息學(xué)中心

周鵬蛋白質(zhì)序列分析序列-->結(jié)構(gòu)-->功能蛋白質(zhì)序列分析的目的理化性質(zhì):分子量、等電點、氨基酸組成等結(jié)構(gòu)分析：一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)功能預(yù)測：motif、domain、信號肽、跨膜區(qū)、亞細胞定位、GO等蛋白質(zhì)序列分析一、蛋白序列的獲得1.基因序列翻譯推導(dǎo)得到2.蛋白質(zhì)測序（多肽鏈）得到3.雙向電泳、質(zhì)譜分析得到4.數(shù)據(jù)庫得到蛋白質(zhì)序列分析UniProt

數(shù)據(jù)庫蛋白質(zhì)序列分析HIV-1蛋白酶（HIV-1protease)蛋白質(zhì)序列分析二、蛋白質(zhì)理化性質(zhì)分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析二級結(jié)構(gòu)。–α螺旋，

是蛋白質(zhì)中最常見最典型含量最豐富的二級結(jié)構(gòu)元件.在α螺旋中，每輪卷曲的螺旋包含3.6氨基酸殘基，殘基側(cè)鏈伸向外側(cè),同一肽鏈上的每個殘基的酰胺氫和位于它后面的第4個殘基上的羰基氧彼此之間形成氫鍵。這種氫鍵大致與螺旋軸平行。在水環(huán)境中，肽鍵上的酰胺氫和羰基氧既能形成內(nèi)部(α-螺旋內(nèi))的氫鍵，也能與水分子形成氫鍵。–不同的氨基酸對α螺旋形成的影響是不同的。三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析（一）、二級結(jié)構(gòu)預(yù)測蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析–β折疊是通過肽鏈間或肽段間的氫鍵維系。可以把它們想象為由折疊的 條狀紙片側(cè)向并排而成,每條紙片可看成是一條肽鏈,稱為β折疊股 或β股(β－strand),肽主鏈沿紙條形成鋸齒狀。需要注意的是在折 疊片上的側(cè)鏈都垂直于折疊片的平面,并交替的從平面上下二側(cè)伸 出。蛋白質(zhì)序列分析－無規(guī)則卷曲（randoncoil)無規(guī)則卷曲或稱卷曲(coil)，泛指那些不能被歸入明確的二級結(jié)構(gòu)如折疊片或螺旋的多肽區(qū)段。實際上這些區(qū)段大多數(shù)既不是卷曲，也不是完全無規(guī)的，雖然也存在少數(shù)柔性的無序片段。它們也像其他二級結(jié)構(gòu)那樣是明確而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。它們受側(cè)鏈相互作用的影響很大，經(jīng)常構(gòu)成酶活性部位和其他蛋白質(zhì)特異的功能部位如許多鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的EF手結(jié)構(gòu)（E-Fhandstructure)的中央環(huán)蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析二級結(jié)構(gòu)預(yù)測面臨的困難二級結(jié)構(gòu)在不同的溶劑環(huán)境中構(gòu)象可能會不同同一肽段在不同的蛋白質(zhì)中的結(jié)構(gòu)也不一樣蛋白質(zhì)序列分析預(yù)測序列模體和結(jié)構(gòu)域都是通過對相關(guān)蛋白質(zhì)的多序列比對分析而獲得的–線性模體(Linearmotif)，較短的特定序列模式。–結(jié)構(gòu)模體(Structuralmotif)，數(shù)個二級結(jié)構(gòu)的特定組合。–結(jié)構(gòu)域(Structuraldomain)，蛋白質(zhì)序列的特定折疊模式。線性模體ααβββαβ結(jié)構(gòu)模體鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體鋅指結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模體纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域c-Src蛋白結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)序列分析（二）一些特殊結(jié)構(gòu)的預(yù)測–信號肽–膜蛋白的跨膜螺旋蛋白質(zhì)序列分析信號肽：某些肽鏈的N-末端存在著15～30個氨基酸的一段順序， 其功能與將此蛋白質(zhì)多肽鏈輸送到細胞的特定部位(細胞器)有 關(guān)。1.信號肽預(yù)測：SignalP蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析結(jié)果輸出每一aa給出位于0~1之間C，S，Y三個數(shù)值： （1）C-score（信號肽斷裂位點得分值）， （2）S-score（信號肽區(qū)域得分值）

高得分值區(qū)域為信號肽斷裂位點前面的區(qū)域，（3）Y-score（綜合信號肽斷裂位點得分值）可以更為準確地預(yù)測出信號肽斷裂位點。蛋白質(zhì)序列分析信號肽結(jié)構(gòu)特征–帶正電荷的n區(qū)，–疏水的核心區(qū)h區(qū)，–不帶電荷但呈極性的c區(qū)，蛋白質(zhì)序列分析注意事項預(yù)測的是分泌型信號肽，獲得一個預(yù)測結(jié)果后，需要進一步分析預(yù)測產(chǎn)生信號肽區(qū)域的長度。–真核生物，平均長度22.6個aa–較長或較短的，可能是假陽性蛋白質(zhì)序列分析跨膜蛋白：–部分或全部鑲嵌在細胞膜中或內(nèi)外兩側(cè)，以非極性氨基酸與脂雙分子層的非極性疏水區(qū)相互作用而結(jié)合在質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)。–親水部分暴露在膜的一側(cè)或兩側(cè)表面;疏水區(qū)同脂雙分子層的疏水尾部相互作用。–跨膜蛋白可再分為單次跨膜、多次跨膜、多亞基跨膜等。–跨膜蛋白一般含25%～50%的α螺旋,也有β折疊，2.跨膜區(qū)預(yù)測：胞外胞質(zhì)細菌視紫紅質(zhì)膜蛋白蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測是當前的難點之一–蛋白質(zhì)的折疊過程仍然不十分明了兩種工作路線–同源性分析：存在一級結(jié)構(gòu)相似性在30%以上的已知結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)序列的未知蛋白質(zhì)，同源模建的方法預(yù)測其空間結(jié)構(gòu)，但其準確性相對較高，–從頭預(yù)測：并不存在已知結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的同源蛋白，從頭預(yù)測的方法，其算法還很不成熟，其準確性仍有待改進。蛋白質(zhì)序列分析1.SWISS-MODEL同源模建服務(wù)器

http:///完全自動的蛋白結(jié)構(gòu)同源模建服務(wù)器，提供蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù) 測服務(wù)。工作模式：

–簡捷模式（FirstApproachmode） 來決定序列能否被建模， 在ExPDB找到了一個或多個合適的同源物， －聯(lián)配界面（Alignmentinterface)

–優(yōu)化模式（Optimisemode）。 利用其它知識如生生化學(xué)信息來修正構(gòu)建的結(jié)構(gòu)模型。蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析功能預(yù)測（一）motif分析prosite蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)序列分析（二）domain分析蛋白質(zhì)序列分析(三）亞細胞定位TargetP蛋白質(zhì)序列分析