课外练习6 - 蛋白质结构分析

• 1. PyMol软件基本操作
• 1) 从https://pymol.org/网站下载并安装PyMOL-2.5.7-Windows-x86_64.exe（http://abc.gao-lab.org/pm.exe）。
• 2) 从蛋白质结构数据库Protein Data Bank（PDB）下载海白菜Crambin种子储存蛋白1CRN三维空间结构，保存到本地MyPDB文件夹， 文件名为1CRN.pdb。
• 3) 打开PyMol软件，在下拉菜单文件File中导入1CRN.pdb
• 4) 参阅屏幕右下方控制面板提示信息，熟悉旋转、移动、缩放和复原等基本操作，显示。
• 5) 熟悉控制面板主要功能。A: Action; S: Show; H: Hide; L: Label; C: Color. 注意Show和Show as的区别。
• 6) 熟悉以下显示模式的含义和用途：Lines, Sticks, Ribbon; Carton, Dots; Spheres, Surface。
• 2. 胰岛素结构分析
• 1) 从蛋白质结构数据库PDB下载猪胰岛素X-衍射晶体结构（4INS），查看其注释信息。
• 2) 胰岛素由几个亚基组成，每个亚基有几条多肽链，每条多肽链由哪些二级结构单元组成。
• 3) 每条多肽链有几对链内二硫键，多肽链之间由几对二硫键连接。
• 4) 哪个氨基酸与锌原子结合，如何结合。
• 3. 肌红蛋白结构分析
• 1) 从蛋白质结构数据库PDB下载抹香鲸（Sperm Whale）肌红蛋白X-衍射晶体结构（1MBO），查看其注释信息。
• 2) 肌红蛋白由几股alpha螺旋组成。
• 3) 与血色素卟啉环中央铁原子配位健结合的是哪个组氨酸，该组氨酸位于第几股alpha螺旋。
• 4) 与血色素携带的氧分子通过氢键连接的是哪个组氨酸，该组氨酸位于第几股alpha螺旋。
• 4. 免疫球蛋白结构分析
• 1) 从蛋白质结构数据库PDB下载小鼠免疫球蛋白X-衍射晶体结构（1IGT），查看其注释信息。
• 2) 免疫球蛋白由几个亚基组成，每个亚基各有几个结构域。
• 3) 找出可变结构域和恒定结构域。可变结构域由几个beta折叠组成，恒定结构域由几个beta折叠组成。
• 4) 两条重链之间由几对二硫键连接，重链和轻链之间由几对二硫键连接。
• 5) 每个结构域内部的二硫键和色氨酸如何形成疏水内核。
• 6) 说明多糖分子对维持结构稳定性的作用。
• 5. 绿色荧光蛋白结构分析
• 1) 从蛋白质结构数据库PDB下载水母（Jellyfish）绿色荧光蛋白(1GFL)X-衍射晶体结构，查看其注释信息。
• 2) 在控制面板中选择A链，保存为单个亚基1GFLa.pdb。
• 3) 打开1GFLa.pdb，用不同颜色显示二级结构beta折叠。
• 4) 找出分子内部发光基团Ser65-Tyr66-Gly67，浏览分子月报并查阅相关文献，说明绿色荧光蛋白发光机理。
• 6. 核小体结构分析
• 1. 从蛋白质结构数据库PDB下载非洲爪蟾核小体（1AOI）X-衍射晶体结构，查看其注释信息。
• 1) 用不同颜色显示组蛋白8个亚基。
• 2) 观察DNA分子碱基配对特点。
• 3) 找出组蛋白分子与DNA相互作用的碱性氨基酸。
• 4) 查阅相关文献，找出起调控作用的赖氨酸。
• 7. 斑头雁和灰雁血红蛋白比较实例
• 1) 从UniProt数据库中提取斑头雁和灰雁血红蛋白alpha亚基序列，进行序列比对，找出差异位点。
• 2) 选择并保存灰雁氧合血红蛋白1FAW中四个亚基中的A链B链两个亚基。
• 3) 用结构叠合方法分析比较灰雁氧合血红蛋白A链B链两个亚基与斑头雁血红蛋白1A4F两个亚基的结构， 计算基于alpha碳叠合后的均方根误差（RMSD）。
• 4) 找出斑头雁血红蛋白A链第119位丙氨酸侧链beta碳原子CB和B链55位亮氨酸侧链末端两个碳原子CD1和CD2，分别测量A119CB和B55CD1、 B55CD2之间的距离。
• 5) 找出灰雁血红蛋白A链第119位脯氨酸侧链gamma碳原子CG和B链55位亮氨酸侧链末端两个碳原子CD1和CD2， 分别测量A119CG和B55CD1、B55CD2之间的距离。
• 6) 根据上述分析结果，参阅相关文献，说明斑头雁和灰雁血红蛋白A119侧链大小和柔性不同，如何影响其构象变化， 从而进一步引起氧气结合能力的变化。
• 7) 利用模拟突变的方法，将灰雁血红蛋白A链第119位脯氨酸突变成丙氨酸，测量突变后的A119CB和B55CD1、B55CD2之间的距离。

参考文献