蛋白质二级结构(secondary structure)
二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构的构象,是多肽链局部的空间结构(构象),主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角等几种形式,它们是构成蛋白质高级结构的基本要素。
α-螺旋(α-helix)是蛋白质中最常见最典型含量最丰富的二级结构元件.在α螺旋中,每 个螺旋周期包含 3.6 个氨基酸残基,残基侧链伸向外侧,同一肽链上的每个残基的酰胺氢原子和位于它后面的第4个残基上的羰基氧原子之间形成氢键。这种氢键大致与螺旋轴平行。一条多肽链呈α-螺旋构象的推动力就是所有肽键上的酰胺氢和羰基氧之间形成的链内氢键。在水环境中,肽键上的酰胺氢和羰基氧既能形成内部(α-螺旋内)的氢键,也能与水分子形成氢键。如果后者发生,多肽链呈现类似变性蛋白质那样的伸展构象。疏水环境对于氢键的形成 没有影响,因此,更可能促进α-螺旋结构的形成。
四种不同的α-螺旋
β-折叠(β-sheet)也是一种重复性的结构,可分为平行式和反平行式两种类型,它们是通过肽链间或肽段间的氢键维系。可以把它们想象为由折叠的条状纸片侧向并排而成,每条纸片可看成是一条肽链, 称为β折叠股或β股(β-strand),肽主链沿纸条形成锯齿状,处于最伸展的构象,氢键主要在股间而不是股内。α-碳原子位于折叠线上,由于其四面体性质,连续的酰氨平面排列成折叠形式。需要注意的是在折叠片上的侧链都垂直于折叠片的平面,并交替的从平面上下二侧伸出。平行折叠片比反平行折叠片更规则且一般是大结构而反平行折叠片可以少到仅由两个β股组成。
在平行(A)和反平行(B)β-折叠片中氢键的排列
反向β-折叠
β-转角(β-turn)是种简单的非重复性结构。在β-转角中第一个残基的C=O与第四个残基的N-H氢键键合形成一个紧密的环,使β-转角成为比较稳定的结构,多处在蛋白质分子的表面,在这里改变多肽链方向的阻力比较小。β-转角的特定构象在一定程度上取决与他的组成氨基酸,某些氨基酸如脯氨酸和甘氨酸经常存在其中,由于甘氨酸缺少侧链(只有一个H),在β-转角中能很好的调整其他残基的空间阻碍,因此使立体化学上最合适的氨基酸;而脯氨酸具有换装结构和固定的角,因此在一定程度上迫使β-转角形成,促使多台自身回折且这些回折有助于反平行β折叠片的形成。
两种主要类型的β-转角
其他二级结构元件还有β-凸起(β-bugle)无规则卷曲(randon coil)等等。
RNase的某些二级结构
蛋白质可分为纤维状蛋白和球状蛋白。纤维状蛋白通常是水不溶性的,在生物体内往往起着结构和支撑的作用;这类蛋白质的多肽链只是沿一维方向折叠, β折叠以反式平行为主且折叠片氢键主要是在不同肽链之间形成。球状蛋白一般都是水溶性的,是生物活性蛋白;它们的结构比起纤维状蛋白来说要复杂得多。α螺旋和β折叠在不同的球状蛋白质中所占的比例是不同的,平行和反平行β折叠几乎同样广泛存在,既可在不同肽链或不同分子之间形成,也可在同一肽链的不同肽段(β股)之间形成。β转角、卷曲结构或环结构也是它们形成复杂结构不可缺少的。
蛋白质二级结构预测图怎么看
BP网或者相关软件,最简单的就是同源分析,找到和此蛋白质序列同源的蛋白质结构,再对比分析
我就问一下图片中的二级结构是怎么样的,我不是生物专业的,所以跟我说软件什么的没有,我这个就是网络服务器上预测得到的。我要的是分析结果,不是方法
好像图里面的箭头表示β折叠,圆柱状筒表示α螺旋,你在咨询一下其他人吧
蛋白质结构软件
从我之前硬盘里存的资料复制到这里:
资料稍有些老了,版本估计都更新了。
不过仍然可以参考。
3. 大分子二维/三维结构绘图软件:
PyMol 0.99,有1.0,可惜要钱了,也没有P-J。蛋白质三维结构查看软件,神奇的就在于它可以编辑小范围内的结构;
DeepViewer 3.7,PDB Viewer的换汤不换药升级版,在预测功能上有所突破,期待新版本的出现令其可与PyMol有的一拼,谁叫PyMol在Windows下开始收钱呢?为了一个PyMol装个Linux似乎还没有这样大的动力;
RNADraw 1.1,RNA和DNA二级结构的分析软件,可以分析做PCR的时候的引物的二聚体,更直观一些;
Accelery Insight II,Linux下的大型三维结构模拟软件,2.1 G!据称是非常强大。为了这个装个Linux似乎还说的过去。
用bioedit怎么 预测蛋白质二级结构
结构预测是有意义的,因为通过实验来确定结构仍然要比通过实验确定序列慢得多。结构预测帮助我们理解蛋白质的功能和作用机制,对合理的药物设计也是很有意义的。
(理论基础) 蛋白质结构在进化中要比蛋白质序列保守得多。蛋白质可以自发地折叠成它们的天然结构,因此蛋白质的折叠在某种程度上就编码在氨基酸序列中。并且寻找蛋白正确结构的过程不能是随机搜索所有的可能性,探究蛋白质如何编码三级结构以及理解该结构如何折叠式个很有科学价值的问题。
结构预测 是指仅依据蛋白序列的信息来预测蛋白质每个原子在三维空间中的相对位置。
(理论基础) 可以是从零开始的,尝试计算并最小化自由能,或得出一个合适的近似最小值的方法
也可以是基于一些已有知识的,尝试使用已知结构数据库中的信息来预测蛋白质结构。
结构预测方法 比较建模法, 折叠识别法, 二级结构预测法, 从头预测法以及跨膜片段预测法
比较建模预测结构过程【掌握大概过程,复习课有讲】 书P161
保守核心残基的定位——可变回环的模型化——侧链的定位和优化——模型的提炼
保守残基和一些侧链的位置可以直接从模板结构信息中推导出,可变回环的建模常利用备件算法,对于侧链的定位也有精密的算法来获得优化包裹的疏水核心。
多序列信息:使用相关序列的多序列比对结果可以揭示某些特定二级结构的保守模式,从而显著地提高了二级结构预测的精确度,使得目前这方面预测的精确度达到了66%左右
二级结构预测:
当某一特定目标序列没有合适的相关模板结构时,可以考虑采用二级结构预测法。与比较建模法不同的是,该方法并不产生一个全原子三级结构模型,而是对每个残基二级结构状态进行预测,即预测该二级结构是否是螺旋、链或延伸以及圈。二级结构预测方法有Chou-Fasman法则和基于信息论的GOR方法
跨膜片段的预测:内在膜蛋白中的跨膜片段可以通过搜索跨越脂质膜的连续疏水残基来进行预测。有些方法还预测 跨膜片段的方向(进—出)或拓扑结构,但是这通常都不太准确。
跨膜片段往往含有较高比例的疏水残基,长度常常在20个残基以上,对应于6-7个跨膜螺旋的螺旋圈。这种相对较长的强烈疏水残基系列在可溶性球蛋自中很少见。这意味着可以基于疏水残基系列来进行预测。 预测工具:TMPred, TMHMM and TopPred 可在ExPASy的站点上找到
高级蛋白质结构预测 折叠识别(线程):致力于检测非常疏远的结构和进化关系,能确定二级结构是如何包裹成三级折叠的 从头预测
预测策略 【详细看看】PPT10 91,92页 书P174
鉴定出该查询序列中的任何特征——采取一个适当的预测方法(首选比较建模,不行就二级结构预测,二级结构预测之后要进行折叠识别)
Step 1: 鉴定出该查询序列中的任何特征。E.g. 潜在跨膜片段; 低组成复杂度; 卷曲螺旋; 已知结构域或序列的整体结构域 (通过Interpro); 其他相关序列和亚序列 (通过PSI-BLAST)。如果蛋白质是多结构域的,而且序列中结构域的位置可以找出,那么分别预测每个结构域将会很有用。
Step 2: 采取一个适当的预测方法。
首选 比较建模方法,如果不成功, 则进行二级结构预测 (可应用到对任何序列的结构预测,但对球蛋白的结构域预测更为精确) ,二级结构预测之后要进行fold recognition ,该方法能确定二级结构是如何包裹成三级折叠的,但是应该谨慎使用这类方法。
1.通过核酸数据库GenBank进行搜索,找到与该序列片段同源性较高的基因和基因组序列,获得这些序列的序列接受号
2. 根据获得的序列接受号,通过使用如Entrez信息查询系统获得这些序列的详细序列信息,从而推测未知序列的相应功能信息
3.利用BioEdit软件对上述未知功能序列进行分析,如mRNA外显子调控区等序列,通过ORF框查看,对上述序列进行新基因发现
4.利用2、3步的相关信息,进一步利用Clustalx软件对已知序列做多序列比对,使用phylip软件构建系统发育树等方法,分析推测该未知序列的蛋白质编码序列和相关蛋白的功能
5.利用BioEdit软件对未知蛋白质序列进行分子质量、氨基酸组成和疏水性等基本性质分析,利用PredictProtein server对未知蛋白质进行二级结构预测,利用比较建模软件swiss-model对未知蛋白进行三维结构预测
6.通过上述结构预测的结果进行推测该未知蛋白的功能
关于蛋白质的二级结构
你看的书是王镜岩的<生物化学>吗?那上面很详细,氢键是在蛋白质的空间2级中起主要作用的作用力,你说”把折叠给抹平了依然可以链接”,那是书本为了读者阅读理解,所以加的图,其化学结构简化了,并没有把详细结构版出造成读者误解,也许有的氢键存在,但是图上没有真实表达,这有可能,建议你买本<基因的分子生物学>,里面带光盘,对于大分子空间结构的理解非常好,它里面有3D的分子结构演示,便于读者全面理解!
是陈增阅的<普通生物学>吧?图代表不了什么,只是增加你理解的,别反而被弄糊涂了,对于科学专业,书上的图上数据不可以作为依据,都是简化的,那些分子结构是经过专业软件编辑的,所以如果原版打印出来比较复杂,大部分给出的图是模型(或者认为设计的),所以看图不可以较真的!只有书上的数据才可以参考的 呵呵
推荐几个模拟构建蛋白质结构的软件
你是说做出一个蛋白质结构模型呢 还是说看蛋白质的空间结构的软件的呢
都说了吧:
由一条序列做出一个蛋白质结构模型最常用的方法是同源模建,软件有modeller(比较专业) swiss-pdb-viewer(本地提交在线预测结构的)
看蛋白质空间结构图的软件有:pymol ,rasmol ,vmd 还有上面这个swiss-pdb-viewer
也可以看。
你有modeller 软件没 可以在XP系统运行 而不是LINUX的
还有希望问一下有没有关于折叠识别方法(Threading)的相关文献没
谢谢
google搜索一下就有了。这里有http://salilab.org/modeller/download_installation.html下载 windows 和linux的都有。文献只能你自己下了。
谁会蛋白质分子的结构与功能分析啊,我这有分子
你用软件分析不就行了吗?或者在线分析,先翻译成氨基酸序列后在几个数据库里面弄一下,亲水疏水性,等电点,二级结构三级结构什么的都会有的。其实就是生物系信息学分析。
蛋白质序列分析及结构预测策略包括哪些步骤
序列分析通常就是指同源性分析、保守位点分析,motif分析和功能预测等,结构预测通常又包括二级结构三级结构甚至四级结构,二级结构目前预测还是比较准确的,三级结构最简单的可以直接将蛋白序列提交swissmodel在线进行预测,也可以采用一些其他软件,如modeller和一些商业软件,主要原理是同源建模,现在也有一些其他方法可以获得结构,但准确性有待提高。
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