生物信息学教学实习七

蛋白质序列分析

一、          教学实习的目的

1．          掌握蛋白质序列的基本特性的分析方法

2．          掌握蛋白质序列一维序列、二级结构分析方法

3．          熟悉蛋白质结构数据库（PDB）的检索方法；

4．          掌握蛋白质序列三级结构的展示、标注方法；

5．          掌握基于GO数据库，进行蛋白质功能分类的方法；

6．          掌握基于KEGG数据库，进行蛋白质pathway定位的方法

二、          教学实习内容

  1. 蛋白质基本特性分析：用Protparam程序（http://web.expasy.org/protparam/ ），对如下任一蛋白质（P02754，P63326，AAM91227）的氨基酸序列的基本特性进行分析，包括氨基酸组成、分子量、等电点（PI）、疏水性等；
  2. 用SignaIP（http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/）程序，对上述蛋白质进行信号肽预测分析；
  3. 用Tmpred（TMpred - Prediction of Transmembrane Regions and Orientation）程序（http://www.ch.embnet.org/software/TMPRED_form.html），预测上述蛋白质的跨膜区；
  4. 蛋白质一维序列分析：用BLAST程序搜寻上述蛋白质的相似蛋白序列；用clustalw（http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/ ）对这些相似蛋白序列进行多重比对分析，寻找其中共同的保守区段；
  5. 蛋白质二级结构分析：用interproscan程序（http://www.ebi.ac.uk/Tools/pfa/iprscan/ ）预测上述蛋白质序列的motif；用SOPMA程序（http://npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_sopma.html ）预测蛋白质的二级结构；
  6. 了解重要蛋白质分析网站:
    Expasy（http://www.expasy.org/tools/ ）,
    CBS（http://www.cbs.dtu.dk/services/ ）,
    PDB (http://www.rcsb.org )
    EBI（http://www.ebi.ac.uk/services/proteins ）。
  7. 蛋白质三级结构分析：利用蛋白名称、所属物种信息，检索蛋白质（AAM91227）在PDB数据库(http://www.rcsb.org  )中是否存在已被解析的蛋白结构；若有下载其解析精度最高的蛋白结构文件（*.pdb）；
  8. 用Swiss-PdbViewer软件，对上述下载的蛋白质结构进行展示；用条带图的显示方式展示蛋白结构，并标注出NAD+分子；Swiss-PdbViewer软件从网络教学平台中下载，在本机中解压后，直接点击“spdbv.exe”程序即可使用，无需安装；其使用说明参见（http://spdbv.vital-it.ch/main_guide.html ）；
  9. 蛋白质的功能分类：浏览GO数据库（http://www.geneontology.org/ ）；通过interproscan软件（http://www.ebi.ac.uk/Tools/pfa/iprscan/ ）预测蛋白质（AAM91227）的GO功能分类号（molecular function, biological process）；在GO数据库中进行浏览其条目。浏览wego程序（http://wego.genomics.org.cn/cgi-bin/wego/index.pl ）。
  10. 蛋白质的pathway定位分析：基于KEGG数据库（http://www.genome.jp/kegg/ ），对蛋白质（AAM91227）进行BLAST搜索（http://www.genome.jp/tools/blast/ ），需要指定相应物种，获得该酶的信息，定位；展示相应pathway图。

三、          教学实习报告

1．     用Protparam程序，对蛋白质（AAM91227）的基本特性进行预测，包括分子量、等电点（PI）、含量最高的三种氨基酸所占百分比；

2．    用SignalP程序，预测蛋白质（P02754、AAM91227）是否存在信号肽，若存在，具体区段在哪？

3．    用Tmpred程序，预测蛋白质（AAM91227）的最可能跨膜区段。

4．    用interproscan程序，预测蛋白质（AAM91227）是否存在NAD(P)结合区域，若存在，该区段在哪？

5．    用SOPMA程序，预测蛋白质（AAM91227）的二级结构，其中α螺旋(Alpha helix)占该蛋白质序列全长的多大比例?

6．    简述你用Swiss-PdbViewer软件展示蛋白（AAM91227）结构的方法；将上述interproscan软件预测的蛋白质（AAM91227）与NAD(P)结合区域，在蛋白质结构中用不同颜色标注出；向实验指导老师现场展示该蛋白与NAD+分子结合的图形；

7．    用Interproscan程序，预测蛋白质（AAM91227）的功能分类（用GO号表示）；其biological process分类项在GO数据库中的父分类项有哪些（用GO号表示）？

8．    基于KEGG数据库，对蛋白质（AAM91227）进行BLAST搜索（http://www.genome.jp/tools/blast/ ），该酶的酶分类号，定位于哪些pathway中?