第1章蛋白质结构基础3.ppt
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1、第1章蛋白质结构基础3现在学习的是第1页,共25页二、蛋白质结构分类二、蛋白质结构分类l1.按结构域分类按结构域分类 最为人们熟悉的还是最为人们熟悉的还是M MLevittLevitt和和C CChothiaChothia对蛋白质结对蛋白质结构进行的分类。此方法认为二级结构的组合构成了大多数结构进行的分类。此方法认为二级结构的组合构成了大多数结构域结构的核心,并据此把蛋白质结构在结构域水平将蛋白构域结构的核心,并据此把蛋白质结构在结构域水平将蛋白质分为质分为5 5类:类:l -型结构(型结构(主要是主要是 -helix-helix,60%60%)l -型结构(主要是型结构(主要是 -pleat
2、ed sheet-pleated sheet)l /-型结构(型结构(-turn-turn)l +-型型l 无规卷曲无规卷曲/富含二硫键和金属离子型富含二硫键和金属离子型现在学习的是第2页,共25页2.系统性分类系统性分类l蛋白质结构数据库蛋白质结构数据库PDBl早在序列数据库诞生之前的70年代,蛋白质结构数据库(Protein Data Bank,简称PDB)就已经问世。PDB数据库原来由美国Brookhaven国家实验室负责维护和管理。为适应结构基因组和生物信息学研究的需要,1998年,由美国国家科学基金委员会、能源部和卫生研究院资助,成立了结构生物学合作研究协会(Research Col
3、laboratory for Structural Bioinformatics,简称RCSB)。现在学习的是第3页,共25页l蛋白质结构分类是蛋白质结构研究的一个重要蛋白质结构分类是蛋白质结构研究的一个重要方向。蛋白质结构分类数据库,是三维结构数方向。蛋白质结构分类数据库,是三维结构数据库的重要组成部分。蛋白质结构分类可以包据库的重要组成部分。蛋白质结构分类可以包括不同层次,如折叠类型、拓扑结构、家族、括不同层次,如折叠类型、拓扑结构、家族、超家族、结构域、二级结构、超二级结构等。超家族、结构域、二级结构、超二级结构等。已经上网的蛋白质分类数据库很多。已经上网的蛋白质分类数据库很多。现在学习
4、的是第4页,共25页目前较为系统和广泛使用的数据库:目前较为系统和广泛使用的数据库:l蛋白质结构分类数据库蛋白质结构分类数据库SCOP和和CATH(1)SCOP分类数据库分类数据库蛋白质结构分类数据库SCOP(Structural Classification Of Proteins)是由英国医学研究委员会(Medical Research Council,简称MRC)的分子生物学实验室和蛋白质工程研究中心开发和维护。该数据库对已知三维结构的蛋白质进行分类,并描述了它们之间的结构和进化关系(Murzin等,1995)。现在学习的是第5页,共25页lSCOP数据库从不同层次对蛋白质结构进行分类,
5、以反映它们结构和进化的相关性。可以把蛋白质分成许多层次,但通常将它们分成家族,超家族和折叠类型。当然,不同层次之间的界限并不十分严格,但通常层次越高,越能清晰地反映结构的相似性。现在学习的是第6页,共25页l家族SCOP数据库的第一个分类层次为家族,其依据为序列相似性程度。通常将相似性程度在30%以上的蛋白质归入同一家族,即它们之间有比较明确的进化关系。当然这一指标也并非绝对。某些情况下,尽管序列的相似性低于这一标准,例如某些球蛋白家族的序列相似性只有15%,也可以从结构和功能相似性推断它们来自共同祖先。现在学习的是第7页,共25页l超家族:如果序列相似性较低,但其结构和功能特性表明它们有共同
6、的进化起源,则将其视作超家族。l折叠类型:无论有无共同的进化起源,只要二级结构单元具有相同的排列和拓扑结构,即认为这些蛋白质具有相同的折叠方式。在这些情况下,结构的相似性主要依赖于二级结构单元的排列方式或拓扑结构。现在学习的是第8页,共25页(2)CATH蛋白质结构分类数据库lCATH是另一个著名的蛋白质结构分类数据库,其含义为类型(Class)、构架(Architecture)、拓扑结构(Topology)和同源性(Homology),它由英国伦敦大学UCL开发和维护(Orengo等,1997)。l与SCOP数据库一样,CATH数据库的构建既使用计算机程序,也进行人工检查。CATH数据库的分
7、类基础是蛋白质结构域。l与SCOP不同的是,CATH把蛋白质分为4类,即a主类、b主类,a-b类(a/b型和a+b型)和低二级结构类。低二级结构类是指二级结构成分含量很低的蛋白质分子。现在学习的是第9页,共25页lCATH数据库的第二个分类依据为由螺旋和折叠形成的超二级结构排列方式,而不考虑它们之间的连接关系。形象地说来,就是蛋白质分子的构架,如同建筑物的立柱、横梁等主要部件,这一层次的分类主要依靠人工方法。第三个层次为拓扑结构,即二级结构的形状和二级结构间的联系。第四个层次为结构的同源性,它是先通过序列比较然后再用结构比较来确定的。CATH数据库的最后一个层次为序列(Sequence)层次,
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- 蛋白质 结构 基础
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