蛋白质结构分析方法

1、生物信息学,谢文海 讲师 13371585745 xiewenhaisdut.edu.cn,第五章 蛋白质序列分析及结构预测,一、蛋白质的结构 二、蛋白质数据库介绍 三、蛋白质序列分析 四、蛋白质结构预测 五、蛋白质功能预测,从多条免疫球蛋白序列中提取的8个片段的多重比对,回顾,human beta globin （人珠蛋白） horse beta globin （马珠蛋白） human alpha globin （人珠蛋白） horse alpha globin （马珠蛋白） cyanohaemoglobin （蓝血红蛋白）whale myoglobin （鲸肌红蛋白） Leghaemoglobin （豆血红蛋白）,通过珠蛋白的比较构建系统发育树判断生物进化分歧时。

2、 SWISS-MODEL蛋白质结构预测 SWISS-MODEL是一项预测蛋白质三级结构的服务，它利用同源建模的方法实现对一段未知序列的三级结构的 预测。该服务创建于1993 年 , 开创了自动建模的先河, 并且它是讫今为止应用最广泛的免费服务之一。 同源建模法预测蛋白质三级结构一般由四步完成： 1. 从待测蛋白质序列 出发，搜索蛋白质结构数据库（如 PDB,SWISS-PROT等），。

3、蛋白质一级结构的测定1.测定蛋白质分子中多肽链的数目：N-末端和 C-末端残基的摩尔数和蛋白质的相对分子质量2.拆分蛋白质分子的多肽链非共价相互作用缔合的寡聚蛋白：用变性剂尿素盐酸胍共价二硫桥：氧化剂或还原剂3.断开多肽链内的二硫桥过甲酸氧化法 常用试剂过甲酸巯基化合物还原法：过量的巯基乙醇处理，ph8-9 室温，系统中放尿素和盐酸胍，烷基化试剂保护 常用试剂 巯基乙醇，巯基乙酸 4.分析每一多肽链的氨基酸组成：完全水解酸水解：常用 hcl,水解后除去碱水解：用于测定色氨酸含量。很多氨基酸遭到破坏，色氨酸定量回收。5.鉴定多。

4、第五节,蛋白质的分离纯化与结构分析 The Separation and Purification and Structure Analysis of Protein,一、蛋白质的提取,1. 材料的选择2. 组织细胞的粉碎3. 蛋白质的提取,微生物、植物和动物都可做为制备蛋白质的原材料，所选用的材料主要依据实验目的来确定。对于微生物，应注意它的生长期，在微生物的对数生长期，酶和核酸的含量较高，可以获得高产量,1. 材料的选择,2. 组织细胞的粉碎,1. 高速组织捣碎： 2. 玻璃匀浆器匀浆： 3. 超声波处理法：此法多适用于微生物材料，用大肠杆菌制备各种酶，常选用50-100毫克菌体/毫升浓度，在1K。

5、蛋白质的序列分析及结构预测,一、蛋白质数据库介绍 二、蛋白质序列分析 三、蛋白质结构预测 四、应用 分子设计,一、蛋白质数据库介绍,蛋白质的结构主要分为四级, 一级结构、二级结构、三级结构以及四级结构。依据这种结构层次, 将蛋白质数据库分为: 1. 蛋白质序列数据库：如PIR、SWISS-PROT、NCBI , 这些数据库的数据主要以蛋白质的序列为主, 并赋予相应的注释; 2. 蛋白质模体及结构域数据库：如PROSITE、Pfam, 这些数据库主要收集了蛋白质的保守结构域和功能域的特征序列; 3. 蛋白质结构数据库： 如PDB 等, 这些数据库主要以蛋白质的结构。

6、http:/emuch.net/html/201009/2396082.html蛋白质结构预测一般流程见下图：内容目录：相关实验数据序列数据和初步分析搜索序列数据库识别结构域多序列比对比较或同源建模二级结构预测折叠的识别折叠分析与二级结构比 对序列与结构的比对举报删除此信息广告cnlics (站内联系 TA)实验数据许多实验数据可以辅助结构预测过程，包括： 二硫键，固定了半胱氨酸的空间 位置光谱数据，可以提供蛋白的二级结 构内容定位突变研究，可以发现活性或结合位点的残基 蛋白酶切割位点，翻译后修饰如磷酸化或糖基化提示了残基必须是暴露的 其他预测时，必须。

7、蛋白质结构预测和序列分析软件2010-05-08 20:40转载自 布丁布果最终编辑 布丁布果4 月 18 日蛋白质数据库及蛋白质序列分析第一节、蛋白质数据库介绍 一、蛋白质一级数据库 1、 SWISS-PROT 数据库 SWISS-PROT 和 PIR 是国际上二个主要的蛋白质序列数据库，目前这二个数据库在 EMBL 和GenBank 数据库上均建立了镜像 (mirror) 站点。SWISS-PROT 数据库包括了从EMBL 翻译而来的蛋白质序列，这些序列经过检验和注释。该数据库主要由日内瓦大学医学生物化学系和欧洲生物信息学研究所(EBI)合作维护。SWISS-PROT 的序列数量呈直线增长。2、TrEMBL 。

8、最新 料推荐 蛋白质含量测定主要有五种方法，分别是凯式定氮法、双缩脲法、紫外吸收法、 酚试剂法和考马斯亮蓝法。这五种方法各有特点，优缺点明确。 凯氏定氮法 蛋白质是含氮的化合物。 食品与浓硫酸和催化剂共同加热消化，使蛋白质分 解，产生的氨与硫酸结合生成硫酸铵，留在消化液中，然后加碱蒸馏使氨游离， 用硼酸吸收后，再用盐酸标准溶液滴定， 根据酸的消耗量来乘以蛋白质换算系数， 即得蛋白。

9、实验六：蛋白质结构分析与预测,杜 娟 dujuannx126.com,基因与蛋白质组学数据分析,实验项目六：蛋白质结构分析与预测 一、 实验目的和要求： 掌握蛋白质二级、三维结构预测服务器的使用和结果分析； 掌握常用大分子空间结构显示软件的使用方法；,2,3,实验内容1 蛋白质二级结构预测,以人基质金属蛋白酶MMP14(Matrix metalloproteinase )序列为例，介绍SOPMA的二级结构预测方法。,人基质金属蛋白酶MMP14(Matrix metalloproteinase, MMP14)氨基酸序列的fasta形式可从NCBI的蛋白质数据库获得(gi|4826834|ref|NP_004986.1|matrix metalloprotein。

10、最新 料推荐 实验七蛋白质含量测定 测定蛋白质的定量方法有很多，目前常用的有染料法，双缩脲(Biuret)法，酚试剂法 (Lowry) 法及紫外吸收法。 目的要求 1掌握测定蛋白质的含量基本方法。 2了解染料法、双缩脲法、Lowry 法和紫外吸收法测定原理。 一、染料法 实验原理 在酸性溶液中染料考马斯亮蓝G-250 与蛋白质结合，此时考马斯亮蓝G-250 颜色从红 色变为蓝色。

11、NMR方法解析 蛋白质结构,冯银刚 北京核磁共振中心 (http:/bnmrc.pku.edu.cn) 北京大学化学与分子工程学院 fygpku.edu.cn yingangfenggmail.com,2006.4.12,蛋白质结构层次,氨基酸通过肽键形成的生物高分子 一级结构、二级结构、三级结构、四级结构,肽键具有双键性质而不能任意旋转 主链可旋转的二面角，,20种常见的氨基酸残基通常NMR中一个自旋系统是指一个氨基酸残基上的所有原子,核磁共振方法解析蛋白质溶液结构,测定原子（氢原子）之间的距离信息和其他约束信息，得到空间结构模型化学结构（氨基酸序列，即一级结构）已知，测定空间结构。

12、1,主要内容,6.1 概述 6.2 蛋白质结构分析 6.3 二级结构预测 6.4 三级结构预测,2,http:/www.expasy.org/proteomics,ExPASy,主要分析软件资源,3,6.1 概述,5,一、基本概念,蛋白质结构预测：指从蛋白质的氨基酸序列预测出其三维空间结构。,蛋白质折叠：指蛋白质的氨基酸序列可折叠成具有生物活性的三维空间结构。,第二套遗传密码：蛋白质的氨基酸序列与其三维空间结构间的关系。,6,序列模体（motif)：通常指蛋白质序列中相邻或相近的一组具有保守性的残基（或称基序），它与蛋白质分子及其家族的功能有关。,7,二、蛋白质结构数据的获得,圆二色。

13、核磁共振方法研究蛋白质结构维特里希教授创建的方法是对水溶液中的蛋白质样品测定一系列不同的二维核磁共振图谱，然后根据已确定的蛋白质分子的一级结构，通过对各种二维核磁共振图谱的比较和解析，在图谱上找到各个序列号氨基酸上的各种氢原子所对应的峰。有了这些被指认的峰，就可以根据这些峰在核磁共振谱图上所呈现的相互之间的关系得到它们所对应的氢原子之间的距离。可以想象，正是因为蛋白质分子具有空间结构，在序列上相差甚远的两个氨基酸有可能在空间距离上是很近的，它们所含的氢原子所对应的 NMR 峰之间就会有相关信号出现。。

14、Protein Sequence Analysis and Structure Prediction,Dr. ZOU, Ling-Yun Department of Microbiology,Outline,20 amino acids - the building blocks,helices,Ala, Glu, Leu, Met：出现频率高 Pro, Gly, Tyr, Ser： 出现频率低,-sheets,Coils,-domain : 4-helix bundles,Beta-domain Up-and-down sheets and barrel,aDomains,为什么要研究蛋白质结构？,生物体的许多重要功能由蛋白质完成 已知序列的蛋白质数量与已知结构的蛋白质数量的差距正在拉大 分析蛋白质结构有助于药物设计研究 有助于了解蛋白质相互作用，这对于生物学、医学和药。

15、第十章 蛋白质结构分析,Analysis of Protein Structure,哈尔滨医科大学 陈丽娜,本章重点、难点,重点：使用蛋白质结构数据库分析蛋白质结构及可视化、蛋白质结构预测方法、基于蛋白质结构的功能预测方法 难点：蛋白质的三维结构预测及基于结构的蛋白质功能预测软件的使用、蛋白质高级结构特征的识别和指认,第一节 引言,Introduction,一、诺贝尔奖与蛋白质结构分析,1914年诺贝尔物理学奖，劳厄(M.von Laue) 发现晶体中的X射线衍射现象 1915年诺贝尔物理学奖，布拉格父子用X射线对晶体结构的研究 1936年诺贝尔化学奖，德拜(P.J.W.Debye)用射。

16、示 . 假 设 该 截 面 由 M 种 大 小 不 同 的 球 形 颗 粒 组 成 ,其 中半 径 为 ri 的 圆 球 个 数 为 Mi ,则 该 截 面 的 比 面 B 可 按 上述 方 法 求 出 . 根 据 统 计 学 原 理 有 B (5)现 在 (1) 式 的 结 果 可 以 计 算 了 :iRiB = A L12 B A r= 2L r (6)培 根 电 极 形 成 的 三 相 界 面 是 静 止 的 ,呼 吸 式 气 体 电极 形 成 的 三 相 界 面 是 动 态 的 ,考 虑 到 呼 吸 过 程 中 气 液 饱和 度 分 布 的 不 均 匀 性 和 周 期 性 ,图 2 所 示 的 不 连 续 液相 、 图 3 所 示 的 游 离 气 等 情 况 不 能 产 生 电 流 . 。

17、,蛋白质空间结构的测定,蛋白质空间结构国内外研究动态,在国际上,美国首先提出大规模测定蛋白质结 构的计划,现在已经进入第二期的产出阶段. 其他发 达国家(欧盟和日本)也相继启动自己的结构基因 组计划. 我国根据美国第一期的试验计划,发现X射线晶体学仍然是测定结构的主要手段,这与预期的结果相符. 过去和现在情况都是这样,蛋白质结构数据库中的80%的结构来自X射线衍射. 其他有重要贡献的手段有核磁共振和低温冷冻电镜( cryo2EM). 由于这三种方法的重要性,最近几年,它们都有很大的改进.,理论方法的进展也非常快,与实验的结合也越来 越紧密。

18、锻造领先优势，保持3G主导定位,全球3G运营 市场竞争分析 移动3G策略 当前主要工作,目录,全球3G运营 市场竞争分析 移动3G策略 当前主要工作,目录,运营现状：告别阴霾，全面复苏，高速发展,至2004年12月止,56%的WCDMA运营商已经或者正在准备推出3G业务 90%以上的牌照拥有者都已经在建或筹建WCDMA网络,2001-2003年： 3G用户发展约200万 2004年： WCDMA 用户月均增长113万，月均增长率高达42%,单位：万,全球3G运营,运营经验：3G是一个系统工程,战略目标,网 络,手 机,应 用,品牌定位,营销宣传,业务推出顺序,定价,渠道,客户服务,4,7,8,9,3,2,1,5。

19、大连大学医学院 生物信息学 伦永志目录 DNA测序技术 序列的获取 序列的相似性查询 多序列比对 蛋白质结构分析蛋白质综合信息查询 蛋白质一级结构分析 蛋白质二级结构分析 蛋白质结构域分析 蛋白质三级结构分析PILRA功能结构域蛋白质综合信息查询蛋白质综合信息查询蛋白质一级结构分析http:/www.expasy.org蛋白质一级结构分析蛋白质一级结构分析蛋白质一级结构分析http:/psort.hgc.jp蛋白质一级结构分析http:/www.cbs.dtu.dk/services/SignalP蛋白质二级结构分析http:/www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM蛋白质二级结构分析蛋白质二级结构分析h。

20、蛋白质结构分析方法：X 射线晶体衍射分析和核磁共振x 射线衍射法的分辨率可达到原子的水平，使它可以测定亚基的空间结构、各亚基间的相对拓扑布局，还可清楚的描述配体存在与否对蛋白质的影响。多维核磁共振波谱技术已成为确定蛋白质和核酸等生物分子溶液三维结构的唯一有效手段。NM R 技术最大的优点不在于它的分辨率，而在于它能对溶液中和非晶态的蛋白质进行测量。蛋白质的序列结构测定:1.到目前为止，最经典的蛋白质的氨基酸序列分析方法是，sarI 等人基于 Edman 降解原理研制的液相蛋白质序列仪，及后来发展的固相和气相的蛋白质序列。