蛋白结构数据库课件

4.3蛋白质结构数据库目录4.3.1PDB数据库4.3.2MMDB数据库4.3.3SCOP数据库4.3.4DSSP数据库引言2.数据来源

通过实验（X射线晶体衍射，核磁共振，电子显微镜方法等）测定的生物大分子的三维结构。主要是蛋白质的三维结构，还包括核酸、糖类、蛋白质与核酸复合物的三维结构。3.数据统计截止2008年4月，PDB数据库已含有50277个结构数据，其中约93%是蛋白质的结构。Other包括

proteinsnucleicacidscomplexesX-rayNMRMicroscopy

例1：查询“PDBID=1ADZ”的结构数据(1)登陆PDB网站(2)在上方的搜索栏选中“PDBIDorkeyword”，在文本框中输入“1ADZ”，单击SiteSearch按钮，出现结果。生物学与化学标签

方法标签序列标签摘要标签例2：查询“人calmodulin(钙调素蛋白：一种钙结合蛋白)”(1)登陆PDB网站(2)单击Advancedsearch→将StructureTitle限制为human和calmodulin→单击EvaluateQuery(3)得到多个结构数据，其中“PDBID=1GGZ”的搜索结果最符合要求，是人上皮细胞中的钙调素样蛋白，单击此ID，进入1GGZ的具体界面。

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在PDB文件中，以关键字SEQRES作为显式序列标记，以该关键字打头的每一行都是关于序列的信息；PDB的隐式序列即为立体化学数据，包括每个原子的名称和原子的三维坐标。PDB数据库的详细字段说明如下：HEADER分子类，公布日期，ID号OBSLTE注明该ID号已改为新号TITLE说明试验方法类型CAVEAT可能的错误提示COMPND化合物分子组成SOURCE化合物来源KEYWDS关键词EXPDTA测定结构所用的试验方法AUTHOR结构测定者REVDAT修订日期及相关内容SPRSDE已撤销或更改的相关记录JRNL发表坐标集的文献REMARK1有关文献REMARK2最大分辨率REMARK3用到的程序和统计方法REMARK4其他注解DBREF其他序列库的有关记录SEQADVPDB与其它记录的出入LINK残基间化学键HYDBND氢键SLTBRG盐桥CISPEP顺势残基SITE特性位点CRYST1晶胞参数ORIGXn直角－PDB坐标SCALEn直角部分结晶学坐标MTRIXn非晶相对称TVECT转换因子MODEL多亚基时显示亚基号ATOM标准基团的原子坐标SIGATM标准差ANISOU温度因子SIGUIJ各种温度因素导致的标准差TER链末端HETATM非标准基团原子坐标ENDMDL亚基结束CONECT原子间的连通性有关记录MASTER版权拥有者END文件结束(4)单击RasMol主菜单上的“”载入“人上皮细胞calmodulin样蛋白”的结构数据(即1GGZ.pdb)。(5)蛋白质分子的外观立体结构观察：

利用RasMol主菜单上的“Display”命令中的不同显示模式来变换分子的三维立体结构的外观。(6)蛋白质分子的外观立体结构的颜色显示模式：

利用主菜单上的“Colours”命令来选择不同的颜色显示模式，以进一步更直观、清晰地展示所要观察的分子的立体结构。

(7)蛋白质分子三维结构的选择性显示：

RasMol主菜单中的“Display”和“Colours”命令主要用于分子的正常显示，在主菜单上还有一个“Options”选项命令，可以进行一些非正常的显示。(8)蛋白质分子三维结构的旋转显示：①鼠标点击窗口右方与下方的滚卷条，将以X轴或Y轴旋转。②将鼠标移至主屏幕区，按住鼠标左键，移动鼠标，就可以任意旋转此分子。按住Shift键，同时按住鼠标的右键，移动鼠标，即可实现以Z轴旋转。③通过命令行方式。(9)蛋白质三维立体结构图像的输出习题：1.PDB和RSCB的中英文全称分别是什么？2.PDB中的数据主要来源于哪两种实验测定的生物大分子三维结构？3.PDB中的每条记录有哪两种序列信息？4.PDB记录中的EXPDTA，HELIX，SSBOND各代表什么含义？4.3.2MMDB数据库1.简介

分子模型数据库MMDB(MolecularModelingDatabase)是一个关于三维生物分子结构的数据库，是美国生物技术信息中心(NCBI)所开发的生物信息数据库集成系统Entrez的一个部分。MMDB是来源于PDB三维结构的一部分，MMDB重新组织和验证了这些信息，从而保证在化学和大分子三维结构之间的交叉参考。2.查询(1)登陆网站

(2)在文本框中输入“1ggz”(或者右下角的PDB/MMDBCode文本框中)，单击Go按钮，显示查询结果。家族构成3D大分子结构保守区域数据库3.三维结构显示程序Cn3DCn3D是MMDB一个配套的三维结构显示程序，它具有可靠的显示三维数据库结构的能力。图像以动画形式显示，用户可以旋转或缩放结构，也可以用条带图、空间结构图、热能分布图等方式来显示，掌握分子结构的不同功能(1)在刚才的查询结果页,单击左侧结构图下方的Viewoptions，展开选项。(2)Tasks选择Save选择Cn3D，Drawing选择Backbone。(3)在结构图上单击，下载文件3。(4)下载并安装Cn3D软件。(5)开始→程序→NCBI→Cn3D→Cn3D4.1注：MMDB采用ASN.1的记录格式，而非PDB格式。4.3.3SCOP数据库1.简介蛋白质结构分类数据库SCOP(StructuralClassificationofProteins)的目标是提供关于已知结构蛋白质之间的结构和进化关系的信息，所涉及的蛋白质包括结构数据库PDB中的所有条目。SCOP数据库除了提供蛋白质结构和进化关系信息外，对于每一个蛋白质还包括下述信息：到PDB的链接，序列，参考文献，结构的图像等。SCOP的结构分类主要是通过人工来完成的，通过图形显示器观察和比较蛋白质结构，并借助于一些软件工具进行分析。2.分类的层次结构(1)家族：

具有明显进化关系的蛋白质聚集到一个家族中，意味着两个蛋白质之间的等同氨基酸残基数超过30%。然而，在某些情况下，虽然两个蛋白质序列不相似，但它们具有相似的结构和相似的功能，表明属于同一个家族。(2)超家族：

超家族中的成员具有远源进化关系，具有共同的进化源。(3)折叠：

无论有无共同的进化起源，只要具有相同排列和拓扑结构的主要二级结构，即将蛋白质分类为具有相同的折叠。3.SCOP查询(1)网址：

(2)单击topofthehierarchy

SCOP首先从总体上将蛋白质进行分类，例如全型，全型，以平行折叠为主的/型，以反平行折叠为主的+型等。例如：

SCOP1.73版本有46456个全型蛋白质，该结构类型下有258个折叠类。在这258个折叠类中的第一个超家族是类球蛋白；类球蛋白又包含4个家族，其中第一个家族包含6个结构域；每个结构域下面有很多蛋白质成员。

也可以直接利用查找工具，查找特定的蛋白质1GGZ。

4.3.4DSSP数据库1.简介

蛋白质二级结构数据库DSSP(DatabaseofSecondaryStructureofProtein)是一个二级结构推导数据库。对生物大分子数据库PDB中的任何一个蛋白质，根据其三维结构推导出对应的二级结构。

2.分类结构描述分类α-helixH310helixGπ-helixIβ-strandEβ-bridgeBorbCoilC,LorspaceTurnTBendS3.DSSP查询(1)网址：

(2)DSSP的输出文件1adz.dssp(3)DSSPcont查询http:///services/DSSPcont/

习题：1.MMDB，SCOP和DSSP的中英文全称分别是什么？2.DSSP数据库中二级结构共分为几类，分别代表什么？3.简要描述一下SCOP数据库的分类层次。补充:MATLAB软件下可用于PDB数据库的函数

1.getpdb(RetrieveproteinstructuredatafromPDBdatabase)Data=getpdb('PDBid','PropertyName',PropertyValue...)例如:pdbstruct=getpdb('1gg