PPT-podklad-modra Proteinové databáze PPT-podklad-modra LL_logo_neg_RGB PPT-podklad-modra qZákladní stavební jednotky proteinů qHierarchie proteinové struktury qStanovení proteinové struktury qProteinové strukturní databáze qStrukturní soubory qVizualizace proteinových struktur q § Osnova 2/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra Základní stavební jednotky C:\Dokumenty\VYUKA\Bioinformatics\SCAN\1_2_branden.bmp C:\Dokumenty\VYUKA\Bioinformatics\SCAN\1_1_creighton.bmp 3/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qPrimární struktura qSekundární struktura qTerciární struktura qKvartérní struktura § Hierarchie proteinové struktury 4/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qPrimární struktura §Lineární sekvence aminokyselinových zbytků § MSLGAKPFGEKKFIEIKGRRMAYIDEGTGDPILFQHGNPTSSYLWRNIMPHCAGLG RLIACDLIGMGDSDKLDPSGPERYAYAEHRDYLDALWEALDLGDRVVLVVHDWGS ALGFDWARRHRERVQGIAYMEAIAMPIEWADFPEQDRDLFQAFRSQAGEELVLQD NVFVEQVLPGLILRPLSEAEMAAYREPFLAAGEARRPTLSWPRQIPIAGTPADVVAIA RDYAGWLSESPIPKLFINAEPGALTTGRMRDFCRTWPNQTEITVAGAHFIQEDSPD EIGAAIAAFVRRLRPA Hierarchie proteinové struktury 5/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qSekundární struktura §Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce carb_gray_e.png calm_gray_e.png Hierarchie proteinové struktury 6/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra calm_helix_e.png carb_helix_e.png a-helix qSekundární struktura §Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce Hierarchie proteinové struktury 7/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra calm_sheet_e.png carb_sheet_e.png b-řetězec qSekundární struktura §Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce Hierarchie proteinové struktury 8/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qTerciární struktura §Globální prostorové uspořádání polypeptidového řetězce ss_e Hierarchie proteinové struktury 9/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qKvartérní struktura § Aglomerát několika polypeptidových řetězců 1.png Hierarchie proteinové struktury 10/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra Určení proteinové struktury C:\Dokumenty\VYUKA\Bioinformatics\SCAN\0_0_branden.bmp European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France 11/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra Určení proteinové struktury 600 MHz Ultrashield NMR Spectrometer 12/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra Určení proteinové struktury FEI Tecnai T12 Cryotransmission Electron Microscope 13/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qProteinová krystalografie §Atomární rozlišení §Bez omezení velikosti molekul (virových částic) §Nutnost přípravy proteinových krystalů § § Určení proteinové struktury 14/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qProteinová krystalografie §Atomární rozlišení §Bez omezení velikosti molekul (virových částic) §Nutnost přípravy proteinových krystalů § § Určení proteinové struktury qNukleární magnetická rezonance §Atomární rozlišení §Omezení velikostí molekul (40 kDa) §Vzorek proteinu v roztoku = dynamika § § 15/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qProteinová krystalografie §Atomární rozlišení §Bez omezení velikosti molekul (virových částic) §Nutnost přípravy proteinových krystalů § § Určení proteinové struktury qNukleární magnetická rezonance §Atomární rozlišení §Omezení velikostí molekul (40 kDa) §Vzorek proteinu v roztoku = dynamika § § qKryoelektronová mikroskopie §Subatomární rozlišení § 16/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra MSLGAKPFGEKKFIEIKGRRMAYIDEGTGDPILFQHGNPTSSYLWRNIMPHCAGLGRLIACDLIGMGDSDKLDPSGPERYAYAEHRDYLDALWEALDLG DRVVLVVHDWGSALGFDWARRHRERVQGIAYMEAIAMPIEWADFPEQDRDLFQAFRSQAGEELVLQD carb_gray_e.png funkce Důležitost proteinové struktury 17/33 Strukturní databáze 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. PPT-podklad-modra bio7.png http://multimedia.mcb.harvard.edu/ http://www.youtube.com/watch?v=uHeTQLNFTgU http://www.youtube.com/watch?v=wJyUtbn0O5Y Důležitost proteinové struktury 18/33 Strukturní databáze http://multimedia.mcb.harvard.edu/ PPT-podklad-modra qRCSB PDB – Protein Data Bank §Světový depositář struktur biomakromolekul § § Proteinové strukturní databáze 19/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qRCSB 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 Proteinové strukturní databáze 20/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qPDBsum §Přehled a analýza proteinových struktur § Proteinové strukturní databáze C:\Dokumenty\VYUKA\Bioinformatics\SCAN\pdbsum_secondary.BMP 21/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qPDBsum §Souhrnné informace §Sekundární struktury §Katalytické a vázající aminokyselinové zbytky §Ligandy §Dutiny §Protein-proteinové interakce §Konzervovanost aminokyselinových zbytků §Reference a hyperlinky do dalších databází Proteinové strukturní databáze 22/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra 1iz7_pallyell_yell_e 1oxe_pallyell_yell_b_e ch2-gamma_e hb_cA_e všechny alfa všechny beta alfa+beta alfa/beta qIdentifikace a kvantifikace strukturních podobností §Strukturní podobnost souvisí s evolucí a implikuje funkci Proteinové klasifikační databáze 23/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qSCOP – Structural Classification of Proteins §Založena na manuálním srovnání struktur expertem (A. Murzin) Proteinové klasifikační databáze 24/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qCATH – Class, Architecture, Topology, Homology §Založena na kombinaci automatického strukturního přiložení programem SSAP a manuálního srovnání, E.C. kódování Proteinové klasifikační databáze 25/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qclassification scheme may be different in different databases q q Proteinové klasifikační databáze 26/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qPDB formát §Široce používaný §Snadno čitelný § §Identifikátory struktury §Literární reference §Experimentální podmínky §XYZ koordináty struktury q § § § Strukturní soubory 27/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qPDB formát § § § Strukturní soubory 28/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qmmCIF formát §Snadno analyzovatelný počítačovými programy q § § § Strukturní soubory 29/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra all atoms elemnt_e ss_e surf_e backbone with secondary structure surface Vizualizace proteinových struktur 30/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qPyMOL qRasMol qSwiss-PdbViewer qChimera qJmol qCn3D qWebMol qVMD qProteopedia Vizualizace proteinových struktur 31/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra Vizualizace proteinových struktur 32/33 Strukturní databáze PPT-podklad-modra qClaverie, J-M., & Notredame, C. (2006). Bioinformatics For Dummies (2nd ed.). Wiley Publishing, Hoboken, p. 436. qXiong, J. (2006). Essential Bioinformatics. Cambridge University Press, New York, p. 352. qBioVisions na Harvardově univerzitě: http://multimedia.mcb.harvard.edu/ q qRCSB PDB: http://pdb.rcsb.org/pdb/home/home.do qPDBsum: http://www.ebi.ac.uk/pdbsum/ qSCOP: http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/ qCATH: http://www.cathdb.info/ qPyMOL: http://pymol.sourceforge.net/ qProteoPedia: http://www.proteopedia.org/ q q q Reference 33/33 Strukturní databáze