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2、中蛋白质结构的数据库。只有分辨率在4埃以内的晶体结构以及NMR结构才被分类。蛋白质结构分类结合了自动与手动两个过程。总共有四个水平上的分类：Class Architecture Topology Homologous superfamilyGo to: http:/www.cathdb.info/英国医学研究委员会（英国医学研究委员会（Medical Research Council, MRCMedical Research Council, MRC）的分子生物学实）的分子生物学实验室和蛋白质工程研究中心于验室和蛋白质工程研究中心于20142014年年2 2月正式发布了蛋白质结构分类数月正式发
3、布了蛋白质结构分类数据库据库SCOPSCOP（structural classification of proteinsstructural classification of proteins）的全面升级版）的全面升级版SCOP2SCOP2。该。该数据库在搜集、整理、分析数据库在搜集、整理、分析PDBPDB数据中已知的蛋白质三维结构的基础上，数据中已知的蛋白质三维结构的基础上，详细描述了已知结构的蛋白质在结构、进化事件与功能类型三个方面的详细描述了已知结构的蛋白质在结构、进化事件与功能类型三个方面的关系。关系。 数据库的构建除了使用计算机程序外，数据库的构建除了使用计算机程序外，主要依赖于人
4、工验证主要依赖于人工验证。SCOP2SCOP2把把SCOPSCOP中仅基于蛋白质结构的树状等级分类系统发展成为单向中仅基于蛋白质结构的树状等级分类系统发展成为单向非循环网状分类系统。非循环网状分类系统。SCOP2SCOP2分类基于四个层次分类基于四个层次，从顶部到底部分别为：从顶部到底部分别为：类（类（ClassClass）、折叠（）、折叠（FoldFold）、超家族（超家族（Super familySuper family）、家族（家族（FamilyFamily）http:/scop2.mrc-lmb.cam.ac.uk/蛋白质结构分类数据库蛋白质结构分类数据库SCOP蛋白质结构分类数据库蛋
5、白质结构分类数据库SCOP蛋白质结构分类数据库蛋白质结构分类数据库SCOP第一层CLASS分为5个classes。途径数据库途径数据库KEGG途径数据库是存储的是人工绘制的途径图谱，包括了目前已知的所有分子相互作用网络和生物反应网络：总途径图，代谢途径图，遗传信息加工图，环境信息加工图，细胞过程图，机体系统图，人类疾病相关途径图，药物开发图。 Go to: http:/www.genome.jp/kegg/pathway.htmlX-ray Crystallography Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 200AA如何获得蛋白质的三级结构如何获得蛋白质的三级结
6、构1.实验方法实验方法蛋白质结构蛋白质结构-三级结构测定三级结构测定SDUExpertsinX-rayCrystallographyProf. SUN Jinpeng Ph.D. Institute of Biochemistry and Molecular BiologySchool of Medicine, SDUProf. GU Lichuan Ph.D. State Key Laboratory of Microbial Technology School of Life Sciences, SDU如何获得蛋白质的三级结构如何获得蛋白质的三级结构1.实验方法实验方法蛋白质结构蛋白质结构
7、-三级结构测定三级结构测定MEAKIVKVLDSSRCEDGFGKKRKRAASYAAYVTGVSCAKLQNVPPPNGQCQIPDKRRRLEGENKLSAYENRSGKALVRYYTYFKKTGIAKRVMMYENGEWNDLPEHVICAIQNELEEKSAAIEFKLCGHSFILDFLHMQRLDMETGAKTPLAWIDNAGKCFFPEIYESDERTNYCHHKCVEDPKQNAPHDIKLRLEIDVNGGETPRLNLEECSDESGDNMMDDVPLAQRSSNEHYDEATEDSCSRKLEAAVSKWDETDAIVVSGAKLTGSEVLDKDAVKKMFAVGTA
8、SLGHVPVLDVGRFSSEIAEARLALFQKQVEITKKHRGDANVRYAWLPAKREVLSAVMMQGLGVGGAFIRKSIYGVGIHLTAADCPYFSARYCDVDENGVRYMVLCRVIMGNMELLRGDKAQFFSGGEEYDNGVDDIESPKNYIVWNINMNTHIFPEFVVRFKLSNLPNAEGNLIAKRDNSGVTLEGPKDLPPQLESNQGARGSGSANSVGSSTTRPKSPWMPFPTLFAAISHKVAENDMLLINADYQQLRDKKMTRAEFVRKLRVIVGDDLLRSTITTLQNQPKSKEIPGSIRDHEEGAG
9、GLinputoutput如何获得蛋白质的三级结构如何获得蛋白质的三级结构2.计算方法计算方法蛋白质结构蛋白质结构-三级结构预测三级结构预测l从头计算法从头计算法l同源建模法同源建模法l穿线法穿线法l综合法综合法l机机器学习法器学习法如何获得蛋白质的三级结构如何获得蛋白质的三级结构2.计算方法计算方法蛋白质结构蛋白质结构-三级结构预测三级结构预测同源建模法：相似的氨基酸序列对应着相似的蛋白质结构。三级结构预测三级结构预测-同源建模法同源建模法SWISS-MODELhttp:/swissmodel.expasy.org73自动同源建模法自动同源建模法:SWISS-MODELSWISS-MODEL
10、做出来的结果可以在SCI刊物论文上作为一项结果来发表，但前提条件是模板与目标的序列identity要足够高，至少高于30%，因为SWISS-MODEL是单纯的同源建模法，基本属于结构预测软件里的“傻瓜机”。Seq.txtSWISS-MODELhttp:/swissmodel.expasy.org自动同源建模法自动同源建模法:SWISS-MODEL结果在线等3-5分钟1. Identification of a homologue or homologues (sequence identity = 30%) of known structure as template(s) for model
11、ing the target sequence.半手动同源建模法半手动同源建模法2. Generating and improving an alignment of the target sequence with the template sequence(s). Usually the knowledge based manual adjustment is necessary.半手动同源建模法半手动同源建模法3. Building coordinates of the three-dimensional model based on the alignment. Modeller, M
12、odLoop, Swiss-Model, 半手动同源建模法半手动同源建模法4. Evaluation of the model and then to loop the previous steps according the evaluation results until the model becomes satisfactory.半手动同源建模法半手动同源建模法SWISS-MODELhttp:/swissmodel.expasy.org半手动半手动同源建模法同源建模法:SWISS-MODEL如果目标序列与模板序列相似度极高，那么同源建模法是最准确的方法。三级结构预测三级结构预测-同源建
13、模法同源建模法特例情况，虽然序列一致度达到很高水平，但是结构却并不相同。BMC Struct Biol, 2012, 12:23三级结构预测三级结构预测-同源建模法同源建模法如果目标序列与模板序列之间的一致度 30%，那么同源建模法是不适用的。三级结构预测三级结构预测-同源建模法同源建模法穿线法：不相似的氨基酸序列也可能对应着相似的蛋白质结构。三级结构预测三级结构预测-穿线法穿线法已知结构的蛋白质十几万，不同的结构拓扑 1313。如何获得蛋白质的三级结构如何获得蛋白质的三级结构2.计算方法计算方法-穿线法穿线法蛋白质结构蛋白质结构-三级结构预测三级结构预测I-TASSERhttp:/zhang
14、lab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER自动穿线法自动穿线法:I-TASSERI-TASSER: 在线的蛋白质结构预测服务器，在近7届蛋白质结构预测比赛（CASP7/8/9/10/11/12/13/14）中皆排名第一。作者为美国密歇根大学的张阳教授。什么都不用自己操心，输入EMAIL和目标序列点RUN。一个用户只能提交一个任务。一个IP地址只能提交一个任务。I-TASSERhttp:/zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER自动穿线法自动穿线法:I-TASSER根据目标序列长短不同，运算时间不同，但至少需要24小时。I-TASSERhttp:/zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER自动穿线法自动穿线法:I-TASSER
