Proteinové databáze.

Prezentace na téma: "Proteinové databáze."— Transkript prezentace:

1 Proteinové databáze

2 Osnova Základní stavební jednotky proteinů
Hierarchie proteinové struktury Stanovení proteinové struktury Důležitost proteinové struktury Proteinové strukturní databáze Proteinové klasifikační databáze Strukturní soubory Vizualizace proteinových struktur Strukturní databáze

3 Základní stavební jednotky
Strukturní databáze

4 Hierarchie proteinové struktury
Primární struktura Sekundární struktura Terciární struktura Kvartérní struktura Strukturní databáze

5 Hierarchie proteinové struktury
Primární struktura Lineární sekvence aminokyselinových zbytků MSLGAKPFGEKKFIEIKGRRMAYIDEGTGDPILFQHGNPTSSYLWRNIMPHCAGLG RLIACDLIGMGDSDKLDPSGPERYAYAEHRDYLDALWEALDLGDRVVLVVHDWGS ALGFDWARRHRERVQGIAYMEAIAMPIEWADFPEQDRDLFQAFRSQAGEELVLQD NVFVEQVLPGLILRPLSEAEMAAYREPFLAAGEARRPTLSWPRQIPIAGTPADVVAIA RDYAGWLSESPIPKLFINAEPGALTTGRMRDFCRTWPNQTEITVAGAHFIQEDSPD EIGAAIAAFVRRLRPA Strukturní databáze

6 Hierarchie proteinové struktury
Sekundární struktura Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce Strukturní databáze

7 Hierarchie proteinové struktury
Sekundární struktura Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce a-helix Strukturní databáze

8 Hierarchie proteinové struktury
Sekundární struktura Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce b-řetězec Strukturní databáze

9 Hierarchie proteinové struktury
Terciární struktura Globální prostorové uspořádání polypeptidového řetězce Strukturní databáze

10 Hierarchie proteinové struktury
Kvartérní struktura Aglomerát několika polypeptidových řetězců Strukturní databáze

11 European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France
Určení proteinové struktury European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France Strukturní databáze

12 600 MHz Ultrashield NMR Spetrometer
Určení proteinové struktury 600 MHz Ultrashield NMR Spetrometer Strukturní databáze

13 FEI Tecnai T12 Cryotransmission Electron Microscope
Určení proteinové struktury FEI Tecnai T12 Cryotransmission Electron Microscope Strukturní databáze

14 Určení proteinové struktury
Proteinová krystalografie Atomární rozlišení Bez omezení velikosti molekul (virových částic) Nutnost přípravy proteinových krystalů Strukturní databáze

15 Určení proteinové struktury
Proteinová krystalografie Atomární rozlišení Bez omezení velikosti molekul (virových částic) Nutnost přípravy proteinových krystalů Nukleární magnetická rezonance Atomární rozlišení Omezení velikostí molekul (40 kDa) Vzorek proteinu v roztoku = dynamika Strukturní databáze

16 Určení proteinové struktury
Proteinová krystalografie Atomární rozlišení Bez omezení velikosti molekul (virových částic) Nutnost přípravy proteinových krystalů Nukleární magnetická rezonance Atomární rozlišení Omezení velikostí molekul (40 kDa) Vzorek proteinu v roztoku = dynamika Kryoelektronová mikroskopie Subatomární rozlišení Strukturní databáze

17 Důležitost proteinové struktury
MSLGAKPFGEKKFIEIKGRRMAYIDEGTGDPILFQHGNPTSSYLWRNIMPHCAGLGRLIACDLIGMGDSDKLDPSGPERYAYAEHRDYLDALWEALDLGDRVVLVVHDWGSALGFDWARRHRERVQGIAYMEAIAMPIEWADFPEQDRDLFQAFRSQAGEELVLQD We thus have the paradigm: ƒ DNA sequence determines protein sequence ƒ Protein sequence determines protein structure ƒ Protein structure determines protein function Most of the organized activity of bioinformatics has been focused on the analysis of the data related to these processes. funkce Strukturní databáze

18 Důležitost proteinové struktury
Strukturní databáze

19 Proteinové strukturní databáze
RCSB PDB – Protein Data Bank Světový depositář struktur biomakromolekul Strukturní databáze

20 Proteinové strukturní databáze
RCSB PDB – Protein Data Bank Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (RCSB) Služba pro odesílání struktur, prohlížení a vyhledávání dat Sumární informace a struktura Jedinečný identifikační kód PDB-ID (1EDE) Interaktivní vizualizace Hledání strukturních sousedů Reference a hyperlinky do dalších databází Strukturní databáze

21 Proteinové strukturní databáze
PDBsum Přehled a analýza proteinových struktur Strukturní databáze

22 Proteinové strukturní databáze
PDBsum Souhrnné informace Sekundární struktury Katalytické a vázající aminokyselinové zbytky Ligandy Dutiny Protein-proteinové interakce Konzervovanost aminokyselinových zbytků Reference a hyperlinky do dalších databází Strukturní databáze

23 Proteinové klasifikační databáze
Identifikace a kvantifikace strukturních podobností Strukturní podobnost souvisí s evolucí a implikuje funkci všechny alfa všechny beta alfa/beta alfa+beta Strukturní databáze

24 Proteinové klasifikační databáze
SCOP – Structural Classification of Proteins Založena na manuálním srovnání struktur expertem (A. Murzin) Strukturní databáze

25 Proteinové klasifikační databáze
CATH – Class, Architecture, Topology, Homology Založena na kombinaci automatického strukturního přiložení programem SSAP a manuálního srovnání, E.C. kódování Strukturní databáze

26 Proteinové klasifikační databáze
classification scheme may be different in different databases Strukturní databáze

27 Strukturní soubory PDB formát Široce používaný Snadno čitelný
Identifikátory struktury Literární reference Experimentální podmínky XYZ koordináty struktury Strukturní databáze

28 Strukturní soubory PDB formát Strukturní databáze

29 Strukturní soubory mmCIF formát
Snadno analyzovatelný počítačovými programy Strukturní databáze

30 backbone with secondary structure
Vizualizace proteinových struktur backbone with secondary structure all atoms surface Strukturní databáze

31 Vizualizace proteinových struktur
PyMOL RasMol Swiss-PdbViewer Chimera Jmol Cn3D WebMol VMD Proteopedia Strukturní databáze

32 Vizualizace proteinových struktur
Strukturní databáze

33 Reference Claverie, J-M., & Notredame, C. (2006). Bioinformatics For Dummies (2nd ed.). Wiley Publishing, Hoboken, p. 436. Xiong, J. (2006). Essential Bioinformatics. Cambridge University Press, New York, p. 352. BioVisions na Harvardově univerzitě: RCSB PDB: PDBsum: SCOP: CATH: PyMOL: ProteoPedia: Strukturní databáze