蛋白質二級、三級結構預測

2021-01-19 Becky的生活and科研
實驗方法獲得蛋白質結構的方法有:X射線衍射法,核磁共振法(只能測定質量小於70kDa的蛋白結構)和冷凍電鏡,目前已解析的蛋白結構約10萬個,僅佔所有蛋白的一丟丟,由於實驗方法需要的蛋白樣品質量高,儀器昂貴且費時,急需一種更高效的方法,於是,計算機預測蛋白結構技術發展起來。蛋白質二級結構單元預測:對於有蛋白結構的序列,可以用DSSP軟體展示二級結構原件;對於未知蛋白結構的序列,可以用一些預測軟體:

Fromhttps://www.icourse163.org/learn/SDU-1001907001?tid=1206629207#/learn/announce

三級結構預測:方法有從頭計算法、同源建模法、穿線法和綜合法。


如果該序列有相似度30%的蛋白已被解析,那麼可以用同源建模方法,常用的是SWISS-MODEL在線伺服器,同源建模的原理是相似胺基酸序列對應相似的蛋白結構,如果找不到模板,可以用I-TASSER在線伺服器,是一款用穿線法預測蛋白質的網上服務平臺,它不僅可以給出預測的結構,還對模型質量給出評分,另外,還提供了PDB資料庫中與排名第一的預測模型從結構水平上最相似的結構,以及可能與之結合的配體和配體結合位點。對於穿線法也無法預測的結構,可以用從頭計算法——QUARK,該網上伺服器可以預測200個胺基酸以內的蛋白結構。ROBETTA在線伺服器綜合了同源建模和從頭計算兩種方法。預測出的結構需要對該結構的可靠性進行評估,SAVES (https://servicesn.mbi.ucla.edu/SAVES/)包含多個質量評估軟體,包括verify 3D, PROCHECK, ProQ, ModFold. 如果有3個評估軟體認為你預測的蛋白質結構合格,那麼就可以使用該結構了。三級結構比對可以使用蛋白比對伺服器——SuperPose,一般來說,RMSD小於3埃時認為兩個結構相似。蛋白質四級結構由獨立的三級結構單元聚集形成的複合物,獲得蛋白四級結構的方法有X射線衍射和冷凍電子顯微鏡技術,蛋白相互作用關係資料庫如下:


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本推送的封面是SARS冠狀病毒主要蛋白酶的X射線晶體結構,我們可以利用今天學到的同源建模的方法對2019-nCov的蛋白酶結構進行預測。

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相關焦點

  • 是不是所有的蛋白質都具有一級、二級、三級和四級結構?
    學過生化的人都知道,為了方便起見,蛋白質的結構可以人為的劃分為四個不同的層次,即一級結構、二級結構、三級結構和四級結構(圖1)。
  • 蛋白質的三級結構與結構域
    蛋白質的三級結構(tertiary structure)是指多肽鏈中所有原子和基團的構象。它是在二級結構的基礎上進一步盤曲摺疊形成的,包括所有主鏈和側鏈的結構。哺乳動物肌肉中的肌紅蛋白整個分子由一條肽鏈盤繞成一個中空的球狀結構,全鏈共有8段α螺旋,各段之間以無規捲曲相連。在螺旋肽段之間有一個疏水性的空穴,是用來放置血紅素基團的。三級結構是蛋白質發揮生物活性所必須的,所以蛋白質變性時生物功能會受到破壞。
  • 蛋白質的三級結構
    蛋白質的三級結構要點:
  • 蛋白質的二級結構、超二級結構與模體(motif)
    蛋白質的二級結構是指肽鏈主鏈的空間走向(摺疊和盤繞方式),是有規則重複的構象。最常見的二級結構單元就是α-螺旋和β-摺疊,它們的各種組合決定了蛋白質的主體結構。β-轉角是一種小巧的二級結構單元,它使肽鏈形成大約180°的迴轉。
  • 九版教材:模體到底是二級還是超二級還是三級結構?
    點擊上方藍字關注"醫學張蘊新老師"你將獲得更多精彩內容生化第九版教材第16頁的概念結構模體我在翻閱這一部分時,教材標題為多肽鏈進一步摺疊成蛋白質三級結構。此部分闡述的是一個摺疊由低級到高級的過程:模體結構(超二級結構)→結構域→三級結構。所以講課中我仍然跟大家強調,模體結構屬於超二級,介於二級和三級之間。我在不同資料庫搜索關鍵詞本章主編湯其群教授,並沒有此部分的最新發展和文獻。因此這個問題要從兩部分討論,第一是從學術上,第二是從應試上。
  • 蛋白質組成及結構
    在高溫或極端pH等條件下,蛋白質會失去其天然結構和活性,這一現象就稱為變性。生物化學家常常用以下四個方面來表示 蛋白質的結構:蛋白質一級結構:組成蛋白質多肽鏈的線性胺基酸序列。一個蛋白質是一個聚醯胺。蛋白質二級結構:依靠不同胺基酸之間的C=O和N-H基團間的氫鍵形成的穩定結構,主要為α螺旋和β摺疊[14]。
  • 蛋白質結構分析系列(一)
    我對該領域的狹隘的基本認識        通常情況下,我們認為的蛋白質結構分析可能都是三級結構分析、蛋白和蛋白互作或蛋白與其他生物分子互作的分析,這種分析通常在結構生物學領域常見。事實上,做生物信息學的學生也會經常涉及蛋白質結構分析。
  • 蛋白質的分子結構
    胺基酸分子通過形成肽鍵連接成肽鏈,再由一條或一條以上的肽鏈按照一定方式組成具有一定空間結構和生物活性的大分子,承擔一定的生理功能。由於組成蛋白質分子中的胺基酸的種類、數量與排列順序以及蛋白質的空間結構的不同,形成了多種多樣結構不同的蛋白質。蛋白質的分子結構是蛋白質承擔功能的物質基礎。蛋白質的分子結構分為4個層次,包括一級結構、二級結構、三級結構和四級結構。
  • 你會預測蛋白的三級結構嗎?
    關於蛋白的同源建模,大家可能首先會想到Swiss-Model,我們之前也有文章對Swiss-Model的操作使用進行詳細介紹,見《SWISS-MODEL預測蛋白三級結構Phyre2是一個可以對蛋白結構、功能和變異進行預測和分析的在線工具,Phyre2是Phyre的升級版本,主要使用遠程同源檢測的方法進行3D建模,預測配體結合位點和胺基酸變異影響(e.g., nonsynonymous SNPs)。據作者稱,每天有700~1000個用戶在用Phyre2分析預測(Kelley, 2015)。
  • 蛋白質序列分析和結構預測
    蛋白質序列分析和結構預測 【實驗目的】1、掌握蛋白質序列檢索的操作方法;2、熟悉蛋白質基本性質分析;3、熟悉基於序列同源性分析的蛋白質功能預測,了解基於motif、 結構位點、結構功能域資料庫的蛋白質功能預測;4、了解蛋白質結構預測。
  • 科學家構建RNA三級結構自動化新方法
    來自華中科技大學的研究人員研發出了一種快速,基於RNA二級結構構建RNA三級結構的自動化新方法——3dRNA,這種精確度高,自動化的新工具能幫助解決目前RNA
  • 2.蛋白質的結構
    二個或三個具有二級結構的肽段,在空間上相互接近,形成一個有規則的二級結構組合,被稱為超二級結構。二個或三個具有二級結構的肽段,在空間上相互接近,形成一個特殊的空間構象,稱為模體,模體是具有特殊功能的超二級結構。
  • 除了下圍棋 AI還能預測"難纏"的蛋白質結構
    一級多肽鏈中的胺基酸分子像是懂得彼此溝通一樣,它們有些相互排斥,有些彼此吸引,形成螺旋、摺疊成褶皺,構成蛋白質的二級結構。接著,它還會進一步摺疊成獨特的空間結構,像一根毛線繞成線團那樣,構成蛋白質的三級結構。整個蛋白質摺疊的過程看似隨機,卻又仿佛遵循著一張設計藍圖,一旦組成蛋白質的胺基酸序列確定下來,它的摺疊方式也就完全確定了。
  • 圖文並茂講解不同的蛋白質結構
    結構域D. 鋅指結構題目解析蛋白質的三級結構是指整條肽鏈中全部胺基酸殘基的相對空間位置,也就是整條肽鏈所有原子在三維空間的排布位置。注意:三級結構包含了胺基酸的側鏈基團,而二級結構沒有包含側鏈,僅指主鏈的空間結構。
  • 醫基資料:蛋白質的結構
    不僅如此,蛋白質也是生物化學考試中非常重要的內容,下面就一起來學習一下蛋白質的結構這一重點知識點。蛋白質的分子結構分為一級、二級、三級和四級結構,後三者稱為高級結構或空間結構,並非所有的蛋白質都有四級結構,由一條肽鏈組成的蛋白質只有一、二、三級結構,由兩條或兩條以上多肽鏈組成的蛋白質才有四級結構。
  • 除了下圍棋,AI還能預測「難纏」的蛋白質結構,它是怎麼做到的?
    一級多肽鏈中的胺基酸分子像是懂得彼此溝通一樣,它們有些相互排斥,有些彼此吸引,形成螺旋、摺疊成褶皺,構成蛋白質的二級結構。接著,它還會進一步摺疊成獨特的空間結構,像一根毛線繞成線團那樣,構成蛋白質的三級結構。整個蛋白質摺疊的過程看似隨機,卻又仿佛遵循著一張設計藍圖,一旦組成蛋白質的胺基酸序列確定下來,它的摺疊方式也就完全確定了。
  • 蛋白質的結構與功能
    蛋白質在生物體的生命活動中起著極其重要的作用,已知的生物功能沒有一個是離開蛋白質而實現的,生物個體間表現出的差異是由於其體內蛋白質的貢獻。 二、胺基酸1.胺基酸的基本結構和性質專業 A胺基酸的結構: 20 種蛋白質胺基酸的分子結構特點(略)。
  • 在線預測蛋白質三級結構,讓文章提升逼格的策略!(附攻略)
    而要更好地從空間結構的觀點來理解蛋白質相應的生物機制,就需要解析蛋白的具體分子結構,因此,採用計算機模擬( in silico) 的方法進行蛋白的結構預測就顯得十分必要。目前,計算機模擬來預測蛋白質結構主要是基於兩種思想:1)  同源模建(homology modelling)目前,已解析的蛋白結構都保存於PDB( http://www.rcsb.org/ ) 資料庫中。
  • 【深度學習】從冷凍電鏡電子密度圖識別蛋白質二級結構
    ,但在2016至2018年期間上傳到電子顯微鏡資料庫(EMDB)的大分子結構中,有超過50%的結構的解析度是在5到10埃甚至更低,這些中等解析度的冷凍電鏡譜(EMmap)很難用於結構的從頭模建,比如對於蛋白質,5-8埃解析度的冷凍電鏡譜只能看到部分的二級結構,而難以知曉完整的主鏈。
  • 除了下圍棋 AI還能預測「難纏」的蛋白質結構 它是怎麼做到的?
    一級多肽鏈中的胺基酸分子像是懂得彼此溝通一樣,它們有些相互排斥,有些彼此吸引,形成螺旋、摺疊成褶皺,構成蛋白質的二級結構。接著,它還會進一步摺疊成獨特的空間結構,像一根毛線繞成線團那樣,構成蛋白質的三級結構。   整個蛋白質摺疊的過程看似隨機,卻又仿佛遵循著一張設計藍圖,一旦組成蛋白質的胺基酸序列確定下來,它的摺疊方式也就完全確定了。