TIN SINH HỌC P56

Tin sinh học
DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC PROTEIN
HVTH: NGUYỄN THỊ PHƯƠNG TRANG
LỚP: CH SHTN K14
KHÁI QUÁT
- Dự đoán cấu trúc protein là 1 ứng dụng quan trọng của tin sinh học.
- Trình tự amino acid mang những thông tin quan trọng của protein.
- Protein chỉ có chức năng vốn có khi nó cuộn gấp thành hình dạng chính xác.
- Tính chất của protein do các amino acid quy định.
- Trong thực nghiệm, người ta xác định cấu trúc protein bằng tia X, tinh thể học và cộng hưởng từ hạt nhân. Đây là xác định cấu trúc và mô hình hóa các thông số về cấu trúc có độ phân giải cao.
-
- Hiện nay cấu trúc không gian protein được xác định khoảng 35000 trình tự, ít hơn con số 264000 trình tự trong CSDL UniProt/TrEMBL.
Một số phương pháp dự đoán cấu trúc protein bằng máy tính đang phát triển.
Các phương pháp dự đoán cấu trúc protein được chia làm 3 dạng:
1. Kỹ thuật mô phỏng tính tương đồng
2. Kỹ thuật “xâu kim thành chuỗi”
3. Kỹ thuật dự đoán cấu trúc ngay từ đầu
KỸ THUẬT MÔ PHỎNG TÍNH TƯƠNG ĐỒNG
Kỹ thuật này được dùng để dự đoán cấu trúc của một protein khi đã biết cấu trúc của một protein khác tương đồng với nó.
Đây là cách dự đoán cấu trúc protein đáng tin cậy nhất.
Ví dụ: Hb ở người và Hb ở các cây họ đậu (leghemoglobin) khá tương đồng với nhau. Mặc dù trình tự axit amin khác nhau nhưng cấu trúc của chúng trên thực tế lại đồng nhất cho thấy rằng chúng hầu như có cùng 1 chức năng.
KỸ THUẬT “XÂU KIM THÀNH CHUỖI”
Tạo thành trình tự amino acid của cấu trúc protein không điển hình, sau đó đánh giá các mô phỏng này để xác định các đoạn amino acid chưa biết hoạt động như thế nào trong mỗi cấu trúc khuôn mẫu.
Tất cả các kĩ thuật này đưa ra những mô hình tương đối chính xác trong ít hơn nửa các trường hợp mà chúng được ứng dụng.
Chúng đã từng được sử dụng thành công để khám phá những tính tương đồng xa mà không thể được khám phá ra bởi sự sắp xếp của trình tự chuẩn ban đầu.
KỸ THUẬT DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC NGAY TỪ ĐẦU
Tập trung chủ yếu vào xây dựng cấu trúc protein mà không hề có bất kì 1 thông tin cho trước.
Một dự án khoa học thông tin cơ bản cho dự đoán cấu trúc protein vừa được phát triển thành các thư viện riêng của những đoạn cấu trúc ngắn.
DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC THỨ CẤP
Là xây dựng mô hình cấu trúc protêin dựa vào sự sắp xếp và liên kết của các axit amin.
Phương pháp dự đoán cấu trúc đầu tiên là vào những năm 1970 là 1 trình tự đơn.
Phương há Chou-Fasman dùng các quy luật bắt nguồn từ dữ liệu hóa lý về amino acid để dự đoán cấu trúc thứ cấp.
Thuật toán GOR và những người nối tiếp sau đó dùng thông tin về tần số với bất kì các phần dư nào trong những cấu trúc xoắn, các nếp gấp và những dạng cuộn vòng trong các phân tử protein của cấu trúc đã biết để dự đoán các cấu trúc đó.
Cả 2 phương pháp hiện vẫn đang được sử dụng, thường là trên nhiều công cụ hỗ trợ như SDSC Biology Workbench.
CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN TRÌNH TỰ ĐƠN
Các phương pháp hiện đại cho việc dự đoán cấu trúc thứ cấp khai thác thông tin từ sự sắp xếp nhiều trình tự, hoặc nhiều sự phối hợp của các dự đoán từ nhiều phương pháp, hoặc cả 2.
Các phương pháp này đòi hỏi độ chính xác khoảng 70 – 77%. Nhiều chương trình này có thể dùng trên Web. Chúng đưa vào 1 trình tự giống như là nạp dữ liệu, thực hiện một vài thủ tục lên đó, rồi cho ra 1 sự dự đoán, thường bằng email.
Những thuật toán dự đoán đòi hỏi tính toán nhiều và lưu trữ để chạy trong 1 hàng.
DỰ ĐOÁN TRÌNH TỰ SẮP XẾP CẤU TRÚC THỨ CẤP
SAU ĐÂY LÀ CÁC CÔNG CỤ ĐƯỢC SỬ DỤNG
PHD
PSIPRED
JPRED
PREDICTPROTEIN
PSA
CẢM ƠN SỰ THEO DÕI CỦA THẦY VÀ CÁC BẠN