核酸与蛋白质序列分析课件

1、2021-11-111E-mail: 2021-11-112第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-113第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析3 3、蛋白质三维结构预测、蛋白质三维结构预测 （1）同源模型化方法同源模型化方法主要思想：主要思想：对于一个未知结构的蛋白质，找到一个已对于一个未知结构的蛋白质，找到一个已知结构的同源蛋白质，以该蛋白质的结构为知结构的同源蛋白质，以该蛋白质的结构为模板，为未知结构的蛋白质建立结构模型。模板，为未知结构的蛋白质建立结构模型。依据：依据： 任何一对蛋

2、白质，如果两者的序列等同部任何一对蛋白质，如果两者的序列等同部分超过分超过30%，则它们具有相似的三维结构，则它们具有相似的三维结构，即两个蛋白质的基本折叠相同，只是在非螺即两个蛋白质的基本折叠相同，只是在非螺旋和非折叠区域的一些细节部分有所不同。旋和非折叠区域的一些细节部分有所不同。 2021-11-114第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析假设待预测三维结构的目标蛋白质为假设待预测三维结构的目标蛋白质为U（Unknown），利用同源模型化方法建），利用同源模型化方法建立结构模型的过程包括下述立结构模型的过程包括下述6个步骤：个步骤： （1）搜索结构模型的模板）搜索结构模

3、型的模板(T) （2）序列比对）序列比对 （3）建立骨架）建立骨架 （4）构建目标蛋白质的侧链）构建目标蛋白质的侧链 （5）构建目标蛋白质的环区）构建目标蛋白质的环区 （6）优化模型）优化模型2021-11-115第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析预测结果准确率：预测结果准确率： - 对于具有对于具有60%等同的序列，用上述方法所等同的序列，用上述方法所建立的三维模型非常准确。若序列的等同建立的三维模型非常准确。若序列的等同部分超过部分超过60%，则预测结果将接近于实验，则预测结果将接近于实验得到的测试结果。得到的测试结果。 - 一般如果序列的等同部分大于一般如果序列的等

4、同部分大于30%，则可，则可以期望得到比较好的预测结果。以期望得到比较好的预测结果。2021-11-116第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-117第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析 （2 2）线索化方法（折叠识别方法）线索化方法（折叠识别方法） 有很多蛋白质具有相似的空间结构，但有很多蛋白质具有相似的空间结构，但它们的序列等同部分小于它们的序列等同部分小于25%，即远程同，即远程同源。源。 对于这类蛋白质，很难通过序列比对找对于这类蛋白质，很难通过序列比对找出它们之间的关系，必须设

5、计新的分析方出它们之间的关系，必须设计新的分析方法。法。2021-11-118第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析对于一个未知结构的蛋白质（对于一个未知结构的蛋白质（U U），）， 如果找到一个已知结构的远程同源如果找到一个已知结构的远程同源蛋白质（蛋白质（T T），）， 那么可以根据那么可以根据T T的结构模板通过远程的结构模板通过远程同源模型化方法建立同源模型化方法建立U U的三维结构模型。的三维结构模型。U T（远程同源）2021-11-119第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析线索化的主要思想：线索化的主要思想： 利用氨基酸的结构倾向（如形成二利

6、用氨基酸的结构倾向（如形成二级结构的倾向、疏水性、极性等），评级结构的倾向、疏水性、极性等），评价一个序列所对应的结构是否能够适配价一个序列所对应的结构是否能够适配到一个给定的结构环境中。到一个给定的结构环境中。2021-11-1110第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析 建立序列到结构的线索的过程称为线建立序列到结构的线索的过程称为线索化，线索技术又称折叠识别技术。索化，线索技术又称折叠识别技术。 线索化或者折叠识别的目标是为目标线索化或者折叠识别的目标是为目标蛋白质蛋白质U U寻找合适的蛋白质模板，这些模寻找合适的蛋白质模板，这些模板蛋白质与板蛋白质与U U没有显著的序

7、列相似性，但没有显著的序列相似性，但却是远程同源的。却是远程同源的。2021-11-1111第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1112第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析（3）从头预测方法）从头预测方法 在既没有已知结构的同源蛋白质、也没在既没有已知结构的同源蛋白质、也没有已知结构的远程同源蛋白质的情况下，有已知结构的远程同源蛋白质的情况下，上述两种蛋白质结构预测的方法都不能用，上述两种蛋白质结构预测的方法都不能用，这时只能采用从头预测方法，即（直接）这时只能采用从头预测方法，即（直接）仅仅根据序列本身来预测其结构。仅仅根据序列本身来预

8、测其结构。2021-11-1113第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析4 4、蛋白质特殊结构或结构特征的分析、蛋白质特殊结构或结构特征的分析（1）跨膜区预测）跨膜区预测（2）信号肽和蛋白质定位）信号肽和蛋白质定位（3）卷曲螺旋分析）卷曲螺旋分析（4）结构位点、结构功能域分析）结构位点、结构功能域分析2021-11-1114（1）跨膜区预测）跨膜区预测第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析http:/2021-11-1115第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析实例实例1：WAF12021-11-1116第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、

9、核酸和蛋白质序列分析实例实例2：IGFR2021-11-1117第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析http:/services/TMHMM/2021-11-1118第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1119（2）信号肽和蛋白质定位）信号肽和蛋白质定位第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1120第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1121第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析http:/2021-11-1122第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核

10、酸和蛋白质序列分析2021-11-1123第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1124第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析SobLoc：http:/ 2021-11-1125第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1126第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析（3）卷曲螺旋分析）卷曲螺旋分析2021-11-1127第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1128第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析（4 4）结构位点、结构功能域分析）结构位点、结构功能域分析SMART /2021-11-1129第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1130第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序列分析2021-11-1131第六章、核酸和蛋白质序列分析第六章、核酸和蛋白质序