蛋白质结构分析及三维可视化 以镰刀型红细胞贫血症为例

Slides:



Advertisements
Similar presentations
蛋白质的一级结构与功能的关系 蛋白质的空间结构与功能的关系 1. 蛋白质的一级结构与其构象及功能的关系 2. 蛋白质空间橡象与功能活性的关系.
Advertisements

第一章 生命的物质基础 生物体中的有机化合物 上南中学 张正国. 胰岛素 C 3032 H 4816 O 872 N 780 S 8 F e 4 血红蛋白 C 1642 H 2652 O 492 N 420 S 12 牛 奶 乳蛋白 C 6 H.
第四节 RNA 的空间结构与功能. RNA 的种类和功能 核糖体 RNA ( rRNA ):核蛋白体组成成分 转移 RNA ( tRNA ):转运氨基酸 信使 RNA ( mRNA ):蛋白质合成模板 不均一核 RNA ( hnRNA ):成熟 mRNA 的前体 小核 RNA ( snRNA ):
蛋白质与人类健康 曹春阳 中国科学院上海有机化学研究所 —— 生命有机化学应用. 报告内容 蛋白质分子结构 蛋白质样品制备 蛋白质结构测定.
The Relation of Structure and
Biochemistry and Molecular Biology
第十一章 药物生物信息学基础.
04蛋白质 大头婴儿.
國立屏東科技大學通識教育中心 助理教授 王國安
第六章 蛋白质工程 PROTEIN ENGINEERING
计算机科学与生命科学(13)生物信息学基础 2013年秋季学期通选课程 上课时间:周一 18:30点 上课地点:软件园4区502d
學 習 輔 導 的 實 施 組長: 李貞儀 組員: 吳巧玲 李佳蔚
第七 章 生物信息学数据库 Bioinformatics database
2 蛋白质的结构与功能.
The Molecular Structure of Protein
蛋白质的结构 Structure of Proteins
 蛋白质化学.
Structure and Function of Biomacromolecule
生物大分子的计算机模拟.
香港普通話研習社科技創意小學 周順強老師.
淡江大學 航空太空工程學系 工程科技教育 國際認證 期中審查報告簡報
蛋白质工程的崛起.
生物信息学数据库.
员工保险 雇主责任险 概要 员工发生工伤事故后产生的一系列赔偿责任
素材 资源 库 文字 图形 图像 声音 动画 视频 人力 物力 财力 获取素材的渠道 数据库.
第一章 蛋白质的结构与功能 Structure and Function of Protein.
第2节 基因对性状的控制.
基因的表达 凌通课件.
4.8 球蛋白的折叠依赖于各种相互作用 A. 疏水相互作用是蛋白质折叠的主要驱动力 B. 氢键和范德华力也是稳定球蛋白的力
第四次大作业 登陆学校图书馆网站的电子数据库
第二节 生物信息学及其发展历史.
Structure and Function of Protein
生物信息学 Bioinformatics 丁乃峥 山东师范大学生命科学学院
百链 1.
物理生物学 第 4 章 模式系统 一沙见世界, 一花窥天堂. 手心握无限, 须臾纳永恒. 威廉·布莱克(William Blake)
ACD/ChemSketch软件在有机化学教学中的简单应用
R in Enterprise Environment 企业环境中的R
SVN服务器的搭建(Windows) 柳峰
第11章:一些著名开源软件介绍 第12章:服务安装和配置 本章教学目标: 了解当前一些应用最广泛的开源软件项目 搭建一个网站服务器
Authors: Saumil Mehta and Deendayal Dinakarpandian
生物信息学 与 信息技术 张 勤
以ISI平台为例,为您演示一下如何在Endnote文献中查看该文献的References
蛋白质结构分析及三维可视化 以镰刀型红细胞贫血症为例
数据挖掘工具性能比较.
PaPaPa项目架构 By:Listen 我在这.
蛋白质的化学2 不同二级结构中不同氨基酸出现频率.
Science and technology report service systemUsage method
搜 刘智 iLife信息素养协会 索.
美国数学学会 MathSciNet 电子资源的检索和使用
第4章 蛋白质的化学 主讲教师:刘琳.
SOA – Experiment 2: Query Classification Web Service
生物化学.
生物大分子波谱学原理 吴季辉 7.3主链三共振序列指认
2019/4/ /4/25 学习科研好助手 NoteExpress文献管理与检索系统 北京爱琴海乐之技术有限公司.
超越自然还是带来毁灭 “人造生命”令全世界不安
计算机网络与网页制作 Chapter 07:Dreamweaver CS5入门
AD相关LncRNA调控及分析方法研究 项目成员:魏晓冉 李铁志 指导教师:张莹 2018年理学院大学生创新创业训练计划项目作品成果展示
蛋白质化学 复 习 新 课.
第二章 组成细胞的分子 第2节 生命活动的主要承担者 —蛋白质
物理化学 复旦大学化学系 范康年教授 等 2019/5/9.
SCI收录号查询方法介绍 上海大学情报研究所
深 圳 职 业 技 术 学 院 SHENZHEN POLYTECHNIC
生物数据库.
第一章 第一节蛋白质的结构与功能 淄博四中 李岩.
基因信息的传递.
普通高等教育 “十二五”规划教材 生物信息学 Bioinformatics 第四章:蛋白质结构分析.
学习数据结构的意义 (C语言版) 《数据结构》在线开放课程 主讲人:李刚
入侵检测技术 大连理工大学软件学院 毕玲.
生命活动的主要承担者----蛋白质 白沙中学 生物组 王敏.
Presentation transcript:

蛋白质结构分析及三维可视化 以镰刀型红细胞贫血症为例 正常成人血红蛋白是由两条α链和两条β链相互结合成的四聚体,α链和β链分别由141和146个氨基酸顺序连结构成。镰状细胞贫血患者因β链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸所代替,形成了异常的血红蛋白S(hemoglobin S,HbS),取代了正常血红蛋白(HbA),在氧分压下降时HbS分子间相互作用,成为溶解度很低的螺旋形多聚体,使红细胞扭曲成镰状细胞(镰变)。

课程工具 PYMOL 下载地址: Bis.zju.edu.cn/Download/download/protein_structure/pymol/ 1.Linux 2.win32(扩展名man改msi) 3.win64(扩展名man改msi) 4.mac

课程内容 蛋白质结构简介 常见的蛋白质相关数据库 三维结构可视化练习(PYMOL)

蛋白质结构与功能预测 1. 从氨基酸组成辨识蛋白质 2. 蛋白质二级结构预测 3. 蛋白质的三维结构

考虑氨基酸理化性质时注意的主要因素:侧链基团的大小, 和疏水性。常根据氨基酸侧链的疏水性进行分类

From wikipedia

蛋白质的生物功能由蛋白质的结构所决定 ,蛋白质结构预测成为了解蛋白质功能的重要途径 蛋白质结构预测分为: 二级结构预测 空间结构预测

二级结构预测 在一定程度上二级结构的预测可以归结为模式识别问题 在二级结构预测方面主要方法有: 立体化学方法 图论方法 统计方法 最邻近决策方法 基于规则的专家系统方法 分子动力学方法 人工神经网络方法 预测准确率超过70%的第一个软件是基于神经网络的PHD系统

通过对多种蛋白质结构分析发现各种氨基酸在不同二级结构中出现具有偏好: -α-螺旋 :具有长侧链的氨基酸如Leu、Met、Gln和Glu -β-折叠:β碳原子处有分支的侧链如Val,Ile,和Phe -Pro在螺旋和折叠中出现都不适宜 -Gly也很少出现在螺旋和折叠中 -pro和Gly常出现在β转角中 通过蛋白质的氨基酸序列预测二级结构可以达到70%的准确率

蛋白质的三维结构 SWISS-MODEL:http://www.expasy.ch/swissmod/SWISS-MODEL.html CPHmodels:http://www.cbs.dtu.dk/services/CPHmodels/

蛋白质序列数据库 SWISS-PROT (瑞士日内瓦大学)蛋白质序列数据库 http://www.Expasy.ch 内容包括序列及功能信息、蛋白识别、蛋白质结构预测及其他功能 NCBI 蛋白质数据库 包括所有蛋白质序列,及其翻译产物序列 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/proteins/ PIR 蛋白质序列信息资源库(美、德) http://pir.georgetown.edu

蛋白质结构数据库 PDB Protein DataBank,美国Brookhaven国家实验室管理生物大分子三维空间结构原子坐标数据库 http://www.rcsb.org/pdb/ NCBI STRUCTURE MMDB (Molecular Modelling DataBase),包含了从PDB获取的实验确定的生物高聚物结构分子模型数据库 SCOP (Structural classification of proteins) 英国医学研究会(MRC)剑桥分子生物学实验室开发的蛋白质结构分类数据库。包含描述蛋白质域的家族、超家族、折叠、等级等信息。http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop

http://www.uniprot.org

http://www.expasy.org/proteomics

http://pir.georgetown.edu

Protein Data Bank数据库 收集了全世界利用核磁共振,X-ray衍射实验,理论模拟出来的蛋白质和DNA的 三维立体结构 PDB是全球最重要的蛋白质结构资料来源,主要提供的信息有:原子的空间坐标, 引用文献,形成的α-helix和β-sheet的氨基酸序列,二硫键连接模式,与蛋白结合 的ligand,参与生化功能的residue

http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do

课堂练习 1.以人类的血红蛋白beta亚基为例的pymol展示实验 2.从数据库中下载感兴趣的pdb文件观察其蛋白结构模型

Pymol Pymol: python + molecule 开源 产生高质量三维结构图像

Pymol GUI External GUI Internal GUI

Names panel Mouse matrix Command line Movie controls

获取序列 选择序列格式显示

获取FASTA格式序列 2018/12/7 复旦大学图书馆文献检索教研室

进入日内瓦大学生物分子学网站 www.expasy.org 选择同源建模服务器 SWISS MODEL

同源建模服务器建模 自动模式 联盟模式 项目模式

自动模式建模

将以上获取的Fasta序列的 MHLTPEE  MHLTPVE 重新建模

*Model 预测模型 *Templates与相似的已知结构蛋白的列表

蛋白质功能预测 例:对正常hemoglobin的序列修改后并预测其功能 MVHLTPVEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYH