實(shí)用生物信息技術(shù)期末考試(一班)

1、實(shí)用生物信息技術(shù)期末考試（一班）北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 2007年7月9日姓名_座位號(hào)PKU07S1_ 得分_1. 斑頭雁血紅蛋白序列、結(jié)構(gòu)、功能、進(jìn)化分析1) 以關(guān)鍵詞“bar-headed goose hemoglobin”（斑頭雁血紅蛋白）檢索NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)，可在PubMed中找到包括該關(guān)鍵詞的論文_篇；最早發(fā)表的一篇PMID為_，發(fā)表于_年_月，主要研究?jī)?nèi)容為_；最近發(fā)表的一篇PMID為_，發(fā)表于_年_月，主要研究?jī)?nèi)容為_ _；北京大學(xué)（Peking University）發(fā)表的關(guān)于斑頭雁晶體結(jié)構(gòu)研究論文_篇。上述所有論文中可全文下載的一篇PMID為_，主要研究?jī)?nèi)容為_2) 以關(guān)鍵詞“b

2、ar-headed goose hemoglobin”檢索NCBI三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，可檢索到相關(guān)結(jié)構(gòu)_個(gè)；其中斑頭雁血紅蛋白_個(gè)，PDB登錄號(hào)為_，灰雁（graylag）血紅蛋白_個(gè)，PDB登錄號(hào)為_3) 以“bar-headed goose hemoglobin”檢索SwissProt序列數(shù)據(jù)庫(kù)，可找到斑頭雁血紅蛋白序列_條，其中斑頭雁血紅蛋白A鏈（HBA_ANSIN）序列登錄號(hào)（Accession）為_，登錄日期為_，序列最近更新日期為_，注釋信息最近更新日期為_；相關(guān)文獻(xiàn)_篇，其中關(guān)于X-射線晶體結(jié)構(gòu)研究_篇，發(fā)表日期為_；該蛋白質(zhì)功能為_，屬_家族；4) UniRef數(shù)據(jù)庫(kù)中和HBA_A

3、NSIN序列相似性高于90的序列共_條。選取斑頭雁（HBA_ANSIN）、灰雁（HBA_ANSAN）、野鴨（Mallard，HBA_ANAPP）、家鴨（Domestic duck，HBA_ANAPL）、水鳧（Widgeon，HBA_ANAPE）和疣鼻天鵝（Mute swan，HBA_CYGOL）6個(gè)物種序列，畫出用MEGA軟件包中最大簡(jiǎn)約法（Maximum Parsimony）構(gòu)建的種系發(fā)生樹；該系統(tǒng)樹表明，與斑頭雁親緣關(guān)系最近的物種為_。5) 從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)中下載斑頭雁氧合血紅蛋白（1A4F）和灰雁氧合血紅蛋白（1FAW）序列，用EMBOSS軟件包中Needle程序進(jìn)行序列比對(duì)，找出兩者差異

4、殘基，將結(jié)果填入下表：Chain / Position a181A4F / 1FAWSer / Gly6) 用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)圖形顯示軟件Swiss-PdbViewer比較斑頭雁氧合血紅蛋白（1A4F）和灰雁氧合血紅蛋白（1FAW）空間結(jié)構(gòu)：(1) 斑頭雁氧合血紅蛋白a亞基有_個(gè)組氨酸殘基，_與血色素環(huán)中央鉄原子共價(jià)結(jié)合，_與血色素環(huán)中央氧原子（OXY150）以氫鍵結(jié)合，鍵長(zhǎng)為_埃；(2) 用結(jié)構(gòu)疊合（Fit）方法將斑頭雁氧合血紅蛋白a1/b1二聚體和灰雁氧合血紅蛋白a1/b1二聚體按a-碳（Ca）疊合，疊合后均方根誤差（Root Mean Square Deviation, RMSD）為_埃；(3

5、) 找出斑頭雁和灰雁血紅蛋白4對(duì)差異殘基，其中_對(duì)處于a1/b1二聚體接合面，a亞基上一對(duì)差異殘基為_(1A4F)_和_(1FAW)；斑頭雁血紅蛋白中，該殘基側(cè)鏈b-碳原子（Cb）周圍4埃內(nèi)b亞基殘基共_個(gè)，分別為_，與該b-碳原子距離小于4埃的原子為_；灰雁氧合血紅蛋白中該殘基側(cè)鏈b、g、d-碳原子（Cb、Cg、Cd）周圍4埃內(nèi)b亞基殘基共_個(gè)，分別為_，距離小于4埃的原子為_7) 根據(jù)上述分析結(jié)果，參閱相關(guān)文獻(xiàn)，簡(jiǎn)述斑頭雁血紅蛋白序列、結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化關(guān)系。2. 癌胚抗原序列結(jié)構(gòu)功能分析1) 查看SwissProt中人癌胚抗原CEAM5_HUMAN序列特征表注釋信息（Features），該

6、蛋白質(zhì)序列全長(zhǎng)_個(gè)殘基，成熟分子包括_個(gè)結(jié)構(gòu)域，其N-端第一個(gè)結(jié)構(gòu)域從_位到_位，共_個(gè)殘基。2) 以CEAM5_HUMAN序列N-端第一個(gè)結(jié)構(gòu)域?yàn)闄z測(cè)序列，搜索蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)PDB，將結(jié)果填入下表：PDBIDDescriptionLengthScoreE-ValueIdentities(%)Positives(%)Gaps(%)4) 根據(jù)上述BLAST搜索，提取四個(gè)癌胚抗原序列，通過行多序列比對(duì)找出保守結(jié)構(gòu)域。用MEGA軟件包中距離矩陣方法（NJ）對(duì)這四個(gè)保守結(jié)構(gòu)域序列構(gòu)建種系發(fā)生樹，畫出所構(gòu)建系統(tǒng)樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。5) 從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)中下載癌胚抗原粘連蛋白1型分子CEACAM1分子N-端結(jié)構(gòu)域

7、2GK2和免疫球蛋白抗體分子高可變結(jié)構(gòu)域1REI：(1) 抗體分子（1REI）單體有_個(gè)半胱氨酸殘基，分別為_和_；其a-碳（Ca）距離_埃；所形成的二硫鍵鍵長(zhǎng)_埃，鍵角約_度。(2) 分別選取2GK2分子中Val21、Trp33、Leu88和1REI分子中2個(gè)半胱氨酸和Trp35三對(duì)殘基，進(jìn)行結(jié)構(gòu)疊合，均方根誤差（RMSD）為_埃。(3) 以2GK2分子Trp33側(cè)鏈吲哚環(huán)為中心，周圍6埃范圍與其一起形成疏水內(nèi)核的殘基為：_ _3. 金屬硫蛋白序列結(jié)構(gòu)功能分析1) 以金屬硫蛋白（Metallothionein）為關(guān)鍵詞，檢索NCBI文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，標(biāo)題中含“Metallothionein”的文獻(xiàn)

8、共_篇，其中綜述_篇，最近5年發(fā)表的_篇，可全文下載的_篇，最近發(fā)表的一篇英文綜述PMID為_，發(fā)表于_年_月，題目為_；北京大學(xué)茹炳根教授課題組發(fā)表論文_篇，最早一篇發(fā)表于_年_月，最近一篇發(fā)表于_年_月。2) 以人金屬硫蛋白（human metallothionein）為關(guān)鍵詞，檢索SwissProt數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中已收錄_條人金屬硫蛋白序列。下載MT1各種亞型序列，進(jìn)行多序列比對(duì)，并用Weblogo序列創(chuàng)建序列圖標(biāo)。(1) 人金屬硫蛋白MT1序列通常為_個(gè)殘基，其中_例外，在_位又一個(gè)插入，插入殘基為_；(2) 人金屬硫蛋白MT1序列中有_個(gè)100%保守的半胱氨酸；保守序列位點(diǎn)CCXC

9、C中X為_殘基；(3) 人金屬硫蛋白MT1序列中有_個(gè)絲氨酸，其中位點(diǎn)_ 100保守；(4) 人金屬硫蛋白MT1序列中有_個(gè)賴氨酸，其中位點(diǎn)_100保守；(5) 人金屬硫蛋白MT1序列中_位至_位序列變異最大，變異殘基多為_;3) 從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)分別下載人金屬硫蛋白a-和b-結(jié)構(gòu)域核磁共振結(jié)構(gòu)1MHU和2MHU：(1) 人金屬硫蛋白b-結(jié)構(gòu)域含_個(gè)半胱氨酸，_個(gè)金屬原子，每個(gè)金屬原子和_個(gè)半胱氨酸螯合；(2) 人金屬硫蛋白a-結(jié)構(gòu)域含_個(gè)半胱氨酸，_個(gè)金屬原子，每個(gè)金屬原子和_個(gè)半胱氨酸螯合；(3) 繪圖表示人金屬硫蛋白b-和a-結(jié)構(gòu)域金屬原子排列方式和距離；4) 從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)下載大鼠金屬硫

10、蛋白晶體結(jié)構(gòu)4MT2：進(jìn)行以下分子模擬：(1) 將人金屬硫蛋白b-結(jié)構(gòu)域2MHU按Ca疊合到4MT2上，RMSD為_埃；將人金屬硫蛋白a-結(jié)構(gòu)域1MHU按Ca疊合到4MT2上，RMSD為_埃；疊合后b-結(jié)構(gòu)C-末端Lys30羧基碳和a-結(jié)構(gòu)N-末端Lys31氨基距離為_埃；大鼠金屬硫蛋白4MT2中Lys30羧基碳和Lys31氨基距離為_埃。(2) 分別保存疊合后2MHU和1MHU坐標(biāo)并合為一個(gè)文件，用Swiss-PDBViewer進(jìn)行能量?jī)?yōu)化，優(yōu)化后Lys30羧基碳和Lys31氨基距離為_埃；所構(gòu)建人金屬硫蛋白與大鼠金屬硫蛋白Ca疊合RMSD為_埃。4. 蜘蛛毒素蛋白序列結(jié)構(gòu)功能分析1) 以虎

11、紋捕鳥蛛（Huwentoxin）為關(guān)鍵詞，檢索NCBI文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，含“Huwentoxin”的文獻(xiàn)共_篇，其中英文文獻(xiàn)_篇，最近5年發(fā)表的_篇，可全文下載的_篇，綜述_篇，作者為_，發(fā)表于_年_月，題目為_；關(guān)于結(jié)構(gòu)的_篇。2) 從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)下載虎紋捕鳥蛛毒素-I（Huwentoxin I）核磁共振結(jié)構(gòu)（1QK6）和美洲商陸抗菌蛋白 (1DKC)序列，提取氨基酸序列，用needle程序進(jìn)行序列比對(duì)，將結(jié)果填入下表：SequenceLengthScoreIdentity (%)Similarity(%)Gap(%)1QK6 / 1DKC3) 用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)圖形顯示軟件Swiss-PdbViewer分析1QK6和1DKC結(jié)構(gòu)：(1) 1QK