生物信息学 酶工程与蛋白质工程 教学 讲义.ppt

第五章 生物信息学 在蛋白质工程中的应用; 生物信息学（Bioinformatics）是生物学与计算机科学以及应用数学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科。它通过对生物学数据的获取、存储、加工、检索、分析与可视化，达到揭示数据所蕴含的生物学意义的目的。;生物信息学的研究对象： 蛋白质、基因 生物信息学的研究工具： 计算机程序;生物信息学的主要研究内容： 1、生物信息的收集、存储、管理和提供 2、基因组序列信息的提取和分析 3、功能基因组相关信息分析 4、生物大分子结构模拟和药物设计 5、生物信息分析的技术与方法研究;生物信息学在蛋白质工程中的应用： 1、蛋白质序列分析 2、蛋白质结构预测 3、蛋白质功能预测 4、蛋白质分子设计;;;;;;常用蛋白质数据库 ;TrEMBL TrEMBL是一个计算机注释的蛋白质数据库，作为SWISS-PROT数据库的补充。该数据库主要包含从EMBL/Genbank/DDBJ核酸数据库中根据编码序列(CDS)翻译而得到的蛋白质序列。 与TrEMBL类似，GenPept是由GenBank翻译得到的蛋白质序列 。;PIR 1984年，“蛋白质信息资源”(Protein Information Resource，PIR)计划正式启动，蛋白质序列数据库PIR也因此而诞生。其目的是帮助研究者鉴别和解释蛋白质序列信息，研究分子进化、功能基因组，进行生物信息学分析。分为PIR1、PIR2、PIR3和PIR4。PIR1中的序列已经验证，注释最为详尽；PIR2中包含尚未确定的冗余序列；PIR3中的序列尚未加以检验，也未加注释; 而PIR4中则既未验证，也无注释。;除了蛋白质序列数据之外，PIR还包含以下信息： （1）蛋白质名称、蛋白质的分类、蛋白质的来源； （2）关于原始数据的参考文献； （3）蛋白质功能和蛋白质的一般特征，包括基因表达、翻译后处理、活化等； （4）序列中相关的位点、功能区域。 ;UniProt（Universal Protein Resource） （1）UniProt Knowledgebase（UniProtKB），这是蛋白质序列、功能、分类、交叉引用等信息存取中心； （2）UniProt Non-redundant Reference（UniRef）数据库，该数据库将密切相关的蛋白质序列组合到一条记录中，以便提高有哪些信誉好的足球投注网站速度； （3）UniProt Archive（UniParc），是一个资源库，记录所有蛋白质序列的历史。;PROSITE 模体：短的连续的保守氨基酸序列。 PROSITE数据库收集了几乎所有蛋白质模体，并能根据这些位点和模式快速和可靠地鉴别一个未知功能的蛋白质序列应该属于哪一个蛋白质家族。有的情况下，某个蛋白质与已知功能蛋白质的整体序列相似性很低，但由于功能的需要保留了与功能密切相关的序列模式，这样就可能通过PROSITE的有哪些信誉好的足球投注网站找到隐含的功能模体，因此是序列分析的有效工具。;;;;;;PDB（Protein Date Bank） 收集来源于X光晶体衍射和核磁共振(NMR)的蛋白质结构数据，经过整理和确认后存档而成。 记录：原子坐标、配基的化学结构和晶体结构的描述等。;MMDB（Molecular Modeling Database） MMDB是NCBI生物信息数据库继承系统Entrez的组成部分，只收录通过X射线晶体衍射和核磁共振实验测定的生物大分子结构数据，增加了大分子的生物学功能及产生机制、分子进化历史、生物大分子之间关系等附加信息，还具有生物大分子结构模型展示、结构分析和结构比较等功能。;;;;;三、蛋白质序列分析和结构预测;蛋白质序列比对： 蛋白质比对比核酸比对具有更丰富的信息。 通过比较两个或多个蛋白质或核酸序列的比较，寻找序列之间共同的保守区域、位点，从而探索导致它们产生共同功能的序列模式 把蛋白质序列与核酸序列相比来探索核酸序列可能的表达框架 把蛋白质序列与具有三维结构信息的蛋白质相比，从而获得蛋白质折叠类型的信息;;;蛋白质基本性质分析： 利用生物信息学软件可直接预测蛋白质的许多基本性质，如氨基酸组成、分子量（MW）、等电点（pI）、疏水性、电荷分布、信号肽、跨膜区及结构功能域分析等。;;美国国家生物技术信息中心（NCBI）;;通过NCBI提取蛋白序列;;;;;;通过ExPASy提取蛋白序列;;;;;;PROSITE;;;;;;PFAM和SMART;;;;;;;;CDD;PDB/MMDB;;;;CATH/SCOP;;;;;;;;DALI;;BLAST;;;;;;;;;;;;多重比对工具ClustalW;;;;;;;蛋白质序列分析;;;;;;;;;;;;;;;