麻省理工大学课件:系统生物学中算法和计算技术的基础(2006春季)-蛋白质建模-统计力学
蛋白质(营养学课件)PPT课件
目 录
• 蛋白质的基本概念 • 蛋白质的分类 • 蛋白质的消化与吸收 • 蛋白质的需要量与来源 • 蛋白质与健康 • 蛋白质的生物合成与降解
蛋白质的基本概念
01
蛋白质的组成
蛋白质由氨基酸组成
氨基酸是蛋白质的基本组成单位,通过肽键连接形成长链。
必需氨基酸与非必需氨基酸
05
蛋白质与生长发育
总结词
蛋白质是生长发育的重要物质基础,对儿童和青少年的生长发育至关重要。
详细描述
蛋白质是细胞生长和组织修复的主要原料,对于儿童和青少年的生长发育尤为重要。缺乏蛋白质会导 致发育迟缓、生长停滞,甚至影响智力发育。因此,保证充足的蛋白质摄入对儿童和青少年的健康成 长至关重要。
蛋白质与肌肉形成
必需氨基酸是指人体不能自行合成,必须从食物中摄取的氨基酸; 非必需氨基酸则可以由人体自行合成。
蛋白质的分类
根据其来源和组成,蛋白质可分为动物性蛋白质和植物性蛋白质。
蛋白质的结构
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02
03
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列 顺序,决定了蛋白质的基 本性质。
二级结构
指蛋白质中局部主链的折 叠方式,常见的有α-螺旋、 β-折叠和β-转角等。
03
蛋白质的消化
01
02
03
04
蛋白质的消化始于胃部
在胃中,蛋白质被胃酸和胃蛋 白酶分解为肽和氨基酸
小肠中的胰蛋白酶、糜蛋白酶 和羧基肽酶进一步分解肽,使
其成为更小的肽和氨基酸
这些氨基酸和肽最终被小肠吸 收进入血液
蛋白质的吸收
小肠通过主动转运和被动转运的 方式吸收氨基酸和肽
氨基酸和肽被吸收后进入血液, 随血液循环运送到各个组织器官
蛋白质计算ppt课件.ppt
SH + HS
a
b
SS
+ 2H
a
b
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
例题 7
SS
该蛋白质分子有两条肽链,由m个 氨基酸组成,氨基酸平均相对分子质 量为128。求该蛋白质相对分子质量。
例题 5
组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相 对分子质量为128,一条含有100个肽键的多肽 链的分子量为多少?
(100+1)× 128 - 100 × 18 = 101× 128 - 1800 = 11128
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
nxa-(n-m)x18
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
例:如图是由n个氨基酸组成的某蛋白质的结构图,其中 二硫键“-S-S-”是蛋白质中连接两条肽链的一种化学键。
(-SH+-SH→-S-S-+2H)则下列说法正确的是( B )
例题 1
某蛋白质分子含有4条肽链,共有96个肽键, 则此蛋白质分子中至少含有-COOH和-NH2
的数目分别为( B )
A. 4、 100
B. 4、 4
C. 100、100
D. 96、96
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
《计算生物学讲座》课件
计算生物学与其他学科的联系
计算生物学与生理学、生物化学、遗传学等学科紧密相连,相互促进。
对生命科学的促进作用
作为一种新型的研究思路,计算生物学为生命科学带来新的理论和方法。
结论
1 计算生物学的发展和未来
计算生物学将继续为生命科学的研究和应用 提供重要支持。
2 计算生物学对生命科学的贡献
通过计算方法和分析工具,计算生物学在生 命科学领域取得了重要的科学发现。
计算生物学常用的工具和方法
BLA ST:序列比对
基于计算技术对生物学序列进行比对和相似性搜索, 常用于分析基因和蛋白质序列。
H M M :隐马尔可夫模型
一种统计模型,用于分析和预测生物序列中的隐含度高
生物学数据膨胀迅速,对计算和存储能力提出了巨大的挑战。
计算生物学讲座PPT课件
计算生物学是一门研究生命科学问题的交叉学科,运用计算机科学和数学方 法来解决生物学中的复杂和庞大的数据分析和模拟问题。
什么是计算生物学
定义
计算生物学是运用计算机科学和数学方法解决 生命科学问题的交叉学科。
发展历史
计算生物学起源于20世纪70年代,随着计算技 术的发展和生物学数据的大量积累而得到迅猛 发展。
2 数据整合和共享的困难
不同实验室和数据库中的数据格式和标准不一致,造成了数据整合和共享上的困难。
计算生物学的未来
多学科交叉
计算生物学将与其他学科如人工智能、数据科学等 相结合,促进生命科学的发展。
大数据时代的挑战和机遇
计生物学将充分利用大数据分析技术,探索生物信 息中的更深层次。
计算生物学与生命科学之间的关系
计算生物学的应用
1
蛋白质结构预测和设计
2
蛋白质生物合成PPT课件演示教学.ppt
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离; 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近; 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ; 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
(a)起始复合物的装配过程;(b)rRNA识别mRNA的核糖体结合位点,保证翻译起始在起始密码子处
密码子(codon)
起始密码子和终止密码子:
遗传密码表
遗传密码的特点
1. 方向性(directional)
翻译时遗传密码的阅读方向是5→3,即读码从mRNA的起始密码子AUG开始,按5→3的方向逐一阅读,直至终止密码子。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase),催化氨基酸的活化; 转肽酶(peptidase),催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上,使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构,表现出酯酶的水解活性,使P位上的肽链与tRNA分离; 转位酶(translocase),催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离,使下一个密码子定位于A位。
《蛋白质工程》课件
生物医学
蛋白质工程可用于研究 和治疗疾病,例如设计 和优化抗体、酶和细胞
因子等。
农业与食品工业
蛋白质工程可用于改良 农作物和食品品质,提
高产量和营养价值。
环保与能源领域
蛋白质工程可用于设计 和优化微生物,以实现 废物处理、生物燃料生
产等目标。
CHAPTER 02
蛋白质的结构与功能
蛋白质的一级结构
重要性
功能域和活性位点是理解蛋白质功能的关键,对蛋白质工程和药物 设计具有重要意义。
影响因素
功能域和活性位点的形成受一级结构、二级结构和高级结构的影响 ,同时与蛋白质与其他分子的相互作用有关。
CHAPTER 03
蛋白质工程的遗传操作
基因突变技术
随机突变
01
通过化学诱变、物理诱变等方法在基因序列中引入随机突变,
定义
蛋白质的二级结构是指局部主链的折叠方式,常见的二级结构包括 α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲等。
重要性
二级结构是构成蛋白质三级结构的重要基础,对蛋白质的功能具有 重要影响。
影响因素
二级结构的形成受一级结构的影响,同时与蛋白质所处的环境条件有 关。
蛋白质的高级结构
定义
蛋白质的高级结构是指整条肽链 中不同二级结构的组合方式,包 括蛋白质的构象、亚基聚合方式 以及与其他分子间的相互作用等
通路分析
通过分析蛋白质在生物体内的相互作用网络,揭示其在信号转导、代谢等通路中的作用,为药物研发 和疾病治疗提供靶点。
CHAPTER 05
蛋白质工程的实验技术
蛋白质的分离与纯化
蛋白质的分离与纯化是蛋白质工程实 验技术的关键步骤之一,其目的是将 目标蛋白质从复杂的生物样本中分离 出来,并提高其纯度。
麻省理工计算与系统生物学的优势介绍
麻省理工计算与系统生物学的优势介绍麻省理工计算与系统生物学是一个博士项目,这个专业代表了来自生命科学、物理科学、计算机科学和工程的思想和方法的综合,具有一定的权威性。
具体情况接下来由小编一起来看看吧!希望能帮助到大家。
麻省理工计算与系统生物学的优势介绍1.从资源整合方面来看:麻省理工计算与系统生物学的研究领域代表了来自生命科学、物理科学、计算机科学和工程的思想和方法的综合。
该项目整合了生物学、工程学和计算来解决生物系统中的复杂问题,CSB的博士生有机会与整个研究所的CSBi教职员一起工作。
生物学的最新进展,包括人类基因组计划和探测生物样本的大规模并行方法,为从系统角度理解生物学问题创造了新的机会。
为了提供这一新兴领域的教育,计算和系统生物学(计算与系统生物学)项目整合了麻省理工学院在生物学、工程学、数学和计算机科学方面的世界知名学科。
2.从研究内容来看:麻省理工计算与系统生物学的研究是围绕描述、提炼和设计的“3Ds”组织的。
在许多研究项目中,系统的数据收集被用来创建一个系统在一个或多个定义的状态下的详细的分子或细胞水平的描述。
考虑到生物系统的复杂性以及相互作用的组件和参数的数量,系统建模通常以提取必要的或最重要的子系统、组件和参数为目标,并以获得简化的模型为目标,该模型保留了在各种条件下准确预测系统行为的能力。
3.从师资来看:麻省理工计算与系统生物学研究所的70多名教师参与了麻省理工学院的计算和系统生物学计划(计算与系统生物学i)。
这些研究人员几乎跨越了理学院和工程学院的所有部门,为计算与系统生物学的学生提供了在各种不同的实验室进行论文研究的机会。
除此之外,学生也可以在不同专业领域的教师的共同指导下安排合作论文项目。
4.从申请来看:麻省理工计算与系统生物学项目是一个研究所范围的项目,由生物、生物工程、电子工程和计算机科学系联合开发。
该课程非常强调基础材料,以鼓励学生成为未来工具和技术的创造者,而不仅仅是当前方法的实践者。
蛋白质 ppt课件
蛋白质缺乏症
蛋白质缺乏症是指由 于蛋白质摄入不足或 吸收障碍导致的营养 缺乏病。
在儿童中,蛋白质缺 乏症还可能导致生长 发育迟缓、智力发育 不良等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
症状包括体重减轻、 肌肉萎缩、贫血、免 疫力下降等。
蛋白质过量的危害
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虽然蛋白质是人体必需的营养 素,但摄入过多也会对健康造
成负面影响。
蛋白质的分类
根据结构
可分为简单蛋白质和结合蛋白质。
根据功能
可分为酶、激素、抗体、载体、血红蛋白等。
蛋白质的结构与功能
结构
蛋白质的结构可分为一级、二级、三级和四级结构。一级结构是指蛋白质中氨基酸的排列顺序;二级 结构是指蛋白质中局部主链的构象;三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置;四级 结构是指蛋白质分子中各个亚基的空间排布及相互作用。
蛋白质 PPT 课件
目录
CONTENTS
• 蛋白质简介 • 蛋白质的合成与分解 • 蛋白质与疾病 • 蛋白质在生物体内的应用 • 蛋白质研究的前沿与展望
01 蛋白质简介
定义与组成
定义
蛋白质是由氨基酸组成的大分子 有机化合物,是构成细胞和组织 的主要物质之一。
组成
蛋白质由20种不同的氨基酸通过 肽键连接而成,其分子量通常在 10,000道尔顿以上。
高蛋白饮食可能导致肾脏负担 加重,引发肾脏疾病。
过量的蛋白质在体内代谢过程 中会产生大量的氨和尿素,增 加肝脏负担,并可能导致肝病
。
此外,高蛋白饮食还可能引发 肥胖、心血管疾病等健康问题
。
04 蛋白质在生物体内的应用
蛋白质在食品工业中的应用
蛋白质作为食品添加剂
(生物信息学课件) 生物信息学的计算机、统计学及数学基础-最新课件
隐藏层
输
输
入
出
层
层
反向传播神经网络结构示意
6、专家系统
专家系统(Expert System)是一种基于知识 的智能系统,它将领域专家的经验用一定的知 识表示方法表示出来,并放入知识库中,供推 理机使用
知识库是专家系统的第一重要组成部分,知识 库中的知识通常分为两类:
机器学习
机器学习是模拟人类的学习过程,以计算机为工具 获取知识、积累经验
1、遗传算法采用随机搜索方法,具有自适应能力和便于 并行计算
2、神经网络的理论是基于人脑的结构,其目的是揭示一 个系统是如何向环境学习的,这一种方法被称为联接主义。
模式识别
模式识别是机器学习的一个主要任务。模式是对感 兴趣客体定量的或者结构的描述,而模式识别就是 利用计算机对客体进行鉴别,将相同或者相似的客 体归入同种类别中
一类领域的事实性知识或广泛公用的知识 另一类是启发性知识,是该领域专家在长期研究和
实践过程中积累起来的经验总结
知识获取方式大致上可以分为两种:
一种是由知识工程师向领域专家询问有关知识,经 过整理编辑后将知识转换成计算机表示形式,送入 知识库
另一种是针对大量数据进行机器学习,分析、总结 和抽取出有用的新知识,这是更高层次的知识获取 方式。
(生物信息学课件)第9 讲生物信息学的计算
机、统计学及数学基 础
一、所用的方法和技术汇总
1、数学统计方法 2、动态规划方法 3、机器学习与模式识别技术 4、数据库技术及数据挖掘 5、人工神经网络技术 6、专家系统 7、分子模型化技术 8、量子力学和分子力学计算 9、生物分子的计算机模拟 10、因特网(Internet)技术
《蛋白质技术》课件
ABCD
蛋白质免疫学鉴定
利用抗体与抗原的特异性结合,对蛋白质进行定 性和定量分析的技术。
蛋白质结晶学技术
通过蛋白质结晶和晶体衍射技术,解析蛋白质三 维结构的技术。
蛋白质纯化与鉴定的实例
血红蛋白的纯化与鉴定
利用凝胶过滤色谱法和亲和色谱法纯 化血红蛋白,通过质谱分析和免疫学 鉴定技术确定其一级结构和分子量。
《蛋白质技术》ppt课件
CONTENTS
目录
• 蛋白质技术概述 • 蛋白质的提取与分离 • 蛋白质的纯化与鉴定 • 蛋白质的修饰与改造 • 蛋白质技术的未来展望
CHAPTER
01
蛋白质技术概述
蛋白质的定义与功能
总结词
蛋白质是生物体内重要的生物大分子,具有多种生物学功能,如催化反应、细胞信号转导、免疫防御 等。
挑战
蛋白质结构的复杂性、蛋白质功能的多样性和蛋白质相互作用的动态性等,给 蛋白质技术的研究和应用带来了巨大挑战。
机遇
随着科技的不断进步,蛋白质技术的研究和应用领域也在不断拓展,为解决人 类面临的健康、环境、能源等问题提供了新的机遇。
蛋白质技术的创新与发展趋势
创新
蛋白质技术的创新主要表现在蛋白质设计和改造、蛋白质相互作用研究、蛋白质 组学和蛋白质芯片等领域。
蛋白质修饰与改造的实例
酶的改造
通过化学修饰和基因工程技术改 造酶,提高其催化效率和稳定性
。
抗体药物的改造
通过基因工程技术改造抗体,提高 其亲和力、特异性和药代动力学性 质。
细胞因子的改造
通过基因工程技术改造细胞因子, 以降低其毒副作用和提高治疗效果 。
CHAPTER
05
蛋白质技术的未来展望
蛋白质技术的挑战与机遇
蛋白质ppt
子质
盘曲、 折叠
蛋白质
氨基酸数目成百上千 氨基酸排列次序变化多端
结 构 多
功 能 多
样样
肽链空间结构千差万别
性
性
20
1,根据下图回答问题
(1)图中A表示_氨__基____, D表示__羧__基_。 (2)该化合物是由__3__ 个氨基酸分子失去__2__水 分子而形成的,这种反应 叫做_脱__水__缩__合_。
(D )
A.细胞和生物体重要的结构物质 B.收缩、运输、免疫等活动的物质基础 C.调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质 D.生命活动的主要体现者
6、蛋白质和多肽的主要区别是在于蛋白质( B )
A.含有的氨基酸更多
B.空间结构更复杂
C.相对分子质量更大
D.能水解成多种氨基酸
23
7、下列关于蛋白质的叙述中,正确的是( A)
A、-CO-NH-
B、-NH-CO-
OH ‖∣ C、-C-N-
D、以上都对
10、如下图所示的氨基酸中,不属于构成蛋白
质的氨基酸的是( B )
25
11、已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128,现有一
蛋白质分子由两条多肽链组成,共有肽键98个,此蛋白
质的相对分子质量最接近于( C )
A、12800 B、12544
c、n个氨基酸经脱水缩合形成m条多肽链时, 需脱去__n_-_m___个水,形成__n__-m___个肽键。
d、由100个氨基酸构成的一条多肽链中,
至少有__1__个氨基,_1___个羧基。
13
与蛋白质有关的计算: 1、有关肽键、氨基、羧基、原子数的计算
由m个氨基酸,n条肽链组成的蛋白质分子,至少
64500
生物物理学课件讲义——第01讲+蛋白质结构基础
40
嗜热菌蛋白酶与人碳酸酐酶的结构图
41
研究蛋白质三级结构的方法
X射线晶体衍射(X-ray crystallography) 多维核磁共振( multi-dimensional NMR) 三维电子显微镜技术(3-dimensiional EM) 扫描探针显微术( Scanning Probe Microscopy ,SPM)
Tertiary Structure (三级结构) Quaternary Structure (四级结构)
2
3
Primary Structure (一级结构)
4
Side chain
Backbone
Peptide bond
5
Peptide torsion angles (扭转角)
phi (F), psi (Y), and omega (W)
26
Prediction of secondary structure (预测)
(a). Homology. If sequence >25-30%, structure similarity (b). Statistical. Chou & Fasman (1978). (c). Stereochemical Schiffer and Edmundson (1967)
37
Tuberculosis (肺结核) RNA Polymerase active site Hinge region (铰链区)
38
Protein Tertiary Structure (蛋白的三级结构)