磷酸化位点的预测分析
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4.3.Phosphorylation Site Database
Phosphorylation Site Database 数据库存放了原 核生物的磷酸化蛋白质。信息包含发布鉴定磷酸 化蛋白质位点信息的参考文献以及磷酸化蛋白质 的相关信息链接，如Pub Med，Gen Bank, SWISSPROT和PIR。可以通过物种种类、strain、蛋白质 名称、编码基因名称、修饰位点周围肽序列、 Phosphorylation Site Database编号来查询感兴趣的 磷酸化蛋白质。
• 3.Phosphorylation Site Database
(http://vigen.biochem.vt.edu/xpd/xpd.htm) [WKK04]。
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4.1.Phosphosite
Phosphosite是由 CST(Cell Signaling Technology)开发的一个生物信息数据库。整合了 所有人类和老鼠体内磷酸化蛋白修饰位点信息， 这些信息包括修饰位点发布的参考文献、以修饰 位点为中心的多肽序列、定位于哪些已知的 domains和motif、研究这些位点所需的抗体来源、 以及一些相关链接。用户可以根据磷酸化蛋白质 名称、Swiss-Prot库中蛋白质ID、磷酸化修饰氨基 酸残基的名称和在蛋白质序列中的位置、提交者 姓名、CST编号、domains或motif、氨基酸序列来 查询磷酸化蛋白质。
Phospho.htm) ；
• DISPHOS[IRB04] (http://www.ist.temple.edu/DISPHOS) ； • GPS[ZXC04] (http://973-
proteinweb.ustc.edu.cn/gps/gps_web/) ；
• Kinase Phos[HLT05] (http://kinasephos.mbc.nctu.edu.tw/)。
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4.4. SWISS-PROT
SWISS-PROT数据库也是一个较常用磷酸化 蛋白质数据来源。它是由EMBL核苷酸序列库翻译 而来最齐全的注释精炼的蛋白序列库，最新版本 包含216380条蛋白质。在数据库的注释信息 Feature Tabel中可以查询到蛋白质修饰的相关信息， 其中MOD_RES项包含蛋白质发生的翻译后修饰的 名称、修饰位点等相关信息，磷酸化蛋白质修饰 位点信息可以通过此项查询到。
磷酸化修饰是生物体内重要的共价修饰方式 之一，与信号转导、细胞周期、生长发育以及癌 症机理等诸多生物学问题密切相关。
8
2.1.蛋白质磷酸化的功能
1)磷酸化参与酶作用机制,在此过程磷酸化为 反应性中间产物,如在磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶依 赖的磷酸转移酶系统的组氨酸蛋白激酶;
2)磷酸化介导蛋白活性,蛋白分子通过蛋白激 酶发生磷酸化,如蛋白激酶A(丝氨酸和苏氨酸残基) 或不同的受体酪氨酸激酶(酪氨酸残基);
基于对数回归的线性分 类器
Baidu Nhomakorabea
预测结果特征，二级结构预测结果特征，理化性质
特征，激酶种类
基于马尔科夫聚类算法
修饰位点邻近氨基酸序列相似度矩阵BLOSUM,激 酶种类
HMM模型
修饰位点邻近氨基酸序列特征及激酶种类
14
3.2.1.主要的机器学习算法
• 人工神经网络( Artificial Neural Netw o rk , ANN) ； • 支持向量机( Suppo rt Vecto r M achine , SVM) ； • 隐马尔可夫模型( Hidden M arkov M odel , H M M) ； • 对数比回归模型( logistic reg ressio n m odels) ； • 位置特异得分矩阵( position -specific scoring m atrix ,
3)天冬氨酸、谷氨酸和组氨酸的磷酸化在细 菌趋化反应的感觉性传导中发生解离。
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3.磷酸化位点的预测方法
• 试验检测 • 计算生物学技术
10
3.1.试验检测
• Edman降解法 • MALDI-TOF-MS与磷酸酯酶处理相结合 • 源后裂解 • 基于MALDI-TOF-MS的其他分析方法 • 前体离子扫描 • 中性丢失扫描 • 逐级改变取样锥电势 • 31P检测 • 电子捕获解离
磷酸化位点的预 测分析
Logo
目录
1 什么是蛋白质磷酸化 2 磷酸化的意义 3 磷酸化位点的预测方法 4 相关数据库
2
1.什么是蛋白质磷酸化
常见的蛋白质翻译后修饰过程有六种 , 如泛 素化 , 磷酸化 ,糖基化 ,酯基化 ,甲基化和乙酰 化 ,其中磷酸化是蛋白质最重要的翻译后修饰之 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发挥、第二信使传递 和酶的级联作用中起到重要的作用。
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3.2.2.预测系统所采用的方法
系统名称 NetPhosK PredPhospho
DISPHOS
GPS KinasePhos
现有预测磷酸化位点系统所采用的方法
方法
提取的特征
神经网络
修饰位点邻近氨基酸序列特征及激酶种类
SVM
修饰位点邻近氨基酸序列特征及激酶种类
修饰位点邻近氨基酸序列特征，蛋白质disorder
21
Thank you
Logo
3
1.什么是蛋白质磷酸化
指由蛋白质激酶催化的把ATP的磷酸基转移到 底物蛋白质氨基酸残基（丝氨酸、苏氨酸、酪氨 酸）上的过程，或者在信号作用下结合GTP，是 生物体内一种普通的调节方式，在细胞信号转导 的过程中起重要作用。
某个信号蛋白磷酸化通常造成下游的蛋白依 次发生磷酸化，形成磷酸化级联反应。
4
11
3.1.1. MALDI-TOF-MS与磷酸酯酶处理相结合
磷酸酯酶处理后,磷酸化的肽会丢失磷酸基团 而产生特定质量数的变化, MALDI-TOF-MS通过检 测这种质量数的变化而确定磷酸化位点。Larsen等 设计了一种可以直接在样品靶上进行肽混合物磷 脂酶处理的方法,并评价这种方法能准确鉴定磷酸 化位点,且在凝胶的带上或点上应至少有1 pmol蛋 白质存在。
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4.2.Phospho Base
Phospho Base是磷酸化位点预测算法普遍采用 的磷酸化蛋白质数据库。它整理的所有磷酸化蛋 白质修饰位点信息都是经过生物实验验证过的， 并且囊括了脊椎动物、昆虫、植物、细菌等多个 物种及人工合成的发生磷酸化修饰的蛋白。可以 通过蛋白质名称、激酶、结合motif进行查询。
PSSM) ；
• 信息熵( Inform ation -Entropy)； • 贝叶斯决策理论( Bayesian decision theo ry , BDT) ； • 加权投票( weig hted vo ting)。
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3.3.蛋白质磷酸化位点分析的困难
• 蛋白质磷酸化在体内是一种不稳定的动态过程 ; • 磷酸化蛋白质在细胞内丰度较低 ; • 磷酸化蛋白质的磷酸基团很容易在分离过程中
1.1.丝氨酸的磷酸化
5
1.2.苏氨酸的磷酸化
6
1.3.酪氨酸的磷酸化
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2.磷酸化的意义
蛋白质的磷酸化主要集中在肽链中的酪氨酸、 丝氨酸、苏氨酸残基上，这些残基上具有游离的 羟基，且本身不带电荷，当磷酸化作用后，蛋白 质便具有了电荷，从而使结构发生变化，进一步 引起蛋白质活性的变化，这也是蛋白质磷酸化的 意义所在。
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3.2.1.磷酸化位点预测系统
• Net Phos K[BPG04][HSR04][BGB99]
(http://www.cbs.dtu.dk/services/Net Phos K/) ；
• Pred Phospho[KLO04] (http://www.ngri.re.kr/proteo/Pred
丢失 ,且因其负电性而难于质子化 。
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4.相关数据库
• 1.Phosphosite (http://www.phosphosite.org/)
[HCK04] ；
• 2.Phospho Base
(http://www.cbs.dtu.dk/databases/Phospho Base/) [KBB99] ；
4.3.Phosphorylation Site Database
Phosphorylation Site Database 数据库存放了原 核生物的磷酸化蛋白质。信息包含发布鉴定磷酸 化蛋白质位点信息的参考文献以及磷酸化蛋白质 的相关信息链接，如Pub Med，Gen Bank, SWISSPROT和PIR。可以通过物种种类、strain、蛋白质 名称、编码基因名称、修饰位点周围肽序列、 Phosphorylation Site Database编号来查询感兴趣的 磷酸化蛋白质。
• 3.Phosphorylation Site Database
(http://vigen.biochem.vt.edu/xpd/xpd.htm) [WKK04]。
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4.1.Phosphosite
Phosphosite是由 CST(Cell Signaling Technology)开发的一个生物信息数据库。整合了 所有人类和老鼠体内磷酸化蛋白修饰位点信息， 这些信息包括修饰位点发布的参考文献、以修饰 位点为中心的多肽序列、定位于哪些已知的 domains和motif、研究这些位点所需的抗体来源、 以及一些相关链接。用户可以根据磷酸化蛋白质 名称、Swiss-Prot库中蛋白质ID、磷酸化修饰氨基 酸残基的名称和在蛋白质序列中的位置、提交者 姓名、CST编号、domains或motif、氨基酸序列来 查询磷酸化蛋白质。
Phospho.htm) ；
• DISPHOS[IRB04] (http://www.ist.temple.edu/DISPHOS) ； • GPS[ZXC04] (http://973-
proteinweb.ustc.edu.cn/gps/gps_web/) ；
• Kinase Phos[HLT05] (http://kinasephos.mbc.nctu.edu.tw/)。
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4.4. SWISS-PROT
SWISS-PROT数据库也是一个较常用磷酸化 蛋白质数据来源。它是由EMBL核苷酸序列库翻译 而来最齐全的注释精炼的蛋白序列库，最新版本 包含216380条蛋白质。在数据库的注释信息 Feature Tabel中可以查询到蛋白质修饰的相关信息， 其中MOD_RES项包含蛋白质发生的翻译后修饰的 名称、修饰位点等相关信息，磷酸化蛋白质修饰 位点信息可以通过此项查询到。
磷酸化修饰是生物体内重要的共价修饰方式 之一，与信号转导、细胞周期、生长发育以及癌 症机理等诸多生物学问题密切相关。
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2.1.蛋白质磷酸化的功能
1)磷酸化参与酶作用机制,在此过程磷酸化为 反应性中间产物,如在磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶依 赖的磷酸转移酶系统的组氨酸蛋白激酶;
2)磷酸化介导蛋白活性,蛋白分子通过蛋白激 酶发生磷酸化,如蛋白激酶A(丝氨酸和苏氨酸残基) 或不同的受体酪氨酸激酶(酪氨酸残基);
基于对数回归的线性分 类器
Baidu Nhomakorabea
预测结果特征，二级结构预测结果特征，理化性质
特征，激酶种类
基于马尔科夫聚类算法
修饰位点邻近氨基酸序列相似度矩阵BLOSUM,激 酶种类
HMM模型
修饰位点邻近氨基酸序列特征及激酶种类
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3.2.1.主要的机器学习算法
• 人工神经网络( Artificial Neural Netw o rk , ANN) ； • 支持向量机( Suppo rt Vecto r M achine , SVM) ； • 隐马尔可夫模型( Hidden M arkov M odel , H M M) ； • 对数比回归模型( logistic reg ressio n m odels) ； • 位置特异得分矩阵( position -specific scoring m atrix ,
3)天冬氨酸、谷氨酸和组氨酸的磷酸化在细 菌趋化反应的感觉性传导中发生解离。
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3.磷酸化位点的预测方法
• 试验检测 • 计算生物学技术
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3.1.试验检测
• Edman降解法 • MALDI-TOF-MS与磷酸酯酶处理相结合 • 源后裂解 • 基于MALDI-TOF-MS的其他分析方法 • 前体离子扫描 • 中性丢失扫描 • 逐级改变取样锥电势 • 31P检测 • 电子捕获解离
磷酸化位点的预 测分析
Logo
目录
1 什么是蛋白质磷酸化 2 磷酸化的意义 3 磷酸化位点的预测方法 4 相关数据库
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1.什么是蛋白质磷酸化
常见的蛋白质翻译后修饰过程有六种 , 如泛 素化 , 磷酸化 ,糖基化 ,酯基化 ,甲基化和乙酰 化 ,其中磷酸化是蛋白质最重要的翻译后修饰之 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发挥、第二信使传递 和酶的级联作用中起到重要的作用。
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3.2.2.预测系统所采用的方法
系统名称 NetPhosK PredPhospho
DISPHOS
GPS KinasePhos
现有预测磷酸化位点系统所采用的方法
方法
提取的特征
神经网络
修饰位点邻近氨基酸序列特征及激酶种类
SVM
修饰位点邻近氨基酸序列特征及激酶种类
修饰位点邻近氨基酸序列特征，蛋白质disorder
21
Thank you
Logo
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1.什么是蛋白质磷酸化
指由蛋白质激酶催化的把ATP的磷酸基转移到 底物蛋白质氨基酸残基（丝氨酸、苏氨酸、酪氨 酸）上的过程，或者在信号作用下结合GTP，是 生物体内一种普通的调节方式，在细胞信号转导 的过程中起重要作用。
某个信号蛋白磷酸化通常造成下游的蛋白依 次发生磷酸化，形成磷酸化级联反应。
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3.1.1. MALDI-TOF-MS与磷酸酯酶处理相结合
磷酸酯酶处理后,磷酸化的肽会丢失磷酸基团 而产生特定质量数的变化, MALDI-TOF-MS通过检 测这种质量数的变化而确定磷酸化位点。Larsen等 设计了一种可以直接在样品靶上进行肽混合物磷 脂酶处理的方法,并评价这种方法能准确鉴定磷酸 化位点,且在凝胶的带上或点上应至少有1 pmol蛋 白质存在。
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4.2.Phospho Base
Phospho Base是磷酸化位点预测算法普遍采用 的磷酸化蛋白质数据库。它整理的所有磷酸化蛋 白质修饰位点信息都是经过生物实验验证过的， 并且囊括了脊椎动物、昆虫、植物、细菌等多个 物种及人工合成的发生磷酸化修饰的蛋白。可以 通过蛋白质名称、激酶、结合motif进行查询。
PSSM) ；
• 信息熵( Inform ation -Entropy)； • 贝叶斯决策理论( Bayesian decision theo ry , BDT) ； • 加权投票( weig hted vo ting)。
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3.3.蛋白质磷酸化位点分析的困难
• 蛋白质磷酸化在体内是一种不稳定的动态过程 ; • 磷酸化蛋白质在细胞内丰度较低 ; • 磷酸化蛋白质的磷酸基团很容易在分离过程中
1.1.丝氨酸的磷酸化
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1.2.苏氨酸的磷酸化
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1.3.酪氨酸的磷酸化
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2.磷酸化的意义
蛋白质的磷酸化主要集中在肽链中的酪氨酸、 丝氨酸、苏氨酸残基上，这些残基上具有游离的 羟基，且本身不带电荷，当磷酸化作用后，蛋白 质便具有了电荷，从而使结构发生变化，进一步 引起蛋白质活性的变化，这也是蛋白质磷酸化的 意义所在。
12
3.2.1.磷酸化位点预测系统
• Net Phos K[BPG04][HSR04][BGB99]
(http://www.cbs.dtu.dk/services/Net Phos K/) ；
• Pred Phospho[KLO04] (http://www.ngri.re.kr/proteo/Pred
丢失 ,且因其负电性而难于质子化 。
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4.相关数据库
• 1.Phosphosite (http://www.phosphosite.org/)
[HCK04] ；
• 2.Phospho Base
(http://www.cbs.dtu.dk/databases/Phospho Base/) [KBB99] ；