磷酸化位點的預(yù)測分析

磷酸化位點的預(yù)

測分析1整理課件

什么是蛋白質(zhì)磷酸化目錄1

磷酸化的意義2

磷酸化位點的預(yù)測方法

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相關(guān)數(shù)據(jù)庫42整理課件1.什么是蛋白質(zhì)磷酸化常見的蛋白質(zhì)翻譯后修飾過程有六種,如泛素化,磷酸化,糖基化,酯基化,甲基化和乙?；?其中磷酸化是蛋白質(zhì)最重要的翻譯后修飾之一，是在一系列蛋白激酶的作用下完成的，在酶和其它重要功能分子活性的發(fā)揮、第二信使傳遞和酶的級聯(lián)作用中起到重要的作用。3整理課件1.什么是蛋白質(zhì)磷酸化指由蛋白質(zhì)激酶催化的把ATP的磷酸基轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基〔絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸〕上的過程，或者在信號作用下結(jié)合GTP，是生物體內(nèi)一種普通的調(diào)節(jié)方式，在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程中起重要作用。某個信號蛋白磷酸化通常造成下游的蛋白依次發(fā)生磷酸化，形成磷酸化級聯(lián)反響。4整理課件1.1.絲氨酸的磷酸化5整理課件1.2.蘇氨酸的磷酸化6整理課件1.3.酪氨酸的磷酸化7整理課件2.磷酸化的意義蛋白質(zhì)的磷酸化主要集中在肽鏈中的酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基上，這些殘基上具有游離的羥基，且本身不帶電荷，當(dāng)磷酸化作用后，蛋白質(zhì)便具有了電荷，從而使結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)一步引起蛋白質(zhì)活性的變化，這也是蛋白質(zhì)磷酸化的意義所在。磷酸化修飾是生物體內(nèi)重要的共價修飾方式之一，與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期、生長發(fā)育以及癌癥機(jī)理等諸多生物學(xué)問題密切相關(guān)。8整理課件2.1.蛋白質(zhì)磷酸化的功能1)磷酸化參與酶作用機(jī)制,在此過程磷酸化為反響性中間產(chǎn)物,如在磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶依賴的磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)的組氨酸蛋白激酶;2)磷酸化介導(dǎo)蛋白活性,蛋白分子通過蛋白激酶發(fā)生磷酸化,如蛋白激酶A(絲氨酸和蘇氨酸殘基)或不同的受體酪氨酸激酶(酪氨酸殘基);3)天冬氨酸、谷氨酸和組氨酸的磷酸化在細(xì)菌趨化反響的感覺性傳導(dǎo)中發(fā)生解離。9整理課件3.磷酸化位點的預(yù)測方法

試驗檢測計算生物學(xué)技術(shù)10整理課件3.1.試驗檢測

Edman降解法MALDI-TOF-MS與磷酸酯酶處理相結(jié)合源后裂解基于MALDI-TOF-MS的其他分析方法前體離子掃描中性喪失掃描逐級改變?nèi)渝F電勢31P檢測電子捕獲解離11整理課件3.1.1.MALDI-TOF-MS與磷酸酯酶處理相結(jié)合磷酸酯酶處理后,磷酸化的肽會喪失磷酸基團(tuán)而產(chǎn)生特定質(zhì)量數(shù)的變化,MALDI-TOF-MS通過檢測這種質(zhì)量數(shù)的變化而確定磷酸化位點。Larsen等設(shè)計了一種可以直接在樣品靶上進(jìn)行肽混合物磷脂酶處理的方法,并評價這種方法能準(zhǔn)確鑒定磷酸化位點,且在凝膠的帶上或點上應(yīng)至少有1pmol蛋白質(zhì)存在。12整理課件3.2.1.磷酸化位點預(yù)測系統(tǒng)NetPhosK[BPG04][HSR04][BGB99](://cbs.dtu.dk/services/NetPhosK/)；PredPhospho[KLO04](://ngri.re.kr/proteo/PredPhospho.htm)；DISPHOS[IRB04](:///DISPHOS)；GPS[ZXC04](://973-/gps/gps_web/)；KinasePhos[HLT05](://.tw/)。13整理課件現(xiàn)有預(yù)測磷酸化位點系統(tǒng)所采用的方法系統(tǒng)名稱方法提取的特征NetPhosK神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修飾位點鄰近氨基酸序列特征及激酶種類PredPhosphoSVM修飾位點鄰近氨基酸序列特征及激酶種類DISPHOS基于對數(shù)回歸的線性分類器修飾位點鄰近氨基酸序列特征，蛋白質(zhì)disorder預(yù)測結(jié)果特征，二級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果特征，理化性質(zhì)特征，激酶種類GPS基于馬爾科夫聚類算法修飾位點鄰近氨基酸序列相似度矩陣BLOSUM,激酶種類KinasePhosHMM模型修飾位點鄰近氨基酸序列特征及激酶種類3.2.2.預(yù)測系統(tǒng)所采用的方法14整理課件3.2.1.主要的機(jī)器學(xué)習(xí)算法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetwork,ANN)；支持向量機(jī)(SupportVectorMachine,SVM)；隱馬爾可夫模型(HiddenMarkovModel,HMM)；對數(shù)比回歸模型(logisticregressionmodels)；位置特異得分矩陣(position-specificscoringmatrix,PSSM)；信息熵(Information-Entropy)；貝葉斯決策理論(Bayesiandecisiontheory,BDT)；加權(quán)投票(weightedvoting)。15整理課件3.3.蛋白質(zhì)磷酸化位點分析的困難蛋白質(zhì)磷酸化在體內(nèi)是一種不穩(wěn)定的動態(tài)過程;

磷酸化蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)豐度較低;磷酸化蛋白質(zhì)的磷酸基團(tuán)很容易在別離過程中喪失,且因其負(fù)電性而難于質(zhì)子化。16整理課件4.相關(guān)數(shù)據(jù)庫

1.Phosphosite(:///)[HCK04]；2.PhosphoBase(://cbs.dtu.dk/databases/PhosphoBase/)[KBB99]；3.PhosphorylationSiteDatabase(:///xpd/xpd.htm)[WKK04]。17整理課件4.1.Phosphosite

Phosphosite是由CST(CellSignalingTechnology)開發(fā)的一個生物信息數(shù)據(jù)庫。整合了所有人類和老鼠體內(nèi)磷酸化蛋白修飾位點信息，這些信息包括修飾位點發(fā)布的參考文獻(xiàn)、以修飾位點為中心的多肽序列、定位于哪些的domains和motif、研究這些位點所需的抗體來源、以及一些相關(guān)鏈接。用戶可以根據(jù)磷酸化蛋白質(zhì)名稱、Swiss-Prot庫中蛋白質(zhì)ID、磷酸化修飾氨基酸殘基的名稱和在蛋白質(zhì)序列中的位置、提交者姓名、CST編號、domains或motif、氨基酸序列來查詢磷酸化蛋白質(zhì)。18整理課件4.2.PhosphoBasePhosphoBase是磷酸化位點預(yù)測算法普遍采用的磷酸化蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫。它整理的所有磷酸化蛋白質(zhì)修飾位點信息都是經(jīng)過生物實驗驗證過的，并且囊括了脊椎動物、昆蟲、植物、細(xì)菌等多個物種及人工合成的發(fā)生磷酸化修飾的蛋白。可以通過蛋白質(zhì)名稱、激酶、結(jié)合motif進(jìn)行查詢。19整理課件4.3.PhosphorylationSiteDatabasePhosphorylationSiteDatabase數(shù)據(jù)庫存放了原核生物的磷酸化蛋白質(zhì)。信息包含發(fā)布鑒定磷酸化蛋白質(zhì)位點信息的參考文獻(xiàn)以及磷酸化蛋白質(zhì)的相關(guān)信息鏈接，如PubMed，GenBank,SWISS-PROT和PIR?？梢酝ㄟ^物種種類、strain、蛋白質(zhì)名稱、編碼基因名稱、修飾位點周圍肽序列、PhosphorylationSiteDatabase編號來查詢感興趣的磷酸化蛋白質(zhì)。20整理課件4.4.

SWISS-PROTSWISS-PROT數(shù)據(jù)庫也是一個較常用磷酸化蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)來源。它是由EMBL核苷酸序列庫