蛋白质结构与功能预测_精品文档PPT文件格式下载.ppt

1、Tmpred三、二级结构分析使用工具：PredictProtein Server四、结构域分析使用工具：InterProScan五、蛋白质三级结构分析使用工具：SWISS-MODEL/SWISS-PdbViewer数据：C:ZCNIshixi4protein.txt 课程安排课程安排8一、蛋白质基本理化性质分析一、蛋白质基本理化性质分析 蛋白质理化性质是蛋白质研究的基础蛋白质的基本性质：相对分子质量 氨基酸组成等电点（PI）消光系数半衰期 不稳定系数总平均亲水性 实验方法：相对分子质量的测定、等电点实验、沉降实验缺点：费时、耗资基于实验经验值的计算机分析方法工具工具网站网站备注注AACompl

2、denthttp:/expasy.org/tools/aacomp/利用未知蛋白质的氨基酸组成确认具有相同组成的已知蛋白Compute pI/Mwhttp:/expasy.org/tools/pi_tool.html计算蛋白质序列的等电点和分子量ProtParamhttp:/expasy.org/tools/protparam.html对氨基酸序列多个物理和化学参数（分子量、等电点、吸光系数等）进行计算PeptideMasshttp:/expasy.org/tools/peptide-mass.html计算相应肽段的pI和分子量SAPShttp:/www.isrec.isb-sib.ch/so

3、ftware/SAPS_form.html利用蛋白质序列统计分析方法给出待测蛋白的物理化学信息9蛋白蛋白质理化性理化性质分析工具分析工具10AACompIdent PeptideMass11ProtparamProtparam基于蛋白质序列的组分分析氨基酸亲疏水性等分析为高级结构预测提供参考Expasy 开发的针对蛋白质基本理化性质的分析：Protparam 工具 http:/www.expasy.org/tools/protparam.html计算以下物理化学性质：计算以下物理化学性质：相对分子质量 氨基酸组成等电点（PI）消光系数半衰期 不稳定系数总平均亲水性 12主要选项主要选项/参数参

4、数如果分析SWISS-PORT和TrEMBL数据库中序列直接填写Swiss-Prot/TrEMBL AC号（accession number）如果分析新序列：直接在搜索框中粘贴氨基酸序列输入输入Swiss-Prot/TrEMBL AC号号打开打开protein.txt，将蛋白质序列将蛋白质序列粘贴在搜索框中粘贴在搜索框中13输入Swiss-Prot/TrEMBL AC号分不同的功能域肽段输出结果输出结果 功能域功能域用户自定义区段用户自定义区段14返回结果返回结果氨基酸数目氨基酸数目相对分子质量相对分子质量理论理论 pI 值值氨基酸组成氨基酸组成正正/负电荷残基数负电荷残基数15消光系数消光系

5、数半衰期半衰期原子组成原子组成分子式分子式总原子数总原子数16不稳定系数不稳定系数脂肪系数脂肪系数总平均亲水性总平均亲水性40 unstable17练习一：练习一：ProtparamProtparamhttp:/www.expasy.org/tools/protparam.html数据：ZCNIshixi4protein.txt（a）-Type I membrane protein（b）-Type II membrane protein（c）-Multipass transmembrane proteins（d）-Lipid chain-anchored membrane proteins（e

6、）-GPI-anchored membrane proteins18二、蛋白质跨膜区分析二、蛋白质跨膜区分析螺旋跨膜区主要是由20-30个疏水性氨基酸（Leu、Ile、Val、Met、Gly、Ala等）组成亲水残基往往出现在疏水残基之间，对功能有重要的作用基于亲/疏水量和蛋白质膜区每个氨基酸的统计学分布偏好性量19蛋白质跨膜区特性蛋白质跨膜区特性跨膜蛋白序列跨膜蛋白序列“边界边界”原则原则 -Landolt Marticorena et al.,1993胞外末端Asp（天冬氨酸）、Ser（丝氨酸）和Pro（脯氨酸）胞外-内分界区域Trp（色氨酸）跨膜区Leu（亮氨酸）、Ile（异亮氨酸）、Va

7、l（缬氨酸）、Met（甲硫氨酸）、Phe（苯丙氨酸）、Trp（色氨酸）、Cys（半胱氨酸）、Ala（丙氨酸）、Pro（脯氨酸）和Gly（甘氨酸）胞内-外分界区域Tyr（络氨酸）、Trp（色氨酸）和Phe（苯丙氨酸）胞内末端Lys（赖氨酸）和Arg（精氨酸）2021常用蛋白常用蛋白质跨膜区域分析工具跨膜区域分析工具工具工具网站网站备注注DAShttp:/www.sbc.su.se/miklos/DAS/用Dense Alignment Surface（DAS）算法来预测无同源家族的蛋白跨膜区HMMTOPhttp:/www.enzim.hu/hmmtop/由Enzymology研究所开发的蛋白质跨

8、膜区和拓扑结构预测程序SOSUIhttp:/bp.nuap.nagoya-u.ac.jp/sosui/由Nagoya大学开发一个具有图形显示跨膜区的程序TMAPhttp:/bioinfo.limbo.ifm.liu.se/tmap/基于多序列比对来预测跨膜区的程序TMHMMhttp:/www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM-2.0基于HMM方法的蛋白质跨膜区预测工具TMpredhttp:/www.ch.embnet.org/software/TMPRED_form.html基于对TMbase数据库的统计分析来预测蛋白质跨膜区和跨膜方向TopPredhttp:/bioweb.

9、pasteur.fr/seqanal/interfaces/toppred.html是一个位于法国的蛋白质拓扑结构预测程序22TMpredTMpred工具工具：http:/www.ch.embnet.org/software/TMPRED_form.html依靠跨膜蛋白数据库Tmbase预测跨膜区和跨膜方向23主要参数主要参数/选项选项序列在线提交形式：直接贴入蛋白序列填写SwissProt/TrEMBL/EMBL/EST的ID或AC输出格式输出格式最短和最长的跨膜螺旋疏水区长度最短和最长的跨膜螺旋疏水区长度输入序列名（可选）输入序列名（可选）选择序列的格式选择序列的格式贴入贴入protein

10、.txt蛋白蛋白质序列质序列24输出结果输出结果包含四个部分可能的跨膜螺旋区相关性列表可能的跨膜螺旋区可能的跨膜螺旋区相关性列表相关性列表位置位置分值分值 片段中点位置片段中点位置25 跨膜拓扑模型及图示跨膜拓扑模型及图示建议的跨膜拓扑模型建议的跨膜拓扑模型每一位置计算分值每一位置计算分值最优拓最优拓扑结构扑结构26TMHMM2728练习二：练习二：TMpredhttp:/www.ch.embnet.org/software/TMPRED_form.html数据：ZCNIshixi4protein.txt29三、蛋白质二级结构预测三、蛋白质二级结构预测 基本的二级结构螺旋，折叠，转角，无规则卷

11、曲（coils）以及模序（motif）等蛋白质局部结构组件 分析方法：基于统计和机器学习方法进行预测Chou-Fasman算法GOR算法多序列列线预测基于神经网络的序列预测基于已有知识的预测方法（knowledge based method）混合方法（hybrid system method）30工具工具网站网站备注注BCM SearchLauncher http:/searchlauncher.bcm.tmc.edu/包括了常见的蛋白质结构分析程序入口，一般分析可以以此服务器作为起点HNNhttp:/npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page

12、=npsa_nn.html基于神经网络的分析工具，含序列到结构过程和结构到结构处理Jpredhttp:/pbio.dundee.ac.uk/www-jpred/submit.html基于Jnet神经网络的分析程序，并采用PSI-BLAST来构建序列Profile进行预测，对于序列较短、结构单一的蛋白预测较好nnPredicthttp:/pbio.ucsf.edu/nomi/nnpredict.html预测蛋白质序列中潜在的亮氨酸拉链结构和卷曲螺旋NNSSPhttp:/bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/nnssp-simple.html基于双层前反馈神经网

13、络为算法，还考虑到蛋白质结构分类信息PREDATORhttp:/bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/predator-simple.html预测时考虑了氨基酸残基间的氢键蛋白蛋白质二二级结构分析工具构分析工具工具工具网站网站备注注PredictProteinhttp:/www.predictprotein.org/提供多项蛋白质性质分析，并有较好准确性Profhttp:/www.aber.ac.uk/phiwww/prof/基于多重序列比对预测工具PSIpredhttp:/bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/psiform.html提供

14、跨膜蛋白拓扑结构预测和蛋白profile折叠结构识别工具SOPMAhttp:page=npsa_sopma.html可以比较各种分析方法得到的结果，也可输出“一致性结果”SSPREDhttp:/coot.embl.de/fmilpetz/SSPRED/sspred.html基于数据库搜索相似蛋白并构建多重序列比对31蛋白蛋白质二二级结构分析工具构分析工具3233PredictProteinPredictProteinPredictProteinhttp:/www.predictprotein.org/可以获得功能预测、二级结构、基序、二硫键结构、结构域等许多蛋白质序列的结构信息该方法的平均准确率超过72%，最佳残基预测准确率达90%以上。因此，被