蛋白质的序列分析及结构预测.pptVIP

新序列与数据库中的序列对比，寻找同源性或者相似的序列寻找蛋白质中结构域或者功能域提供结构域相应的信息、蛋白质功能位点的残基、蛋白质亲水表面和疏水核的氨基酸残基、得到更多的同源模建或二级结构预测的模板（需作手工校正）显著同源关系（50%）：以击中序列的已知结构为模板对蛋白质进行精确的结构模型构建；2.当所击中的序列是分离的结构域，通过二级结构预测和折叠识别寻找合适的折叠子，以折叠子为模板建模。*[RK]-X(2,3)-[DE]-X(2,3)-Y新序列与数据库中的序列对比，寻找同源性或者相似的序列寻找蛋白质中结构域或者功能域提供结构域相应的信息、蛋白质功能位点的残基、蛋白质亲水表面和疏水核的氨基酸残基、得到更多的同源模建或二级结构预测的模板（需作手工校正）显著同源关系（50%）：以击中序列的已知结构为模板对蛋白质进行精确的结构模型构建；2.当所击中的序列是分离的结构域，通过二级结构预测和折叠识别寻找合适的折叠子，以折叠子为模板建模。新序列与数据库中的序列对比，寻找同源性或者相似的序列寻找蛋白质中结构域或者功能域提供结构域相应的信息、蛋白质功能位点的残基、蛋白质亲水表面和疏水核的氨基酸残基、得到更多的同源模建或二级结构预测的模板（需作手工校正）显著同源关系（50%）：以击中序列的已知结构为模板对蛋白质进行精确的结构模型构建；2.当所击中的序列是分离的结构域，通过二级结构预测和折叠识别寻找合适的折叠子，以折叠子为模板建模。从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸（基因）第127页，共136页，星期日，2025年，2月5日2.分子设计的种类小改：少数残基的替换，突变或修饰中改：分子拼接，肽段或结构域的替换大改：从头设计，全新蛋白质的设计3.分子设计与蛋白质结构蛋白质分子内部的电荷分布、相互作用有其特定的结构特征，随意选择突变位点在蛋白质分子中改变氨基酸，不仅达不到预期目的，反而可能影响蛋白质分子的活性中心，使蛋白质的活性降低或丧失。第128页，共136页，星期日，2025年，2月5日

4.蛋白质分子设计的应用

应用1：酶稳定性的改善酶的稳定性在蛋白质工程的实践中，一般可以通过在酶分子内增加二硫键或静电作用来提高酶分子的稳定性。例1：核糖核酸酶的稳定性的提高（1）已知条件：核糖核酸酶三维结构已由晶体衍射方法测定。分子内有两对二硫键：Tyr24与Asn84正对，二者的Ca之间的距离为6.0A，满足二硫键的特征（二硫键的Ca的平均距离：4.5-6.8?），可能形成一个潜在的二硫键；二者附近没有干扰形成二硫键的基团；二者离催化活性中心较远，突变后不会影响活性。（2）设计方案：

将Tyr24与Asn84突变为Cys

实验结果：突变体的稳定性大大提高

第129页，共136页，星期日，2025年，2月5日例2.葡萄糖异构酶（GI）在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，朱国萍等人在确定第138位甘氨酸(Gly138)为目标氨基酸后，用双引物法对GI基因进行体外定点诱变，以脯氨酸（Pro138）替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果突变型GI比野生型的热半衰期长一倍；最适反应温度提高10～12℃；酶比活相同。据分析，Pro替代Gly138后，可能由于引入了一个吡咯环，该侧链刚好能够填充于Gly138附近的空洞，使蛋白质空间结构更具刚性，从而提高了酶的热稳定性。第130页，共136页，星期日，2025年，2月5日应用2：融合蛋白质脑啡肽(Enk)N端5肽线形结构是与δ型受体结合的基本功能区域，干扰素（IFN）是一种广谱抗病毒抗肿瘤的细胞因子。黎孟枫等人化学合成了EnkN端5肽编码区，通过一连接5肽编码区与人α1型IFN基因连接，在大肠杆菌中表达了这一融合蛋白。以体外人结肠腺癌细胞和多形胶质瘤细胞为模型，采用3H－胸腺嘧啶核苷掺入法证明该融合蛋白抑制肿瘤细胞生长的活性显著高于单纯的IFN，通过Naloxone竞争阻断实验证明，抑制活性的增高确由Enk导向区介导。第131页，共136页，星期日，2025年，2月5日应用3：蛋白质活性的改变通常饭后30～60min，人血液中胰岛素的含量达到高峰，120～180min内恢复到基础水平。而目前临床上使用的胰岛素制剂注射后120min后才出现高峰且持续180～240min，与人生理状况不符。实验表明，胰岛素在高浓度（大于10－5mol/L）时以二聚体形式存在，低浓度时（小于