蛋白質(zhì)序列分析及結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) 第一講

共七十四頁(yè)第五章蛋白質(zhì)序列分析(fēnxī)及結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)介紹(jièshào)三、蛋白質(zhì)序列分析四、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)五、蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè)共七十四頁(yè)從多條免疫球蛋白序列(xùliè)中提取的8個(gè)片段的多重比對(duì)疏水氨基酸色氨酸半胱氨酸保守結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白恒定區(qū)免疫球蛋白可變區(qū)回顧(huígù)共七十四頁(yè)humanbetaglobin（人β珠蛋白）horsebetaglobin（馬β珠蛋白）humanalphaglobin（人α珠蛋白）horsealphaglobin（馬α珠蛋白）cyanohaemoglobin（藍(lán)血紅蛋白(xuèhóngdànbái)）

whalemyoglobin（鯨肌紅蛋白）Leghaemoglobin（豆血紅蛋白）通過(guò)珠蛋白的比較構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)判斷(pànduàn)生物進(jìn)化分歧時(shí)間回顧共七十四頁(yè)DNA序列蛋白序列蛋白結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)是蛋白(dànbái)行使功能的前提共七十四頁(yè)一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(jiégòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)主要分為四級(jí),一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)以及四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸殘基的排列(páiliè)順序MTYKLILNGKTKGETTTEAVDAATAEKVFQYANDNGVDGEWTYTE共七十四頁(yè)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)：主要由氫鍵維系的結(jié)構(gòu)（α-螺旋、β-折疊）指多肽鏈中主鏈原子的局部空間排布(páibù)即構(gòu)象，不涉及側(cè)鏈部分的構(gòu)象。α－螺旋、β－折疊、β－轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)卷曲、α螺旋組合（αα）β折疊組合（βββ）和α螺旋β折疊組合（βαβ）共七十四頁(yè)

α螺旋(luóxuán)(αhelix)的結(jié)構(gòu)特征為：（1）主鏈骨架?chē)@中心軸盤(pán)繞形成右手螺旋；（2）螺旋每上升一圈是3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm；（3）相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵(qīnɡjiàn)；（4）側(cè)鏈基團(tuán)位于螺旋的外側(cè)。Ala、Glu、Leu、Met促進(jìn)形成Pro、Gly、Tyr、Ser不利于形成人細(xì)胞珠蛋白(2DC3.pdb)的第121到140位殘基對(duì)應(yīng)的a-螺旋側(cè)面和頂部(N端)視圖共七十四頁(yè)（1）若干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片；（2）所有肽鍵(tàijiàn)的C=O和N—H形成鏈間氫鍵；（3）側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于片層的上、下方。β折疊(zhédié)(βsheets)的結(jié)構(gòu)特征為：反平行和平行的多個(gè)β折疊鏈形成一個(gè)完整β折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵示意圖；來(lái)自人pi型谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)硫酶中單個(gè)亞基中連續(xù)主鏈的部分β折疊結(jié)構(gòu)(2DGQ.pdb)側(cè)面視圖，可見(jiàn)轉(zhuǎn)角(turn)；來(lái)自人pi型谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)硫酶一個(gè)亞基中連續(xù)主鏈的部分β折疊結(jié)構(gòu)頂部視圖，可見(jiàn)轉(zhuǎn)角(turn)；來(lái)自人信號(hào)傳遞蛋白SMAD4(1DD1.pdb)的一個(gè)亞基中部分β折疊結(jié)構(gòu)頂部視圖，可見(jiàn)到大的環(huán)區(qū)(loop)。共七十四頁(yè)多肽鏈180°回折部分，通常由四個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，借1.4殘基之間形成的氫鍵維系。Asp、Asn、Ser、Thr、Gln、Pro常出現(xiàn)(chūxiàn)在β轉(zhuǎn)角β轉(zhuǎn)角(zhuǎnjiǎo)的結(jié)構(gòu)特征為：來(lái)自人細(xì)胞珠蛋白(2DC3.pdb)的兩段α螺旋由β轉(zhuǎn)角連接，用粗樹(shù)枝狀顯示了兩段螺旋末端的脯氨酸。共七十四頁(yè)無(wú)規(guī)卷曲(juànqǔ)的結(jié)構(gòu)特征為：無(wú)規(guī)卷曲的特點(diǎn)為在主鏈骨架上無(wú)規(guī)則盤(pán)繞，其構(gòu)象狀態(tài)仍遵循物理化學(xué)原理，但波動(dòng)性較大，對(duì)溫度變化敏感；實(shí)驗(yàn)測(cè)定三級(jí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)時(shí)往往無(wú)法識(shí)別無(wú)規(guī)卷曲(缺失其座標(biāo))，即使有座標(biāo)則其溫度因子也較高。無(wú)規(guī)卷曲同Ω環(huán)的區(qū)分主要是其長(zhǎng)度和其形狀的波動(dòng)性。共七十四頁(yè)超二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要類(lèi)型和特征

超二級(jí)結(jié)構(gòu)(supersecondarystructure)指位于同一主鏈的多個(gè)(duōɡè)二級(jí)結(jié)構(gòu)組裝形成的特定組裝體，可直接作為三級(jí)結(jié)構(gòu)的或結(jié)構(gòu)域的組成單元，是從蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)形成三級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)過(guò)渡結(jié)構(gòu)形式，也稱(chēng)為立體結(jié)構(gòu)形成的模體。共七十四頁(yè)（1）β轉(zhuǎn)角或Ω環(huán)等連接連續(xù)四個(gè)α螺旋形成的四α螺旋捆；（2）中部固定位置含有亮氨酸及其他疏水側(cè)鏈氨基酸殘基、在螺旋兩端含有強(qiáng)親水側(cè)鏈氨基酸的α螺旋組成的亮氨酸拉鏈(Leucinezipper)；（3）一條主鏈中相鄰七個(gè)兩親α螺旋通過(guò)過(guò)度結(jié)構(gòu)形成的七次穿膜螺旋組；（4）連續(xù)主鏈中兩段α螺旋連接三段β折疊(zhédié)鏈形成的Rossmann折疊；（5）β轉(zhuǎn)角連接a螺旋構(gòu)成的a-螺旋-β轉(zhuǎn)角-α螺旋；（6）Ω環(huán)連接α螺旋構(gòu)成的α螺旋-Ω環(huán)-α螺旋等。（7）β-折疊都為超二級(jí)結(jié)構(gòu)。超二級(jí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)的主要類(lèi)型：共七十四頁(yè)蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)進(jìn)一步折疊形成的結(jié)構(gòu)域共七十四頁(yè)三級(jí)結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)的多肽鏈在各種二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步盤(pán)曲或折迭形成具有一定規(guī)律的三維空間結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）。蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要靠次級(jí)鍵，包括(bāokuò)氫鍵、疏水鍵、鹽鍵以及范德華力（VanderWasls力）等。共七十四頁(yè)四級(jí)結(jié)構(gòu):具有二條或二條以上獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，其多肽鏈間通過(guò)次級(jí)鍵相互組合而形成(xíngchéng)的空間結(jié)構(gòu)稱(chēng)為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)（quarternarystructure）。其中，每個(gè)具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈單位稱(chēng)為亞基（subunit）。共七十四頁(yè)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)決定了蛋白質(zhì)的二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)共七十四頁(yè)1.蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)：如PIR、SWISS-PROT、NCBI,這些數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)主要以蛋白質(zhì)的序列為主,并賦予相應(yīng)的注釋;2.蛋白質(zhì)模體及結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫(kù)：如PROSITE、Pfam,這些數(shù)據(jù)庫(kù)主要收集了蛋白質(zhì)的保守結(jié)構(gòu)域和功能域的特征序列;3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)：如PDB等,這些數(shù)據(jù)庫(kù)主要以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)測(cè)量(cèliáng)數(shù)據(jù)為主;4.蛋白質(zhì)分類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)：如SCOP、CATH、FSSP等,這其中有以序列比較為基礎(chǔ)的序列分類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)以及以結(jié)構(gòu)比較為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)分類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)之分。依據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次(céngcì),將蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)分為:二、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)共七十四頁(yè)蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)特征:

這些數(shù)據(jù)庫(kù)種類(lèi)有差別,但內(nèi)部(nèibù)是相互聯(lián)系的.

每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都有指針指向其他數(shù)據(jù)庫(kù),而且數(shù)據(jù)庫(kù)之間的序列以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)是共享的,同一種蛋白質(zhì)依次會(huì)出現(xiàn)在不同的數(shù)據(jù)庫(kù).這樣的數(shù)據(jù)溝通有助于更深層地挖掘蛋白質(zhì)的內(nèi)在生物信息,這些數(shù)據(jù)庫(kù)是融序列信息的索取、處理、存儲(chǔ)、輸出于一身的。共七十四頁(yè)1.蛋白質(zhì)序列(xùliè)數(shù)據(jù)庫(kù)（1）PIR(proteininformationresource,PIR)和PSD(proteinsequencedatabase,PSD)

/pirwww

PIR-PSD是一個(gè)綜合全面的、非冗余的、專(zhuān)業(yè)注釋的、分類(lèi)完整的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)。PIR-PSD的序列來(lái)自于將GenBank/EMBL/DDBJ三大數(shù)據(jù)庫(kù)的編碼序列的翻譯而成的蛋白質(zhì)序列、發(fā)表的文獻(xiàn)中的序列和用戶(hù)直接(zhíjiē)提交的序列。（2）SWISS-PROT/TrEMBL數(shù)據(jù)庫(kù)

/swissprot數(shù)據(jù)庫(kù)由蛋白質(zhì)序列條目構(gòu)成,每個(gè)條目包含蛋白質(zhì)序列、引用文獻(xiàn)信息、分類(lèi)學(xué)信息、注釋等,注釋中包括蛋白質(zhì)的功能、轉(zhuǎn)錄后修飾位點(diǎn)、特殊位點(diǎn)和區(qū)域、二級(jí)結(jié)構(gòu)、四級(jí)結(jié)構(gòu)、與其他序列的相似性、序列殘缺與疾病的關(guān)系、序列變異體等信息。共七十四頁(yè)2.模體以及(yǐjí)結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫(kù)模體數(shù)據(jù)庫(kù)（1）PROSITE蛋白質(zhì)家族及結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫(kù)(/prosite/)PROSITE數(shù)據(jù)庫(kù)收集了有顯著生物學(xué)意義的蛋白質(zhì)位點(diǎn)序列、蛋白質(zhì)特征序列譜庫(kù)以及序列模型,并能依據(jù)這些特征屬性快速可靠地鑒定出一個(gè)未知功能蛋白質(zhì)序列屬于哪個(gè)(nǎge)蛋白質(zhì)家族,即使在蛋白質(zhì)序列相似性很低的情況下,也可以通過(guò)搜索隱含的功能結(jié)構(gòu)模體(motif)來(lái)鑒定,因此是有效的序列分析數(shù)據(jù)庫(kù)。PROSITE中涉及的序列模式包括酶的催化位點(diǎn)、配體結(jié)合位點(diǎn)、金屬離子結(jié)合位點(diǎn)、二硫鍵、小分子或者蛋白質(zhì)結(jié)合區(qū)域等,此外PROSITE還包括由多序列比對(duì)構(gòu)建的序列表譜(profile),能更敏感地發(fā)現(xiàn)序列中的信息。共七十四頁(yè)P(yáng)ROSITE同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)提供了序列分析工具:①ScanProsite

是用于搜索所提交的序列數(shù)據(jù)是否(shìfǒu)包含PROSITE數(shù)據(jù)庫(kù)中的序列模式或者SWISS-PROT數(shù)據(jù)庫(kù)中已提交的序列模式;②MotifScan

用于查找未知序列中所有可能的已知結(jié)構(gòu)組件,數(shù)據(jù)庫(kù)包括PROSITE序列表譜、PROSITE模式、Pfam收集的隱馬爾可夫模式(HMM)。共七十四頁(yè)(2)PRINTSFingerprintDatabase

www.bioinf.man.ac.uk/dbrowser/PRINTS/

這個(gè)(zhège)數(shù)據(jù)庫(kù)包含1500個(gè)蛋白質(zhì)指紋圖譜,編碼9136個(gè)單一模體。(3)BLOCKS(

)BLOCKS是通過(guò)一些高度保守的蛋白質(zhì)區(qū)域比對(duì)出來(lái)的無(wú)空位的片段。模體數(shù)據(jù)庫(kù)共七十四頁(yè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫(kù)

(1)蛋白質(zhì)家族序列比對(duì)以及隱馬爾可夫模式數(shù)據(jù)庫(kù)Pfam(proteinfamiliesdatabaseofalignmentsandHMMs)Pfam是蛋白質(zhì)家族序列比對(duì)以及隱馬爾可夫模式數(shù)據(jù)庫(kù),其網(wǎng)址是:www.sanger.ac.uk/Software/Pfam/index.shtml。(2)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫(kù)ProDom

http://prodes.toulouse.inra.fr/prodom/doc/prodom.html(3)SMARTSMART是一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)研究工具,可對(duì)可轉(zhuǎn)移的遺傳因子進(jìn)行鑒定和注解,以及分析結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu),可以檢測(cè)(jiǎncè)出500多個(gè)參與信號(hào)傳導(dǎo)、胞外和染色體相關(guān)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域家族,對(duì)這些結(jié)構(gòu)域又在系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分布、功能分類(lèi)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和重要的功能殘基方面做了注解。

http://smart.embl-heidelberg.de/共七十四頁(yè)3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)(jiégòu)數(shù)據(jù)庫(kù)PDB(proteindatabank,PDB)

/pdb/PDB包括了蛋白質(zhì)、核酸、蛋白質(zhì)-核酸復(fù)合體以及病毒等生物大分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),主要是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)來(lái)源于幾乎全世界所有(suǒyǒu)從事生物大分子結(jié)構(gòu)研究的研究機(jī)構(gòu),并由結(jié)構(gòu)生物學(xué)合作研究協(xié)會(huì)（RCSB）

維護(hù)和注釋。共七十四頁(yè)4.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)(jiégòu)分類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)(1)CATH數(shù)據(jù)庫(kù)

www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/cathnew/index.html(2)SCOP蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)(jiégòu)分類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)(structuralclassificationofproteindatabase,SCOP)

scop.mrclmb.cam.ac.uk/scop/index.html共七十四頁(yè)三、蛋白質(zhì)的序列(xùliè)分析蛋白質(zhì)序列分析蛋白質(zhì)一級(jí)序列蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)分析蛋白質(zhì)親疏水性分析跨膜區(qū)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)卷曲螺旋預(yù)測(cè)翻譯后修飾位點(diǎn)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)序列信號(hào)位點(diǎn)分析蛋白質(zhì)超二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)模擬蛋白質(zhì)分類(lèi)蛋白質(zhì)家族分析共七十四頁(yè)共七十四頁(yè)蛋白質(zhì)理化性質(zhì)是蛋白質(zhì)研究的基礎(chǔ)(jīchǔ)

蛋白質(zhì)的基本性質(zhì)：相對(duì)分子質(zhì)量氨基酸組成等電點(diǎn)（PI）消光系數(shù)半衰期不穩(wěn)定系數(shù)總平均親水性……實(shí)驗(yàn)方法：相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定、等電點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、沉降實(shí)驗(yàn)缺點(diǎn)：費(fèi)時(shí)、耗資基于實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)值的計(jì)算機(jī)分析方法1.蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)(xìngzhì)分析

共七十四頁(yè)基于一級(jí)序列的組分分析氨基酸親疏水性等分析為高級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)提供參考Expasy開(kāi)發(fā)的針對(duì)蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)(xìngzhì)的分析：Protparam工具/tools/protparam.html相對(duì)分子(fēnzǐ)質(zhì)量氨基酸組成等電點(diǎn)（PI）消光系數(shù)半衰期不穩(wěn)定系數(shù)總平均親水性

……共七十四頁(yè)工具網(wǎng)站備注AACompldent/tools/aacomp/利用未知蛋白質(zhì)的氨基酸組成確認(rèn)具有相同組成的已知蛋白ComputepI/Mw/tools/pi_tool.html計(jì)算蛋白質(zhì)序列的等電點(diǎn)和分子量ProtParam/tools/protparam.html對(duì)氨基酸序列多個(gè)物理和化學(xué)參數(shù)（分子量、等電點(diǎn)、吸光系數(shù)等）進(jìn)行計(jì)算PeptideMass/tools/peptide-mass.html計(jì)算相應(yīng)肽段的pI和分子量SAPShttp://www.isrec.isb-sib.ch/software/SAPS_form.html利用蛋白質(zhì)序列統(tǒng)計(jì)分析方法給出待測(cè)蛋白的物理化學(xué)信息蛋白質(zhì)理化(lǐhuà)性質(zhì)分析工具共七十四頁(yè)AACompIdent

PeptideMass共七十四頁(yè)P(yáng)rotparam

工具/tools/protparam.html計(jì)算以下物理化學(xué)(wùlǐhuàxué)性質(zhì)：相對(duì)分子質(zhì)量理論pI值氨基酸組成原子組成消光系數(shù)半衰期不穩(wěn)定系數(shù)脂肪系數(shù)總平均親水性共七十四頁(yè)主要(zhǔyào)選項(xiàng)/參數(shù)序列在線(xiàn)提交形式：如果分析SWISS-PORT和TrEMBL數(shù)據(jù)庫(kù)中序列直接(zhíjiē)填寫(xiě)Swiss-Prot/TrEMBLAC號(hào)(accessionnumber)如果分析新序列：直接在搜索框中粘貼氨基酸序列輸入Swiss-Prot/TrEMBLAC號(hào)打開(kāi)protein.txt，將蛋白質(zhì)序列粘貼在搜索框中共七十四頁(yè)輸入(shūrù)Swiss-Prot/TrEMBLAC號(hào)—分不同的功能域肽段輸出(shūchū)結(jié)果功能域用戶(hù)自定義區(qū)段共七十四頁(yè)點(diǎn)擊不同(bùtónɡ)功能域或是以直接粘貼氨基酸序列的方式得到以下結(jié)果氨基酸數(shù)目相對(duì)分子質(zhì)量理論pI值氨基酸組成正/負(fù)電荷殘基數(shù)(jīshù)共七十四頁(yè)37消光系數(shù)半衰期原子(yuánzǐ)組成分子式總原子數(shù)共七十四頁(yè)不穩(wěn)定(wěndìng)系數(shù)脂肪(zhīfáng)系數(shù)總平均親水性<40stable>40unstable共七十四頁(yè)(a)-TypeImembraneprotein(b)-TypeIImembraneprotein(c)-Multipasstransmembraneproteins(d)-Lipidchain-anchoredmembraneproteins(e)-GPI-anchoredmembraneproteins2、蛋白質(zhì)親疏(qīnshū)水性/跨膜區(qū)分析共七十四頁(yè)3、蛋白質(zhì)親疏(qīnshū)水性分析

氨基酸側(cè)鏈的疏水性用從各氨基酸減去甘氨酸疏水性之值來(lái)表示，蛋白質(zhì)的疏水性在保持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定中起著重要(zhòngyào)作用。疏水作用是蛋白質(zhì)折疊的主要驅(qū)動(dòng)力分析蛋白質(zhì)氨基酸親疏水性是了解蛋白質(zhì)折疊的第一步氨基酸疏水分析為蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)提供佐證可用于分析蛋白質(zhì)相互作用位點(diǎn)-抗原位點(diǎn)預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)56%）是分析蛋白質(zhì)跨膜區(qū)重要一步共七十四頁(yè)海參(hǎishēn)溶菌酶親水性/疏水性分析Score>0，表示(biǎoshì)疏水性；Score<0，表示親水性共七十四頁(yè)α螺旋跨膜區(qū)主要是由20-30個(gè)疏水性氨基酸（Leu、Ile、Val、Met、Gly、Ala等）組成親水殘基往往出現(xiàn)在疏水殘基之間，對(duì)功能有重要(zhòngyào)的作用基于親/疏水量和蛋白質(zhì)膜區(qū)每個(gè)氨基酸的統(tǒng)計(jì)學(xué)分布偏好性量TMpredhttp:///software/TMPRED_form.htmlSOSUI-http://bp.nuap.nagoya-u.ac.jp/sosui/4、蛋白質(zhì)跨膜區(qū)分析(fēnxī)共七十四頁(yè)常用(chánɡyònɡ)蛋白質(zhì)跨膜區(qū)域分析工具工具網(wǎng)站備注DAShttp://www.sbc.su.se/~miklos/DAS/用DenseAlignmentSurface（DAS）算法來(lái)預(yù)測(cè)無(wú)同源家族的蛋白跨膜區(qū)HMMTOPhttp://www.enzim.hu/hmmtop/由Enzymology研究所開(kāi)發(fā)的蛋白質(zhì)跨膜區(qū)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)程序SOSUIhttp://bp.nuap.nagoya-u.ac.jp/sosui/由Nagoya大學(xué)開(kāi)發(fā)一個(gè)具有圖形顯示跨膜區(qū)的程序TMAPhttp://bioinfo.limbo.ifm.liu.se/tmap/基于多序列比對(duì)來(lái)預(yù)測(cè)跨膜區(qū)的程序TMHMMhttp://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM-2.0基于HMM方法的蛋白質(zhì)跨膜區(qū)預(yù)測(cè)工具TMpred/software/TMPRED_form.html基于對(duì)TMbase數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)跨膜區(qū)和跨膜方向TopPredhttp://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/toppred.html是一個(gè)位于法國(guó)的蛋白質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)程序共七十四頁(yè)TMHMM共七十四頁(yè)P(yáng)rotScale工具

/tools/protscale.html氨基酸標(biāo)度表示氨基酸在某種實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下相對(duì)其他氨基酸在某些性質(zhì)的差異，如疏水性、親水性等收集56多個(gè)文獻(xiàn)(wénxiàn)中提供的氨基酸標(biāo)度默認(rèn)值以Hphob.Kyte&Doolittle做疏水性分析特異性氨基酸標(biāo)度，如Hopp&Woods（1981）針對(duì)抗原片段定位；Accessibleresidues（1979）針對(duì)氨基酸溶劑可及性定位；Chou&Fasman（1978）針對(duì)氨基酸二級(jí)結(jié)構(gòu)疏水性分析5、蛋白質(zhì)親疏(qīnshū)水性分析共七十四頁(yè)主要選項(xiàng)/參數(shù)序列在線(xiàn)提交形式(xíngshì)：如果分析SWISS-PORT和TrEMBL數(shù)據(jù)庫(kù)中序列直接填寫(xiě)Swiss-Prot/TrEMBLAC號(hào)(accessionnumber)如果分析新序列：直接在搜索框中粘貼氨基酸序列輸入Swiss-Prot/TrEMBLAC號(hào)打開(kāi)protein.txt，將一條蛋白質(zhì)序列粘貼在搜索框中共七十四頁(yè)計(jì)算窗口（7-11）相對(duì)權(quán)重值

權(quán)重值變化趨勢(shì)

氨基酸標(biāo)度是否(shìfǒu)歸一化共七十四頁(yè)輸出(shūchū)結(jié)果輸入Swiss-Prot/TrEMBLAC號(hào)—分不同的功能域肽段功能域用戶(hù)自定義區(qū)段共七十四頁(yè)所用(suǒyònɡ)氨基酸標(biāo)度信息分析(fēnxī)所用參數(shù)信息輸出結(jié)果共七十四頁(yè)圖形結(jié)果文本結(jié)果序列參數(shù)

每個(gè)位置的得分共七十四頁(yè)（3）跨膜區(qū)分析蛋白質(zhì)含有跨膜區(qū)提示它可能作為(zuòwéi)膜受體起作用，也可能是定位在膜上的錨定蛋白或離子通道蛋白。例，使用TMHMMServerv.2.0在線(xiàn)分析http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/共七十四頁(yè)鋁激活蘋(píng)果酸的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(dànbái)(TaALMT1)跨膜結(jié)構(gòu)分析共七十四頁(yè)6、跨膜區(qū)分析(fēnxī)TMpred工具(gōngjù)：/software/TMPRED_form.html預(yù)測(cè)跨膜區(qū)和跨膜方向依靠跨膜蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)Tmbase共七十四頁(yè)主要參數(shù)/選項(xiàng)序列(xùliè)在線(xiàn)提交形式：直接貼入蛋白序列填寫(xiě)SwissProt/TrEMBL/EMBL/EST的ID或AC輸出格式最短和最長(zhǎng)的跨膜螺旋疏水區(qū)長(zhǎng)度輸入序列名（可選）選擇序列的格式貼入protein.txt蛋白質(zhì)序列共七十四頁(yè)輸出(shūchū)結(jié)果包含(bāohán)四個(gè)部分可能的跨膜螺旋區(qū)相關(guān)性列表可能的跨膜螺旋區(qū)相關(guān)性列表位置分值片段中點(diǎn)位置共七十四頁(yè)

跨膜拓?fù)?tuòpū)模型及圖示建議的跨膜拓?fù)淠Ｐ兔恳晃恢糜?jì)算分值最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)共七十四頁(yè)SOSUI工具：

-http://bp.nuap.nagoya-u.ac.jp/sosui/以圖形方式返回結(jié)果(jiēguǒ)，需要JavaApplet程序輸入(shūrù)氨基酸單字母運(yùn)行共七十四頁(yè)平均(píngjūn)疏水值預(yù)測(cè)(yùcè)的跨模螺旋區(qū)域兩種跨膜Helix共七十四頁(yè)預(yù)測(cè)區(qū)域(qūyù)的螺旋示意圖平均(píngjūn)疏水值預(yù)測(cè)的跨模螺旋區(qū)域兩種跨膜Helix59親疏水輪廓共七十四頁(yè)共七十四頁(yè)跨膜蛋白序列“邊界(biānjiè)”原則

-LandoltMarticorenaetal.,1993

胞外末端－Asp、Ser和Pro胞外-內(nèi)分界(fēnjiè)區(qū)域－Trp跨膜區(qū)－Leu、Ile、Val、Met、Phe、Trp、Cys、Ala、Pro和Gly胞內(nèi)-外分界區(qū)域－Tyr、Trp和Phe胞內(nèi)末端－Lys和Arg共七十四頁(yè)共七十四頁(yè)兩股或兩股以上α螺旋相互纏繞而形成超螺旋結(jié)構(gòu)存在于多種天然蛋白質(zhì)中，如轉(zhuǎn)錄因子(yīnzǐ)、結(jié)構(gòu)蛋白、膜蛋白中，在生物體內(nèi)執(zhí)行著代謝調(diào)控、分子運(yùn)動(dòng)、膜通道、分子識(shí)別等重要的生物功能，637、蛋白質(zhì)卷曲螺旋域分析(fēnxī)

典型的有亮氨酸拉鏈，存在7殘基重復(fù)結(jié)構(gòu)（heptadrepeat)，以a，b，c，d，e，f，g位置表示，其中a和d位置為疏水性氨基酸，而其他位置殘基為親水性共七十四頁(yè)蛋白質(zhì)中由2-7條α螺旋鏈相互纏繞形成類(lèi)似麻花狀結(jié)構(gòu)的總稱(chēng)(zǒnɡchēnɡ)；主要存在形式是2-5條相互纏繞形成的平行或反平行同寡聚體或異寡聚體；是控制蛋白質(zhì)寡聚化的元件，轉(zhuǎn)錄因子、骨架蛋白、動(dòng)力蛋白、膜蛋白、酶等；七肽重復(fù)區(qū)。蛋白質(zhì)卷曲螺旋域分析(fēnxī)共七十四頁(yè)工具網(wǎng)站備注Coils/software/COILS_form.html主流的預(yù)測(cè)螺旋卷曲工具Paircoil2/cb/paircoil2/paircoil2.html由MIT大學(xué)開(kāi)發(fā)的基于殘基配對(duì)概率算法的預(yù)測(cè)工具PEPCOILhttp://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/pepcoil.html由EMBOSS維護(hù)的預(yù)測(cè)卷曲螺旋程序，同Coils類(lèi)似SOCKETserverhttp://www.lifesci.sussex.ac.uk/research/woolfson/html/coiledcoils/socket/server.html一個(gè)分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中卷曲螺旋的工具，其輸入數(shù)據(jù)格式為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)TRESPASSERhttp://comp.chem.nottingham.ac.uk/cgi-bin/trespasser/trespasser.cgi由Nottingham大學(xué)開(kāi)發(fā)的亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)識(shí)別工具2ZIPhttp://2zip.molgen.mpg.de/index.html預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)序列中潛在的亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)和卷曲螺旋

蛋白質(zhì)卷曲螺旋預(yù)測(cè)(yùcè)工具共七十四頁(yè)共七十四頁(yè)COILS-/software/COILS_form.htmlCOILS蛋白質(zhì)卷曲螺旋預(yù)測(cè)方法基于Lupas算法(suànfǎ)，是目前主流