实用生物信息技术 [英文]

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蛋白质结构预测

1. 基本概念
1) 浏览蛋白质结构分类数据库SCOP和CATH网站,阅读相关文献(刘子楠等,2020),举例说明蛋白质折叠的基本概念。
2) 浏览蛋白质结构预测中心网站CASP,阅读相关文献(刘子楠等,2020; Kryshtafovych et al. 2019;Kuhlman et al., 2019),举例说明蛋白质结构预测的基本概念。
3) 浏览华盛顿大学David Baker蛋白质设计网站(https://www.ipd.uw.edu/),阅读相关文献(Huang et al., 2016; Dou et al., 2018),举例说明蛋白质设计的基本概念。
2. 同源模建
1) 阅读相关文献,说明蛋白质同源模建的基本原理。
2) 阅读王吉龙文章(王吉龙, 2007),以癌胚抗原为例,说明蛋白质同源模建的基本步骤。
3) 阅读癌胚抗原结构预测论文(Bates et al., 1992)和抗菌肽结构预测论文(Liu et al., 2000,说明蛋白质结构预测结果分析及其对实验研究的参考意义。
4) 简述本人研究课题背景,说明能否将蛋白质结构预测用于研究课题。
3. Phyre2结构预测
1) 阅读文献(Kelley et al., 2015),简述Phyre2蛋白质结构预测的基本原理。
2) 以癌胚抗原(CEA21_HUMAN)恒定结构域为例,说明利用Phyre2进行结构预测的基本步骤
3) 以癌胚抗原(CEA21_HUMAN)恒定结构域为例,说明预测结果质量评估包括哪些方面
4) 以癌胚抗原(CEA21_HUMAN)恒定结构域为例,说明预测结果可以为实验研究提供哪些信息。
5. 课题相关蛋白结构预测
1) 简述课题研究背景,包括相关物种中文、英文和拉丁文学名,相关蛋白质在UniProt数据库中登录号,查看该蛋白质的注释信息和相关文献。
2) 该蛋白质结构是否已经测定?若已经测定,选择其中序列覆盖率最高、分辨率最高的一个,查看PDB数据库中注释信息,下载该结构PDB格式文件,用结构分析软件进一步分析。对某个位点进行突变后利用Phyre2进行结构预测,分析预测结构突变位点的构象。
3) 若课题相关蛋白质结构尚未测定,查看该蛋白质的家族和结构域信息,选择不含信号肽的成熟蛋白质全长序列或某个结构域,利用Phyre2进行结构预测。利用Investigator工具,对预测结果进行深入分析,比较不同位点的保守性和突变敏感性。参阅所用模板的相关文献,说明预测结果可为实验研究提供哪些参考信息。
参考文献
1. 刘子楠,黎河山,宋枭禹.蛋白质结构预测综述[J].中国医学物理学杂志, 2020, 37(09): 1203-1207.
2. 王吉龙, 癌胚抗原CEA三维空间结构同源模建. 2007. (hyttp://abc.cbi.pku.edu.cn/reference/wang-jilong-cea.pdf).
3. Bates PA, Luo J, Sternberg MJ. A predicted three-dimensional structure for the carcinoembryonic antigen (CEA). FEBS Lett. 1992 Apr 20; 301(2):207-14.
4. Dou J, Vorobieva AA, Sheffler W, et al. De novo design of a fluorescence-activating β-barrel. Nature. 2018 Sep;561(7724):485-491.
5. Huang PS, Boyken SE, Baker D. The coming of age of de novo protein design. Nature. 2016 Sep 15;537(7620):320-7.
6. Kelley LA, Mezulis S, Yates CM, et al. The Phyre2 web portal for protein modeling, prediction and analysis. Nat Protoc. 2015 Jun;10(6):845-58.
7. Kryshtafovych A, Schwede T, Topf M, et al. Critical assessment of methods of protein structure prediction (CASP)-Round XIII. Proteins. 2019 Dec;87(12):1011-1020.
8. Kuhlman B, Bradley P. Advances in protein structure prediction and design. Nat Rev Mol Cell Biol. 2019 Nov;20(11):681-697.
9. Liu Y, Luo J, Xu C, et al. Purification, characterization, and molecular cloning of the gene of a seed-specific antimicrobial protein from pokeweed. Plant Physiol. 2000 Apr;122(4):1015-24.