實驗四蛋白質序列結構的獲取和顯示

關于實驗四蛋白質序列結構的獲取和顯示第1頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三2實驗項目四：蛋白質序列、結構的獲取和顯示

一、實驗目的和要求：掌握蛋白質序列數(shù)據庫Uniprot的查詢方法及格式特點掌握蛋白質結構數(shù)據庫PDB的及格式特點掌握蛋白質結構顯示軟件Pymol的使用第2頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三3UniProt：UniversalProteinResource

收錄蛋白質序列目錄最廣泛、功能注釋最全面的數(shù)據庫；包含三個子庫：UniProtKB（UniProtKnowledgebase）UniRef（UniProtReferenceClusters）UniParc（UniprotArchive）一UniProt數(shù)據庫1.簡介第3頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三42.數(shù)據來源EuropeanBioinformaticsInstitute(EMBL-EBI)SIBSwissInstituteofBioinformaticsProteinInformationResource(PIR)Swiss-ProtandTrEMBLProteinSequenceDatabase(PIR-PSD)第4頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三5UniProt的網址：/

第5頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三3.數(shù)據查詢

Uniprot檢索號，包括6個字符串，可由大寫字母A~Z和數(shù)字0~9組合而成。

也可以用關鍵詞檢索

第6頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三檢索演示例1：查詢草履蟲細胞周期蛋白依賴的蛋白激酶（CDK2）的結構數(shù)據(1)登陸Uniprot網站/(2)在搜索欄選中“Proteinknowledgebase(UniProtKB)”，在文本框中輸入“ParameciumtetraureliaCDK2”，單擊SiteSearch按鈕，出現(xiàn)結果。第7頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三8第8頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三9第9頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三10第10頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三11第11頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三12第12頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三13與其他數(shù)據庫的鏈接第13頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三14第14頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三154.UniProt數(shù)據格式IDQ9XYV1_PARTEUnreviewed;301AA.ACQ9XYV1;DT01-NOV-1999,integratedintoUniProtKB/TrEMBL.DT01-NOV-1999,sequenceversion1.DT21-MAR-2012,entryversion71.DESubName:Full=Cyclin-dependentproteinkinaseCdk2;GNName=CDK2;OSParameciumtetraurelia.OCEukaryota;Alveolata;Ciliophora;Intramacronucleata;OCOligohymenophorea;Peniculida;Parameciidae;Paramecium.OXNCBI_TaxID=5888;頭部區(qū)序列名稱序列編號序列來源的物種名序列來源的物種學名和分類學位物種分類號序列簡單說明第15頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三16引文區(qū)RN[1]RPNUCLEOTIDESEQUENCE.RCSTRAIN=51S;RXMEDLINE=99448661;PubMed=10519216;RXDOI=10.1111/j.1550-7408.1999.tb06065.x;RAZhangH.,BergerJ.D.;RT"Anovelmemberofthecyclin-dependentkinasefamilyinParameciumRTtetraurelia.";RLJ.Eukaryot.Microbiol.46:482-491(1999).評論區(qū)CC-----------------------------------------------------------------------CCCopyrightedbytheUniProtConsortium,see/termsCCDistributedundertheCreativeCommonsAttribution-NoDerivsLicenseCC---------------------------------------------------------------------相關文獻編號或遞交序列的注冊信息序列注釋信息第16頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三17交叉引用數(shù)據庫區(qū)DREMBL;AF126147;AAD34354.1;-;Genomic_DNA.DRHSSP;P24941;1OIQ.DRProteinModelPortal;Q9XYV1;-.DRGO;GO:0005524;F:ATPbinding;IEA:UniProtKB-KW.DRGO;GO:0004674;F:proteinserine/threoninekinaseactivity;IEA:InterPro.DRInterPro;IPR011009;Kinase-like_dom.DRInterPro;IPR000719;Prot_kinase_cat_dom.DRInterPro;IPR017441;Protein_kinase_ATP_BS.DRInterPro;IPR002290;Ser/Thr_dual-sp_kinase_dom.DRInterPro;IPR008271;Ser/Thr_kinase_AS.DRPfam;PF00069;Pkinase;1.DRSMART;SM00220;S_TKc;1.DRSUPFAM;SSF56112;Kinase_like;1.DRPROSITE;PS00107;PROTEIN_KINASE_ATP;1.DRPROSITE;PS50011;PROTEIN_KINASE_DOM;1.DRPROSITE;PS00108;PROTEIN_KINASE_ST;1.第17頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三18序列區(qū)KWATP-binding;Cyclin;Kinase;Nucleotide-binding;Transferase.SQSEQUENCE301AA;34675MW;E839F1A5EA0D5CB5CRC64;

MDLAQSEERYQKLEKIGEGTYGLVYKARDNQTGDIVALKKIRMDHEDEGVPSTAIREISLLKEVQHPNIVPLKDVVYDESRLYLIFDFVDLDLKKYMESVPQLDRMQVKKFINQMIQALNYCHQNRVIHRDLKPQNILVDIKQQNTQIADFGLARAFGLPLKTYTHEVITLWYRAPEILLGQRQYSTPVDIWSLGCIFAEMAQKRPLFCGDSEIDQLFKIFKIMGTPKESTWPGVSTLPDFKSTFPRWPTPTNPAATLGKDITNLCPLGLDLLSKMITYDPYARITAEEALKHAYFDELNN//

與序列相關的關鍵詞氨基酸統(tǒng)計數(shù)第18頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三19DNA代碼氨基酸代碼第19頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三20FASTA文件格式>tr|Q9XYV1|Q9XYV1_PARTECyclin-dependentproteinkinaseCdk2OS=ParameciumtetraureliaGN=CDK2PE=4SV=1ID號名稱，基本性質簡要說明第20頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三21在Uniprot中查詢擬南芥的光敏色素phyE編碼蛋白的詳細信息，閱讀序列格式的解釋，列出共包含哪幾個部分？標出頭部區(qū)主要字段的含義。在Uniprot中查詢（1）擬南芥油菜素內酯受體gibberellinreceptor

GID1C、（2）水稻獨角金內酯水解酶strigolactonehydrolaseD14的蛋白質序列，這兩個蛋白包含多少個氨基酸？寫出它們所對應的mRNA檢索號（類似于這樣的格式N*_*****）、GeneID號。作業(yè)第21頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三二蛋白質結構數(shù)據庫PDBProteinDataBank，美國Brookhaven國家實驗室管理生物大分子三維空間結構原子坐標數(shù)據庫/pdb/

NCBISTRUCTURE：MMDB(MolecularModellingDataBase)，包含了從PDB獲取的實驗確定的生物高聚物結構分子模型數(shù)據庫。第22頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三PDB數(shù)據庫(proteindatabank)1.簡介

美國Brookhaven實驗室1971年建立的大分子結構數(shù)據庫PDB蛋白質晶體結構資料數(shù)據庫

(ProteinDataBank)。

PDB數(shù)據庫的維護由結構生物信息學研究合作組織（ResearchCollaborationforStructuralBioinformatics,RCSB）負責。第23頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三2.數(shù)據來源

通過實驗（X射線晶體衍射，核磁共振，電子顯微鏡方法等）測定的生物大分子的三維結構。主要是蛋白質的三維結構，還包括核酸、糖類、蛋白質與核酸復合物的三維結構。第24頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三3.數(shù)據統(tǒng)計截止2013年11月，PDB數(shù)據庫已含有95644個結構數(shù)據，其中約92.5%是蛋白質的結構。第25頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三第26頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三4.數(shù)據查詢

PDB中的記錄有唯一的PDB-ID，包括4個字符串，可由大寫字母A~Z和數(shù)字0~9組合而成。

PDB和它的鏡像站點提供每個PDB記錄的查詢，可按一些專門的查詢項目（如提交數(shù)據、作者姓名、結構表達）進行檢索。

第27頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三檢索演示例1：查詢人類淚液載脂蛋白的結構數(shù)據(1)登陸PDB網站/pdb/(2)在上方的搜索欄選中“Everything”，在文本框中輸入“HUMANTEARLIPOCALIN”，單擊SiteSearch按鈕，出現(xiàn)結果。第28頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三第一步：輸入關鍵字“HUMANTEARLIPOCALIN”也可輸入ID號

第29頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三第二步：選擇人類淚液載脂蛋白1XKI第30頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三數(shù)據查看：(3)分別單擊標簽3Dview，Sequence，Annotations，Seq.Similarity,3DSimilarity,Literature,Biol.&Chem.,Methods,Geometry觀察數(shù)據信息。(4)回到Summary標簽，在右側的BiologicalAssembly區(qū)域可以觀察蛋白的三維結構。(5)單擊右側目錄中的DownloadFiles下載不同格式和內容的文件；或下載FASTA序列文件；也可下載PDB文件(1XKI.pdb)。第31頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三第三步：觀察數(shù)據信息1XKI第32頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三第33頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三第四步：1XKI結構展示圖

第34頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三第35頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三下載PDB結構文件第36頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三5.數(shù)據結構PDB中對于每一個結構記錄，包含名稱、參考文獻、序列、一級結構、二級結構和原子坐標等信息。每條記錄有兩種序列信息，一種是顯式序列信息(explicitsequence)，一種是隱式序列信息(implicitsequence)。第37頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三

在PDB文件中，以關鍵字SEQRES作為顯式序列標記，以該關鍵字打頭的每一行都是關于序列的信息；PDB的隱式序列即為立體化學數(shù)據，包括每個原子的名稱和原子的三維坐標。第38頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三PDB文本文件，用寫字板打開標題部分分子類別—轉運蛋白該文件的公布日期該化合物的pdb代碼該化合物的來源結構測定者名字REMARK是此pdb文件的參考書目、最大分辨率、注解等第39頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三第40頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三一級結構雜因子第41頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三二級結構連接注釋晶胞特征及坐標變換第42頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三連通性部分

坐標部分1-6“ATOM或HETATM”7-11原子序列號13-16原子名稱18-20殘基名22鏈標識符23-26殘基序列號31-38X坐標39-46Y坐標47-54Z坐標55-60位置61-66溫度因子79-80原子帶的電荷77-78元素符號

第43頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三三

結構顯示軟件-PyMOL簡介/All指所有的對象，3ODU指剛才打開的文件，(sele)是選擇的對象按鈕A:代表對這個對象的各種action，S：顯示這個對象的某種樣式，H：隱藏某種樣式，L：顯示某種label，C：顯示的顏色第44頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三點擊all中的H，選擇everything，隱藏所有點擊3ODU中的S，選擇cartoon，以cartoon形式顯示蛋白質點擊3ODU中的C，選擇byss，以二級結構分配顏色，選擇點擊右下角的S，窗口上面出現(xiàn)蛋白質氨基酸序列，找到1164位ITD，是配體第45頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三點擊選擇ITD，此時sele中就包含ITD這個殘基，點擊（sele）行的A，選擇renameselection，窗口中出現(xiàn)更改sele為IDT，點擊（IDT）行的S選擇sticks，點擊C，選擇byelement，選擇，調整窗口使此分子清楚顯示。第46頁，講稿共57頁，2023年5月2日，星期三IDT行點擊A選擇find，選擇polarcontacts，再根據需要選擇，這里選擇toother