蛋白质注释及功能分析

蛋白质注释及功能分析

利用基因本体GO (gene ontology )或者其它的功能注释系统（工具）来分析蛋白质的功能。然后提供蛋白质功能注释的统计分布情况。（如表1和图1 所示）该分析结果可以给出差异表达蛋白质总体的功能分布，从而使研究人员整体上把握疾病与分子功能之间的相关性。

Table 1 Protein functional distribution in XXX

Figure 1 Protein functional distribution in XXX

以下，引用一些已在文章上发表的关于蛋白质功能分析方面例子：

An outline of the functional classification of differentially expressed proteins.A, functional distribution of all 160 identities in different categories. (Dai S et al. Mol Cell Proteomics 2007;6:207-230)

Distribution of our differentially expressed protein species with isoforms by function (A) and those identified from mature rice pollen grains (14) (B).(Dai S et al. Mol Cell Proteomics 2007;6:207-230)

GO analysis of the identified proteins and phosphoproteins. The identified rice proteins, rice phosphoproteins, Arabidopsis proteins, and Arabidopsis phosphoproteins are represented by blue, red, green, and purple bars, respectively. A,Cellular localization. B, Molecular function. C, Biological process.（Hirofumi Nakagami et.al. Plant Physiol. Vol. 153, 2010）

附件信息：(如下图所示)

在附件文件中，提供每个蛋白质不同层次的GO功能注释；以及各个层次GO功能所对应的蛋白质分布。

蛋白质相互作用网络构建及分析

（一） 蛋白质相互作用构建及可视化

蛋白质相互作用网络可视化展示，图中的网络节点可以编辑，直观地展示蛋白质间的相互作用情况，挑选重要蛋白。

（A）

（B）

Figure 2 Visualization of PPI Network in XXX

Supporting Evidence for the Protein Interactions:

IPI_A IPI_B ProName_A ProName_B Score PPI_Database Interolog Interacting_Domain GO_Coannotation Genome_Context Network_Topology IPI00003865IPI00012535HSPA8DNAJA1429446186.8V V V V V V IPI00292026IPI00386448CEBPD RELA1320.0X X V V X X IPI00032179IPI00300407SERPINC1SDC2 1.7e-001X X X X X X IPI00291578IPI00642461PRPSAP1PRPS2 1.0X X X X X X IPI00010320IPI00011857CBX1CHAF1B219.0V X X V X V IPI00020071IPI00215922NPM1NR2E3152.9X X V X X X IPI00000144IPI00218158OXT ESR2 5.9e-001X X X X X X IPI00299399IPI00465084S100B DES454.2V X V V X V IPI00184584IPI00414264PSEN2SRI152.9X X V X X X IPI00010320IPI00031519CBX1DNMT1420911.2V X V V X V IPI00017292IPI00020070CTNNB1AR249.5X X V V X X IPI00006451IPI00336017NSF ARRB1 5.9e-001X X X X X X IPI00006451IPI00031583NSF VDP719.7V X X V X V IPI00005040IPI00395811ACADM DAZL 2.0e-001V X X X X X

说明：除了给出蛋白质相互作用的可信度打分，还提供蛋白质相互作用在公共数据库中的信息、相互作用结构域、基因本体共注释等。

Statistics

Evidence Interactions

Submitted HighConf

LR>2.0

PPI_Database Interolog Interacting_Domain GO_Coannotation

#interaction1496177

附件信息：

在附件信息中详细标出每对蛋白质的相互作用可信度评分，这对蛋白质相互作用的相关数据库参考信息，相互作用结构域等等。

（二） 蛋白质相互作用网络深入分析（包括拓扑性质、相互作用结构域、重要节点以及网络模块化等）。

下图展示了蛋白质相互作用网络模块以及模块间的crosstalk节点，这些节点相当于不同生物网络之间通讯的重要“关塞”，可以直观地显现其在药物靶标挖掘方面的潜力。

Figure 3 Pathway crosstalks and functional moduls

蛋白质翻译总结

氨基酸的活化a.起始信号（AUG-甲硫氨酸密码子）和缬氨酸（GUG）极少出现i.真核生物起始氨基酸—甲硫氨酸，原核生物-甲酰甲硫氨酸 ii.SD序列：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保 守片段，与16srRNA3’端反向互补。功能将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。 1)原核生物的SD序列：原核mRNA起始密码子上一段可与核糖体结合的序列。30s小亚基首先与 翻译因子IF-1（与30s结合）和IF-3（稳定小亚基，帮助其与mRNA结合位点的识别）结合，通过SD序列与mRNA模板相结合。 iii.真核生物依赖于结合5'帽，核糖体小亚基沿mRNA5'端帽子结构扫描到RBS iv.在IF2起始因子和GTP的帮助下，fMet-tRNA进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA密码子配对。 v.小亚基复合物与50s大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子vi.翻译的起始 b.后续氨基酸与核糖体的集合：第二个氨酰-tRNA与EF-Tu.GTP形成复合物，进入核糖体的A位，水解产生GDP并在EF-Ts的作用下释放GDP并使EF-Tu结合另一分子GTP形成新的循环。i.肽键的生成：AA-tRNA占据A位，fMet-tRNA占据P位，在肽基转移酶的催化下，A位上的AA-tRNA转移到P位，P位上的起始tRNA转移至E位，与fMet-tRNA上的氨基酸生产肽键。起始RNA随后离开。 ii.移位：核糖体通过EF-G介导的GTP水解所提供的能量向mRNA模板3'末端移动一个密码子，二 肽基-tRNA完全进入P位点 iii.肽链的延申 c.当终止密码子UAA,UAG，UGA出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA能与其结合，而释放因子能识别密码子并与之结合，水解P位上的多肽链与tRNA之间的二酯键，然后新生的肽链释放，核糖体大小亚基解体 i.肽链的终止 d.N端fMet或Met的切除i.二硫键的形成ii.特定氨基酸的修饰iii.新生肽段非功能片段的切除iv.蛋白质前体的加工 e.无义突变：DNA序列中任何导致编码氨基酸的三联密码子突变转变为终止密码子 UAA,UGA,UAG中的突变，使得蛋白质合成提前终止，合成无功能或无意义的多肽。1)错义突变：由于结构基因中某种核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种密码。2)同工tRNA：识别携带相同氨基酸的tRNA i.校正tRNA： ii.tRNA种类 f.蛋白质的生物合成 1.翻译 2019年6月19日 19:50

蛋白质结构与功能的关系94592

蛋白质结构与功能的关系 （The relationship between protein structure and function） 摘要蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强！现而今关于蛋白质功能研究还有待发展，一门新兴学科正在发展，血清蛋白组学，生物信息学等！本文仅就蛋白质结构与其功能关系进行粗略阐述。 关键词：蛋白质结构；折叠/功能关系；蛋白质构象紊乱症；分子伴侣 Keywords：protein structure；fold／function relationship；protein conformational disorder；molecular chaperons 虽然蛋白质结构与生物功能的关系比序列与功能的关系更加紧密，但结构与功能的这种关联亦若隐若现，并不能排除折叠差别悬殊的蛋白质执行相似的功能，折叠相似的蛋白质执行差别悬殊功能的现象的存在。无奈，该领域仍不得不将100多年前Fisher提出的“锁一钥匙”模型(“lock—key”model)和50多年前Koshand提出的诱导契合模型(induce fitmodel)作为蛋白质实现功能的理论基础。这2个略显粗糙的模型只是认为蛋白质执行功能的部位局限在结构中的一个或几个小区域内，此类区域通常是蛋白质表面上的凹洞或裂隙。这种凹洞或裂隙被称为“活性部位(active site)”或“别构部位（fallosteric site）”，凹陷部位与配体分子在空间形状和静电上互补。此外，在酶的活性部位中还存在着几个作为催化基团(catalyticgroup)的氨基酸残基。对蛋白质未来的研究应从实验基本数据的归纳和统计入手，从原始的水平上发现蛋白质的潜藏机制【1】。 蛋白质结构与功能关系的研究主要是以力求刻画蛋白质的3D结构的几何学为基础的。蛋白质结构既非规则的几何形，又非完全的无规线团(randomcoil)，而是有序(α一螺旋和β一折叠)与无序(线团或环域loop)的混合体。理解蛋白质3D结构的技巧是将结构简化，只保留某种几何特征或拓扑模式，并将其数字化。探求数字中所蕴含的规律，且根据这一规律将蛋白质进行分类，再将分类的结构与蛋白质的功能进行比较，以检验蛋白质抽象结构的合理性。如果一种对蛋白质结构的简化、比较和分类能与蛋自质的功能有较好地对应关系，那么这就是一种对蛋白质结构的有价值的理解。蛋白质结构中，多种弱力(氢键、范德华力、静电相互作用、疏水相互作用、堆积力等)和可逆的二硫键使多肽链折叠成特定的构象。从某种意义上说，共价键维系了蛋白质的一级结构；主链上的氢键维系了蛋白质的二级结构；而氨基酸侧链的相互作用和二硫桥维系着蛋白质的三级结构。亚基(subunit)内部的侧链相互作用是构象稳定的基础，蛋白质链之间的侧链的相互作用是亚基组装(四级结构)的基础，而蛋白质中侧链与配体基团问的相互作用是蛋白质行使功能的基础。 牛胰核糖核酸酶(RNase)变性和复性的实验是蛋白质结构与功能关系的很好例证。蛋白质空间结构遭到破坏；，可导致蛋白质的理比性质和生物学性质的变化，这就是蛋白质变性。变性的蛋白质，只要其一级结构仍然完好，可在一定条件下恢复其空间结构，随之理化性质和生物学性质也可重现，这被称为复性。RNase是由124个氨基酸残基组成的一条肽链，分子中8个半胱氨酸的巯基构成4对二硫键，进而形成具有一定空间构象的活性蛋白质。天然RNase遇尿素和β巯基乙醇时发生变性，其分子中的氢键和4个二硫键解开，严密的空间结构遭破坏，丧失了生物学活性，但一级结构完整无损。若去除尿素和β巯基乙醇，RNase又可恢复其原有构象和生物学活性。RNase分子中的8个巯基若随机排列成二硫键可有105种方式。有活性的RNase只是其中的一种，复性时之所以选择了自

蛋白质结构与功能的关系

蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。 一级结构是蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。 蛋白质的二级结构是指多肽链的主链骨架本身在空间上有规律的折叠和盘绕，它是由氨基酸残基非侧链基团之间的氢键决定的。常见的二级结构有α螺旋、三股螺旋、β折叠、β转角、β凸起和无规卷曲。α螺旋中肽链骨架围绕一个轴以螺旋的方式伸展，它可能是极性的、疏水的或两亲的。β折叠是肽链的一种相当伸展的结构，有平行和反平行两种。如果β股交替出现极性残基和非极性残基，那么就可以形成两亲的β折叠。β转角指伸展的肽链形成180°的U形回折结构而改变了肽链的方向。β凸起是由于β折叠股中额外插入一个氨基酸残基而形成的，它也能改变多肽链的走向。无规卷曲是在蛋白质分子中的一些极不规则的二级结构的总称。无规卷曲无固定走向，有时以环的形式存在，但不是任意变动的。从结构的稳定性上看，右手α螺旋＞β折叠＞ U型回折＞无规卷曲，但在功能上，酶与蛋白质的活性中心通常由无规卷曲充当，α右手螺旋和β折叠一般只起支持作用。 蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键以及二硫键维系的完整的三维结构。三级结构通常由模体和结构域组成。稳定三级结构的化学键包括氢键、疏水键、离子键、范德华力、金属配位键和二硫键。模体可用在一级结构上，特指具有特殊生化功能的序列模体，也可被用于功能模体或结构模体，相当于超二级结构。结构模体是结构域的组分，基本形式有αα、βαβ和βββ等。常见的模体包括：左手超螺旋、右手超螺旋、卷曲螺旋、螺旋束、α螺旋-环-α螺旋、Rossmann卷曲和希腊钥匙模体。结构域是在一个蛋白质分子内的相对独立的球状结构和/或功能模块，由若干个结构模体组成的相对独立的球形结构单位，它们通常是独自折叠形成的，与蛋白质的功能直接相关。一个结构域通常由一段连续的氨基酸序列组成。根据其占优势的二级结构元件的类型，结构域可分为五大类：α结构域、β结构域、α/β结构域、α+β 结构域、交联结构域。以上每一类结构域的二级结构元件可能有不同的组织方式，每一种组织就是一种结构模体。这些结构域都有疏水的核心，疏水核心是结构域稳定所必需的。 具有两条和两条以上多肽链的寡聚蛋白质或多聚蛋白质才会有四级结构。组成寡聚蛋白质或多聚蛋白质的每一个亚基都有自己的三级结构。蛋白质的四级结构内容包括亚基的种类、数目、空间排布以及亚基之间的相互作用。驱动四级结构形成或稳定四级结构的作用力包括

蛋白质序列分析

蛋白质序列、性质、功能和结构分析 基于网络的蛋白质序列检索与核酸类似，从NCBI或利用SRS系统从EMBL 检索。 1、疏水性分析 ExPASy的ProtScale程序（https://www.sodocs.net/doc/519916149.html,/cgi-bin/protscale.pl）可用来计算蛋白质的疏水性图谱。输入的数据可为蛋白质序列或SWISS-PROT数据库的序列接受号。也可用BioEdit、DNAMAN等软件进行分析。 2、跨膜区分析 蛋白质跨膜区域分析的网络资源有： TMPRED：https://www.sodocs.net/doc/519916149.html,/software/TMPRED_form.html PHDhtm: http:www.embl-heidelberg.de/Services/sander/predictprotein/predictpro tein.html MEMSAT: ftp://https://www.sodocs.net/doc/519916149.html, 3、前导肽和蛋白质定位 一般认为，蛋白质定位的信息存在于该蛋白自身结构中，并且通过与膜上特殊受体的相互作用得以表达。这就是信号肽假说的基础。这一假说认为，穿膜蛋白质是由mRNA编码的。在起始密码子后，有一段疏水性氨基酸序列的RNA片段，这个氨基酸序列就称为信号序列（signal sequence）。 蛋白质序列的信号肽分析可联网到http://genome.cbs.dtu.dk /services/SignalP/或其二版网址 http://genome.cbs.dtu.dk/services/SignalP-2.0/。该服务器也提供利用 e-mail进行批量蛋白质序列信号肽分析的方案 （http://genome.cbs.dtu.dk/services /SignalP/mailserver.html），e-mail 地址为signalp@ genome.cbs.dtu.dk。 蛋白质序列中含有的信号肽序列将有助于它们向细胞内特定区域的移动，如前导肽和面向特定细胞器的靶向肽。在线粒体蛋白质的跨膜运输过程中，通过线粒体膜的蛋白质在转运之前大多数以前体形式存在，它由成熟蛋白质和N端延伸出的一段前导肽或引肽（leader peptide）共同组成。迄今有40多种线粒体蛋白质前导肽的一级结构被阐明，它们约含有20~80个氨基酸残基，当前体蛋白跨膜时，前导肽被一种或两种多肽酶所水解转变成成熟蛋白质，同时失去继续跨膜能力。前导肽一般具有如下性质：①带正电荷的碱性氨基酸（特别是精氨酸）含量较丰富，它们分散于不带电荷的氨基酸序列中间；②缺失带负电荷的酸性

蛋白表达不同检测方式的比较和分析(仅供参照)

蛋白表达不同检测方式的比较和分析 免疫组化法(immunohistochemistry) 原理：免疫组化，是应用免疫学基本原理——抗原抗体反应，即抗原与抗体特异性结合的原理，通过化学反应使标记抗体的显色剂（荧光素、酶、金属离子、同位素）显色来确定组织细胞内抗原（多肽和蛋白质），对其进行定位、定性及定量的研究，称为免疫组织化学技术(immunohistochemistry)或免疫细胞化学技术(immunocytochemistry)。 特点：是融合了免疫学原理（抗原抗体特异性结合）和组织学技术（组织的取材、固定、包埋、切片、脱蜡、水化等），通过化学反应使标记抗体的显色剂(荧光素、酶、金属离子、同位素)显色，来对组织（细胞）内抗原进行定位、定性及定量的研究(主要是定位)。样本是细胞或组织，要在显微镜下观察结果，可能出现膜阳性、质阳性和核阳性。 蛋白免疫印迹( Western Blot) 原理：蛋白质印迹法是将电泳分离后的细胞或组织总蛋白质从凝胶转移到固相支持物NC 膜或PVDF膜上，然后用特异性抗体检测某特定抗原的一种蛋白质检测技术。 特点：先要进行SDS-PAGE，然后将分离开的蛋白质样品用电转仪转移到固相载体上，而后利用抗原-抗体-标记物显色来检测样品，可以用于定性和半定量。 ELISA检测 原理：酶联免疫吸附剂测定法，简称酶联免疫法，或者ELISA法，它的中心就是让抗体与酶复合物结合，然后通过显色来检测。 特点：用到了免疫学原理和化学反应显色，待测的样品多是血清、血浆、尿液、细胞或组织培养上清液，因而没有用到组织包埋、切片等技术，这是与免疫组化的主要区别，操作上开始需要将抗原或抗体结合到固相载体表面，从而使后来形成的抗原-抗体-酶-底物复合物粘附在载体上，这就是“吸附”的含义。 免疫组化和elisa所用到的原理大致相同，只是因为所检测的样品不同，从而在操作方法上有所不同。Elisa多用于定量分析，其灵敏度非常高。

生物化学蛋白质的结构与功能试题及答案

第一章蛋白质的结构与功能 [测试题] 一、名词解释：1．氨基酸 2．肽 3．肽键 4．肽键平面 5．蛋白质一级结构 6．α-螺旋 7．模序 8．次级键 9．结构域 10．亚基 11．协同效应 12．蛋白质等电点 13．蛋白质的变性 14．蛋白质的沉淀 15．电泳 16．透析 17．层析 18．沉降系数 19．双缩脲反应 20．谷胱甘肽 二、填空题 21．在各种蛋白质分子中，含量比较相近的元素是____，测得某蛋白质样品含氮量为15.2克，该样品白质含量应为____克。 22．组成蛋白质的基本单位是____，它们的结构均为____，它们之间靠____键彼此连接而形成的物质称为____。 23．由于氨基酸既含有碱性的氨基和酸性的羧基，可以在酸性溶液中带____电荷，在碱性溶液中带____电荷，因此，氨基酸是____电解质。当所带的正、负电荷相等时，氨基酸成为____离子，此时溶液的pH值称为该氨基酸的____。 24．决定蛋白质的空间构象和生物学功能的是蛋白质的____级结构，该结构是指多肽链中____的排列顺序。25．蛋白质的二级结构是蛋白质分子中某一段肽链的____构象，多肽链的折叠盘绕是以____为基础的，常见的二级结构形式包括____，____，____和____。 26．维持蛋白质二级结构的化学键是____，它们是在肽键平面上的____和____之间形成。 27．稳定蛋白质三级结构的次级键包括____，____，____和____等。 28．构成蛋白质的氨基酸有____种，除____外都有旋光性。其中碱性氨基酸有____，____，____。酸性氨基酸有____，____。 29．电泳法分离蛋白质主要根据在某一pH值条件下，蛋白质所带的净电荷____而达到分离的目的，还和蛋白质的____及____有一定关系。 30．蛋白质在pI时以____离子的形式存在，在pH>pI的溶液中，大部分以____离子形式存在，在pH

蛋白质分析解决方案蛋白质分析解决方案

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目录 关于Advansta 关于Advansta 样品制备 Afyon 电泳与染色 AdvanStain Scarlet Visio 蛋白质转印 FLASHBlot Transfer Buffer AdvanStain Ponceau 检测 WesternBright ECL & Spray WesternBright Quantum WesternBright Sirius WesternBright MCF & MCF-IR ELISABright 其它 WesternBright ChemiPen Afyon TM Afyon SDS-PAGE样品制备试剂盒能够快速高效地浓缩蛋白质样品，去除缓冲液中可能干扰电泳的成分。只需不到10 min，样品即可用于SDS-PAGE或免疫印迹。Afyon的操作手册非常简单，可以作为最常用的蛋白质 电泳样品制备的工具。? 快速去除干扰电泳的缓冲液成分 (GuHCl, urea, Ammonium sulfate, etc)? 不到10 min，蛋白质样品即可上样? 安全，无毒性，无需DMSO ? 比超滤或透析等方法更加快捷 ? 兼容下游的SDS-PAGE和Western Blot 特点 Afyon 与Western Blotting能够很好地兼容。上图所示为两组Western Blotting实验，样本为A431细胞的抽提物。图a检测GAPDH，图b检测SRC，泳道2为A431细胞的抽提物，泳道3为稀释的细胞抽提物，泳道4为将稀释抽提物用Afyon浓缩后的样品。Western Blot采用荧光标记的二抗进行检测。可见，a和b中的泳道3均无信号，泳道2和4均可以检测 到靶蛋白的信号，信号强度用数字标出。 美国Advansta公司成立于2005年，总部位于加利福尼亚州，是专业的生命科学试剂制造商，致力于研发高效易用的蛋白质分析试剂。 Advansta的公司使命是：成为全球领先的蛋白质分析试剂的研发者与制造商。 其研发团队具有相当扎实的化学分析与蛋白质分析的应用背景，公司的旗舰产品之一为Western Blotting实验配套的相关试剂，其中 WesternBright化学发光底物产品线仅2014年一年就有超过200篇的文献引用量，并获得越来越多的全球使用者的青睐，被评为市场上最灵敏的化学发光底物。 订购信息高效样本制备试剂盒 货号描述 规格R-03018-B10Non-reducing protein sample loading buffer (2X) 1 mL K-02101-010Afyon SDS-PAGE Sample Preparation Kit 10 rxns K-02101-025 Afyon SDS-PAGE Sample Preparation kit 25 rxns 12233455677899101010 样品制 备

差异蛋白word版

SELDI蛋白质芯片筛选差异蛋白分子 的二级鉴定

摘要 目的探讨以SELDI蛋白质芯片筛选后的细胞差异表达蛋白的分离和鉴定方法及其意义。方法以经体外培养及10JAM褪黑素药物干预的内皮祖细胞差异表达蛋白质为研究对象，分别采用Tricine—SDS—PAGE和双向凝胶电泳方法进行差异蛋自分离及结果比较，以FTICR—MS二级质谱鉴定。结果经Tricine—SDS—PAGE分离后，选取的分子量为53kDa左右的趋势性的差异表达蛋白进行FTICR—MS分析，质谱鉴定为微管蛋白一a3(吻合度评分为87)。经双向凝胶电泳分离后，于凝胶近酸性端、分子量在72—95kD之间区域，选取蛋白表达量较高的一点，质谱鉴定其为人热休克蛋白90一Q(吻合度评分为91)。结论在本文结果中，Tricine —SDS—PAGE对于大致35—70kDa范围的蛋白分离较清晰、重复性好，且样品用量少。2-DE 对最低上样量有较严格要求，但它能提供分子量、等电点双重参数来更准确定位所感兴趣蛋自点，且对较大分子量蛋白的分离效果更佳。电喷雾傅立叶变换离子回旋共振高分辨质谱分辨率高且质量稳定性较好。 关键词：SELDI；Tricine—SDS—PAGE；双向凝胶电泳；质谱 SELDI蛋白质芯片技术，即表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱(surface—enhanced laser desorption／ionization—time of flight—massspectromet巧)，是蛋白质组学研究中的一项新兴技术，在识别特定蛋白质表达物、蛋自质差异分析、测定血清中小分子物质含量方面提供了新的思路与方法。该技术已经逐渐应用与临床，目前已见其应用于传染病、肿瘤等疾病诊断筛选的临床报道【1,2】。本课题组前文‘3，41研究建立了SELDI蛋白质芯片技术检测体外培养细胞蛋白质差异表达方法，发现与传统方法比较，SELDI技术对于5kDa 以下的低分子量差异蛋白和低丰度的差异蛋白质的检出效果较佳，而且该技术具有高通量、上样量低和灵敏度高等优势。但经SELDI技术检出的差异蛋自质仅具有分子量特征，需进一步进行分离和准确鉴定。本研究在前文基础上进一步以内皮祖细胞(endothelial progenitor cells，EPCs)细胞培养及褪黑素药物干预为研究对象，探讨以SELDI蛋白质芯片筛选后的细胞差异表达蛋白的进一步分离和鉴定方法及其意义。 1.1研究对象 采用10μM褪黑素作用于培养至第7天并经免疫组化鉴定人脐血来源的EPCs，37℃、5％CO2条件下培养24小时后，经细胞裂解提取的细胞总蛋自(样品于一80。C贮存)，分别采用Tricine—SDS—PAG双向凝胶电泳方法进行分离蛋自及结果比较，采用二级质谱鉴定。 2方法 2.1差异蛋白质电泳方法选择 2.1.1 Tricine—SDS—PAGE分离蛋白 (1)溶液的配制：Tricine—SDS—PAGE的凝胶由不同分子组成的丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺混合液聚合而成。其中浓缩胶由3C丙烯酰胺储存液配成4％的丙烯酰胺溶液聚合而成，夹层胶由3C丙烯酰胺储存液配成10％的丙烯酰胺溶液聚合而成，致密胶由5C丙烯酰胺储存液或6C丙烯酰胺储存液配成16．5％的丙烯酰胺溶液(添加或不添加36．5％尿素)聚合而成。凝胶配方如下表。

蛋白质结构分析原理及工具-文献综述

蛋白质结构分析原理及工具 （南京农业大学生命科学学院生命基地111班） 摘要：本文主要从相似性检测、一级结构、二级结构、三维结构、跨膜域等方面从原理到方法再到工具，系统地介绍了蛋白质结构分析的常用方法。文章侧重于工具的列举，并没有对原理和方法做详细的介绍。文章还列举了蛋白质分析中常用的数据库。 关键词：蛋白质；结构预测；跨膜域；保守结构域 1 蛋白质相似性检测 蛋白质数据库。由一个物种分化而来的不同序列倾向于有相似的结构和功能。物种分化后形成的同源序列称直系同源，它们通常具有相似的功能；由基因复制而来的序列称为旁系同源，它们通常有不同的功能[1]。因此，推测全新蛋白质功能的第一步是将它的序列与进化上相关的已知结构和功能的蛋白质序列比较。表一列出了常用的蛋白质序列数据库和它们的特点。 表一常用蛋白质数据库 网址可能有更新 氨基酸替代模型。进化过程中，一种氨基酸残基会有向另一种氨基酸残基变化的倾向。氨基酸替代模型可用来估计氨基酸替换的速率。目前常用的替代模型有Point Accepted Mutation (PAM)矩阵、BLOck SUbstitution Matrix (BLOSUM)矩阵[2]、JTT模型[3]。 序列相似性搜索工具。序列相似性搜索又分为成对序列相似性搜索和多序列相似性搜索。成对序列相似性搜索通过搜索序列数据库从而找到与查询序列相似的序列。分为局部联配和全局联配。常用的局部联配工具有BLAST和SSEARCH，它们使用了Smith-Waterman 算法。全局联配工具有FASTA和GGSEARCH，基于Needleman-Wunsch算法。多序列相似性搜索常用于构建系统发育树，这里不阐述。表二列举了常用的成对序列相似性比对搜索工具

针刺抗哮喘差异表达蛋白的生物信息学分析

文章编号:1005-0957(2014)09-0875-04 ·综 述· 针刺抗哮喘差异表达蛋白的生物信息学分析 冉君1,尹磊淼2,王宇2,徐玉东2,刘艳艳2,杨永清1 (1.上海中医药大学,上海 201203;2.上海市针灸经络研究所,上海 200030) 【摘要】 目的 对针刺抗哮喘差异表达蛋白的生物学功能和分子网络进行分析,探讨生物信息学方法在针灸研究中的应用和思路。方法 利用分类系统(PANTHER)、信号通路交互作用数据库(Pathway Interaction Database,PID)、分子网络作用软件(Ingenuity Pathway Analysis,IPA)分别对针刺抗哮喘差异表达蛋白进行分子生物功能注释、信号通路、蛋白相互作用和分子调控网络分析。结果 多个针刺抗哮喘差异表达蛋白与免疫系统功能密切相关,涉及了RhoA信号通路、Toll样受体信号通路、嗜酸性粒细胞Ccr3信号通路、T细胞IL-2R beta活化通路等生物通路,通过调控下游细胞因子,影响CD4分子的功能,发挥免疫调节作用。结论 通过对针刺抗哮喘差异表达蛋白的生物信息学分析获得了针刺抗哮喘作用免疫相关分子通路和调控靶点,为进一步研究针刺抗哮喘的免疫相关分子机制奠定基础。 【关键词】 针刺;哮喘;差异表达蛋白;生物信息学 【中图分类号】 R2-03 【文献标志码】 A DOI:10.13460/j.issn.1005-0957.2014.09.0875 Bioinformatic Analysis of Differentially Expressed Proteins in Anti-asthma Acupuncture RAN Jun1, YIN Lei-miao2, WANG Yu2, XU Yu-dong2, LIU Yan-yan2, YANG Yong-qing1. 1.Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 201203,China; 2. Shanghai Research Institute of Acupuncture and Meridian,Shanghai 200030,China [Abstract] Objective To analyze the biological functions and molecular networks of differentially expressed proteins in anti-asthma acupuncture and explore the application of bioinformatic methods to and ideas for acupuncture research. Methods PANTHER classification system, Pathway Interaction Database (PID) and Ingenuity Pathway Analysis (IPA) software were used for molecular biological function annotation of differentially expressed proteins in anti-asthma acupuncture and analyses of signaling pathways, protein-protein interactions and molecular regulatory networks. Results Several differentially expressed proteins in anti-asthma acupuncture were closely related to immune system function and involved in biological pathways including RhoA signaling pathway, Toll-like receptor signaling pathway, eosinophils Ccr3 signaling pathway and T cell IL-2R beta activation pathway. They produced an immunoregulatory effect by modulating downstream cytokines and influencing CD4 molecule function). Conclusion Immune-related molecular pathways and regulation targets involved in the anti-asthma effect of acupuncture are obtained by bioinformatic analysis of differentially expressed proteins in anti-asthma acupuncture, which provides a basis for further research on the immune-related molecular mechanisms of acupuncture treatment for asthma. [Key words] Acupuncture; Asthma; Differentially expressed protein; Bioinformatics 支气管哮喘是世界范围内严重影响人类身心健康的呼吸道慢性变态反应性疾病,全球约有3亿人罹患哮喘,我国大约有3 000万哮喘患者,其发病率和死亡率在世界范围内呈逐年增高趋势[1-2]。针灸在防治哮喘的过程中发挥了积极作用[3-5],我们采用河南中医学院邵经明教授60余年经验总结的“三穴五针”方法治疗哮喘[6],取得了良好的临床疗效。临床和动物实验研究均证实针刺治疗具有免疫调节作用。本课题组前期开展了针刺抗哮喘差异蛋白质组学研究,鉴定了针刺抗哮喘血清和肺组织中的差异表达蛋白[7-8]。本次研究采用生物信息学分析方法,利用PANTHER、PID、IPA 等在线分析工具对这些针刺抗哮喘差异表达蛋白进行生物功能和分子网络作用分析,为进一步研究针刺抗哮喘分子机制和调节靶点提供科学依据。 1 资料与方法 1.1 针刺抗哮喘差异表达蛋白 针刺抗哮喘差异表达蛋白来自课题组前期通过蛋白质组学技术鉴定的针刺治疗哮喘特异性差异表达蛋白[7-8],见表1。 1.2 生物信息学分析方法 1.2.1 GO(基因本体)分子生物功能注释 在线分类系统PANTHER(http://www.pantherdb. org/)采用基因本体分类方法,可以从分子功能、生物学过程、生物通路3方面对蛋白质、基因及转录物进行分类。该研究主要是通过PANTHER分析针刺抗哮喘差异表达蛋白所涉及的生物学过程。

以多种蛋白为例阐述蛋白质结构与功能的关系

举例说明蛋白质结构和功能的关系 答： 1.蛋白质的一级结构与功能的关系 蛋白质的一级机构指：肽链中氨基酸残基（包括二硫键的位置）的排列顺序。一级结构是蛋白质空间机构的基础，包含分子所有的信息，且决定蛋白质高级结构与功能。 ①一级结构的变异与分子病 蛋白质一级结构是空间结构的基础，与蛋白质的功能密切相关，一级机构的改变，往往引起蛋白质功能的改变。 例如：镰刀形细胞贫血病 镰刀形细胞贫血病的血红蛋白（HbS）与正常人的血红蛋白（HbA）相比，发现，两种血红蛋白的差异仅仅来源于一个肽段的位置发生了变化，这个差异肽段是位于β链N端的一个八肽。在这个八肽中，β链N端第6位氨基酸发生了置换，HbA中的带电荷的谷氨酸残基在HbS中被置换成了非极性缬氨酸残基，即蛋白质的一级机构发生了变化。 ②序列的同源性 不同生物中执行相同或相似功能的蛋白质称为同源蛋白质，同源蛋白质的一级机构具有相似性，称为序列的同源性。最为典型的例子， 例如：细胞色素C（Cyt c） Cyt c是古老的蛋白质，是线粒体电子传递链中的组分，存在于从细菌到人的所有需氧生物中。通过比较Cyt c的序列可以反映不同种属生物的进化关系。亲缘越近的物种，Cyt c中氨基酸残基的差异越小。如人与黑猩猩的Cyt c完全一致，人与绵羊的Cyt c有10个残基不同，与植物之间相差更多。蛋白质的进化反映了生物的进化。 2.蛋白质空间结构与功能的关系 天然状态下，蛋白质的多肽链紧密折叠形成蛋白质特定的空间结构，称为蛋白质的天然构象或三维构象。三维构象与蛋白质的功能密切相关。 ①一级结构与高级结构的关系： 一级结构决定高级机构，当特定构象存在时，蛋白质表现出生物功能；当特定构象被破坏时，即使一级构象没有发生改变，蛋白质的生物学活性丧失。例如：牛胰核糖核苷酸酶A（RNase A）的变性与复性 当RNase A处于天然构象是，具有催化活性； 当RNase A处于去折叠状态时，二硫键被还原不具有催化活性；当RNase A恢复天然构象时，二硫键重新形成，活性恢复。 ②变构效应 变构效应：是寡聚蛋白质分子中亚基之间存在相互作用，这种相互作用通过亚基构象的改变来实现。蛋白质在执行功能是时，构象发生一定变化。 例如：肌红蛋白、血红蛋白与氧的结合 两种蛋白质有很多相同之处，结构相似表现出相似功能。这两钟蛋白质都含有血红素 辅基，都能与氧进行可逆结合，因此存在着氧合与脱氧的两种结构形式。但是肌红蛋白几乎在任何氧分压情况下都保持对氧分子的高亲和性。血红蛋白则不同，在氧分压较高时，血红蛋白几乎被氧完全饱和；而在氧分压较低时，血红蛋白与氧的亲和力降低，释放出携带的氧并转移给肌红蛋白。

蛋白质的结构和功能的关系

蛋白质结构与功能的关系 摘要：蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强！现而今关于蛋白质功能研究还有待发展，一门新兴学科正在发展，血清蛋白组学，生物信息学等！本文仅就蛋白质结构与其功能关系进行粗略阐述。 关键词：蛋白质分子一级结构、空间结构、折叠/功能关系、蛋白质构象紊乱症；分子伴侣正文： 1、蛋白质分子一级结构和功能的关系 蛋白质分子中关键活性部位氨基酸残基的改变，会影响其生理功能，甚至造成分子病(molecular disease)。例如镰状细胞贫血，就是由于血红蛋白分子中两个β亚基第6位正常的谷氨酸变异成了缬氨酸，从酸性氨基酸换成了中性支链氨基酸，降低了血红蛋白在红细胞中的溶解度，使它在红细胞中随血流至氧分压低的外周毛细血管时，容易凝聚并沉淀析出，从而造成红细胞破裂溶血和运氧功能的低下。 另一方面，在蛋白质结构和功能关系中，一些非关键部位氨基酸残基的改变或缺失，则不会影响蛋白质的生物活性。例如人、猪、牛、羊等哺乳动物胰岛素分子A链中8、9、10位和B链30位的氨基酸残基各不相同，有种族差异，但这并不影响它们都具有降低生物体血糖浓度的共同生理功能。 蛋白质一级结构与功能间的关系十分复杂。不同生物中具有相似生理功能的蛋白质或同一种生物体内具有相似功能的蛋白质，其一级结构往往相似，但也有时可相差很大。如催化DNA 复制的DNA聚合酶，细菌的和小鼠的就相差很大，具有明显的种族差异，可见生命现象十分复杂多样。 2、蛋白质分子空间结构和功能的关系 蛋白质分子空间结构和其性质及生理功能的关系也十分密切。不同的蛋白质，正因为具有不同的空间结构，因此具有不同的理化性质和生理功能。如指甲和毛发中的角蛋白，分子中含有大量的α-螺旋二级结构，因此性质稳定坚韧又富有弹性，这是和角蛋白的保护功能分不开的;而胶原蛋白的三股π螺旋平行再几股拧成缆绳样胶原微纤维结构，使其性质稳定而具有强大的抗张力作用 又如细胞质膜上一些蛋白质是离子通道，就是因为在其多肽链中的一些α-螺旋或β-折叠二级结构中，一侧多由亲水性氨基酸组成，而另一侧却多由疏水性氨基酸组成，因此是具有“两亲性”(amphipathic)的特点，几段α-螺旋或β-折叠的亲水侧之间就构成了离子通道，而其疏水侧，即通过疏水键将离子通道蛋白质固定在细胞质膜上。载脂蛋白也具有两亲性，既能与血浆中脂类结合，又使之溶解在血液中进行脂类的运输。 3、折叠/功能关系 体内各种蛋白质都有特殊的生理功能，这与空间构象有着密切的关系。肌红蛋门和血红蛋白是阐述空间结构与功能关系的典型例子。肌红蛋门(Mb))和血红蛋白(Hb)都是含血红素辅基的结合蛋白质。Mb有一条肽链，经盘曲折折叠形成三级结构，整条肽链由A~H8段α螺旋盘曲折叠成为球状，疏水氨基酸侧链在分子内部，亲水氨基酸侧链在分子外部，形成亲水的球状蛋白，血红素辅基位于Mb分子内部的袋状空穴中。Hb有四条肽链，两条β链也有与Mb 相似的A~H8段α螺旋，有两条α链只有7段α螺旋。Hb与Mb的折叠方式相似，也都能与氧进行可逆的结合。Hb的一个亚基与氧结合后可引起构象变化，是另一个亚基更易于与氧结合，这种带氧的亚基协助不带氧的亚基去结合氧的现象称为协同效应。氧与Hb结合后可

蛋白质的结构与功能(含解析)

课时作业(六) [学业水平层次(A)] 1．(2015·济南高一期末)下列物质分子中，不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是( ) 【解析】构成生物体蛋白质的氨基酸必须是有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，据此，A、B、C三项的物质分子中都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，而D项是连在不同的碳原子上，因此不属于构成生物体蛋白质的氨基酸。 【答案】 D 2．在活细胞中发生的大多数化学反应中，起重要作用的物质是蛋白质，蛋白质在细胞中的存在方式通常有两种状态，一是游离态，二是被膜结构固定起来的结合态，结合态的蛋白质不可能具有的功能是( )

A ．催化作用 B ．运输作用 C ．免疫作用 D ．调节作用 【解析】 蛋白质的功能是：①构成生命体；②催化作用；③运输作用；④调节作用； ⑤免疫作用，而其中起调节作用的蛋白类激素是细胞分泌产物，不是被膜固定起来的蛋白质。 【答案】 D 3．(2015·延安期末)某蛋白质由3条多肽链、n 个氨基酸组成，下列关于该蛋白质说法正确的是( ) A ．形成该蛋白质时产生了n 个水分子 B ．该蛋白质中至少含有n 个肽键 C ．该蛋白质中至少含有3个游离的羧基 D ．合成该蛋白质至少需要20种氨基酸 【解析】 形成该蛋白质时，产生水分子数为n －3，含有n －3个肽键。至少含有的游离的羧基数＝肽链条数＝3。 【答案】 C 4.蛋白质在消化道内的消化过程为：蛋白质――→①多肽――→②氨基酸，则①② 过程中分别破坏了下列什么结构( ) A ．肽键 氨基酸 B ．肽键 肽键 C ．空间结构 肽键 D ．空间结构 氨基酸 【解析】 多肽内氨基酸残基之间通过肽键连接，一条或几条多肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。 【答案】 C 5．有一种二肽，化学式是C 8H 14N 2O 5，水解后得到丙氨酸(R 基为—CH 3)和另一种氨基酸M ，则氨基酸M 的R 基的化学式是( ) A ．—C 5H 9O 4N B ．— C 3H 5NO 2 C ．—C 5H 7O 2 D ．—C 3H 5O 2 【解析】 丙氨酸的化学式为氨基酸共有部分加上R 基，即C 2H 4O 2N 加上CH 3，为C 3H 7O 2N 。氨基酸M 的化学式为二肽加上水减去丙氨酸， 即C 8H 14N 2O 5

蛋白分析

Gi：40644130 allene oxide cyclase 【Niootiana tabacum】 丙二烯氧化环化酶(allene oxide cyclase, AOC) Gi：140083805 cytosolic class II small heatshock protein HSP17.5 【Rosa hybrid cultivar】 Gi：289487897 Lasoorbate peroxidasa 【Bruguiera gymnorhiza】 比如是核糖体16S, 18S，或ITS等DNA序列，一般在Blast n 中搜索，到底是用megablast，discontiguous megablast还是blastn要根据你的序列与数据库序列的相似性，一般首先用blastn，它对相似性要求较低，可发现大量相似序列，如果进一步要求，再选择megablast 等。但是注意blastn搜索数据库对核酸序列相似性要求较高，如果序列保守性不高，比如新的RNA病毒的基因组序列，可能很难得到结果，这时需要用blastp 或Blast x等。 如果是编码蛋白的基因序列，可先将其翻译成蛋白（注意，一条序列理论上有六种编码可能）然后分别去blastp搜索蛋白数据库，当然，你也可直接将其在Blast x中搜索，Blast x会自动将六种编码可能分别翻译后搜索蛋白数据库。 Blastp/PSI-Blast/PHI-BLAST都是蛋白序列与蛋白序列之间的Blast比对。 1，Blastp: 标准的蛋白序列与蛋白序列之间的比对 Standard protein BLAST is designed for protein searches. Blastp用于确定查询的氨基酸序列在蛋白数据库中找到相似的序列。跟其它的Blast程序一样，目的是要找到相似的区域。 2，PSI-BLAST : 敏感度更高的蛋白序列与蛋白序列之间的比对 PSI-BLAST is designed for more sensitive protein-protein similarity searches. Position-Specific Iterated (PSI)-BLAST，是一种更加高灵敏的Blastp程序，对于发现远亲物种的相似蛋白或某个蛋白家族的新成员非常有效。当你使用标准的Blastp比对失败时，或比对的结果仅仅是一些假基因或推测的基因序列时（"hypothetical protein" or "similar to..."），你可以选择PSI-BLAST重新试试。 3，PHI-BLAST : 模式发现迭代BLAST PHI-BLAST can do a restricted protein pattern search. PHI-BLAST, 模式发现迭代BLAST, 用蛋白查询来搜索蛋白数据库的一个程序。仅仅找出那些查询序列中含有的特殊模式的对齐。 PHI的语法详细介绍看这里：https://www.sodocs.net/doc/519916149.html,/blast/html/PHIsyntax.html The syntax for patterns in PHI-BLAST follows the conventions of PROSITE. When using the stand-alone program, it is permissible to have multiple patterns in a file separated by a blank line between patterns. When using the Web-page only one pattern is allowed per query.