磷酸化位點的預測分析

磷酸化位點的預

測分析1整理課件

什么是蛋白質磷酸化目錄1

磷酸化的意義2

磷酸化位點的預測方法

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相關數據庫42整理課件1.什么是蛋白質磷酸化常見的蛋白質翻譯后修飾過程有六種,如泛素化,磷酸化,糖基化,酯基化,甲基化和乙?；?其中磷酸化是蛋白質最重要的翻譯后修飾之一，是在一系列蛋白激酶的作用下完成的，在酶和其它重要功能分子活性的發(fā)揮、第二信使傳遞和酶的級聯作用中起到重要的作用。3整理課件1.什么是蛋白質磷酸化指由蛋白質激酶催化的把ATP的磷酸基轉移到底物蛋白質氨基酸殘基〔絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸〕上的過程，或者在信號作用下結合GTP，是生物體內一種普通的調節(jié)方式，在細胞信號轉導的過程中起重要作用。某個信號蛋白磷酸化通常造成下游的蛋白依次發(fā)生磷酸化，形成磷酸化級聯反響。4整理課件1.1.絲氨酸的磷酸化5整理課件1.2.蘇氨酸的磷酸化6整理課件1.3.酪氨酸的磷酸化7整理課件2.磷酸化的意義蛋白質的磷酸化主要集中在肽鏈中的酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基上，這些殘基上具有游離的羥基，且本身不帶電荷，當磷酸化作用后，蛋白質便具有了電荷，從而使結構發(fā)生變化，進一步引起蛋白質活性的變化，這也是蛋白質磷酸化的意義所在。磷酸化修飾是生物體內重要的共價修飾方式之一，與信號轉導、細胞周期、生長發(fā)育以及癌癥機理等諸多生物學問題密切相關。8整理課件2.1.蛋白質磷酸化的功能1)磷酸化參與酶作用機制,在此過程磷酸化為反響性中間產物,如在磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶依賴的磷酸轉移酶系統(tǒng)的組氨酸蛋白激酶;2)磷酸化介導蛋白活性,蛋白分子通過蛋白激酶發(fā)生磷酸化,如蛋白激酶A(絲氨酸和蘇氨酸殘基)或不同的受體酪氨酸激酶(酪氨酸殘基);3)天冬氨酸、谷氨酸和組氨酸的磷酸化在細菌趨化反響的感覺性傳導中發(fā)生解離。9整理課件3.磷酸化位點的預測方法

試驗檢測計算生物學技術10整理課件3.1.試驗檢測

Edman降解法MALDI-TOF-MS與磷酸酯酶處理相結合源后裂解基于MALDI-TOF-MS的其他分析方法前體離子掃描中性喪失掃描逐級改變取樣錐電勢31P檢測電子捕獲解離11整理課件3.1.1.MALDI-TOF-MS與磷酸酯酶處理相結合磷酸酯酶處理后,磷酸化的肽會喪失磷酸基團而產生特定質量數的變化,MALDI-TOF-MS通過檢測這種質量數的變化而確定磷酸化位點。Larsen等設計了一種可以直接在樣品靶上進行肽混合物磷脂酶處理的方法,并評價這種方法能準確鑒定磷酸化位點,且在凝膠的帶上或點上應至少有1pmol蛋白質存在。12整理課件3.2.1.磷酸化位點預測系統(tǒng)NetPhosK[BPG04][HSR04][BGB99](://cbs.dtu.dk/services/NetPhosK/)；PredPhospho[KLO04](://ngri.re.kr/proteo/PredPhospho.htm)；DISPHOS[IRB04](:///DISPHOS)；GPS[ZXC04](://973-/gps/gps_web/)；KinasePhos[HLT05](://.tw/)。13整理課件現有預測磷酸化位點系統(tǒng)所采用的方法系統(tǒng)名稱方法提取的特征NetPhosK神經網絡修飾位點鄰近氨基酸序列特征及激酶種類PredPhosphoSVM修飾位點鄰近氨基酸序列特征及激酶種類DISPHOS基于對數回歸的線性分類器修飾位點鄰近氨基酸序列特征，蛋白質disorder預測結果特征，二級結構預測結果特征，理化性質特征，激酶種類GPS基于馬爾科夫聚類算法修飾位點鄰近氨基酸序列相似度矩陣BLOSUM,激酶種類KinasePhosHMM模型修飾位點鄰近氨基酸序列特征及激酶種類3.2.2.預測系統(tǒng)所采用的方法14整理課件3.2.1.主要的機器學習算法人工神經網絡(ArtificialNeuralNetwork,ANN)；支持向量機(SupportVectorMachine,SVM)；隱馬爾可夫模型(HiddenMarkovModel,HMM)；對數比回歸模型(logisticregressionmodels)；位置特異得分矩陣(position-specificscoringmatrix,PSSM)；信息熵(Information-Entropy)；貝葉斯決策理論(Bayesiandecisiontheory,BDT)；加權投票(weightedvoting)。15整理課件3.3.蛋白質磷酸化位點分析的困難蛋白質磷酸化在體內是一種不穩(wěn)定的動態(tài)過程;

磷酸化蛋白質在細胞內豐度較低;磷酸化蛋白質的磷酸基團很容易在別離過程中喪失,且因其負電性而難于質子化。16整理課件4.相關數據庫

1.Phosphosite(:///)[HCK04]；2.PhosphoBase(://cbs.dtu.dk/databases/PhosphoBase/)[KBB99]；3.PhosphorylationSiteDatabase(:///xpd/xpd.htm)[WKK04]。17整理課件4.1.Phosphosite

Phosphosite是由CST(CellSignalingTechnology)開發(fā)的一個生物信息數據庫。整合了所有人類和老鼠體內磷酸化蛋白修飾位點信息，這些信息包括修飾位點發(fā)布的參考文獻、以修飾位點為中心的多肽序列、定位于哪些的domains和motif、研究這些位點所需的抗體來源、以及一些相關鏈接。用戶可以根據磷酸化蛋白質名稱、Swiss-Prot庫中蛋白質ID、磷酸化修飾氨基酸殘基的名稱和在蛋白質序列中的位置、提交者姓名、CST編號、domains或motif、氨基酸序列來查詢磷酸化蛋白質。18整理課件4.2.PhosphoBasePhosphoBase是磷酸化位點預測算法普遍采用的磷酸化蛋白質數據庫。它整理的所有磷酸化蛋白質修飾位點信息都是經過生物實驗驗證過的，并且囊括了脊椎動物、昆蟲、植物、細菌等多個物種及人工合成的發(fā)生磷酸化修飾的蛋白?？梢酝ㄟ^蛋白質名稱、激酶、結合motif進行查詢。19整理課件4.3.PhosphorylationSiteDatabasePhosphorylationSiteDatabase數據庫存放了原核生物的磷酸化蛋白質。信息包含發(fā)布鑒定磷酸化蛋白質位點信息的參考文獻以及磷酸化蛋白質的相關信息鏈接，如PubMed，GenBank,SWISS-PROT和PIR?？梢酝ㄟ^物種種類、strain、蛋白質名稱、編碼基因名稱、修飾位點周圍肽序列、PhosphorylationSiteDatabase編號來查詢感興趣的磷酸化蛋白質。20整理課件4.4.

SWISS-PROTSWISS-PROT數據庫也是一個較常用磷酸化蛋白質數據來源。它是由EMBL核苷酸序列庫