生物信息学实验报告3(三)蛋白质序列分析

（三）蛋白质序列分析

实验目的：掌握蛋白质序列检索的操作方法，熟悉蛋白质基本性质分析，了解蛋白质结构分析和预测。

实验内容：

1、检索SOX-21蛋白质序列，利用ProParam工具进行蛋白质的氨基酸组成、分子质量、等电点、氨基酸组成、原子总数及疏水性（ProtScale工具）等理化性质的分析。

2、利用PredictProtein、PROF、HNN等软件预测分析蛋白质的二级结构；利用Scan Prosite软件对蛋白质进行结构域分析。

3、利用TMHMM、TMPRED、SOSUI等工具对蛋白质进行跨膜分析；采用PredictNLS进行核定位信号分析；利用PSORT进行蛋白质的亚细胞定位预测；利用CBS（http://www.cbs.dtu.dk/services/ProtFun/）网站工具预测蛋白的功能，将序列用Blocks、SMART、InterProScan、PFSCAN等搜索其保守序列的特征，进行motif 的结构分析。

4、利用Swiss-Model数据库软件预测该蛋白的三级结构，结果用蛋白质三维图象软件Jmol查看。CPHmodels 也是利用神经网络进行同源模建预测蛋白质结构的方法和网络服务器I-TASSER预测所选蛋白质的空间结构。

5、分析蛋白质的翻译后修饰：分析信号肽及其剪切位点: SignalIP http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/；分析糖链连接点:分析O－连接糖蛋白, NetOGlyc，http://www.cbs.dtu.dk/services/NetOGlyc/；分析N－连接糖蛋白，NetNGlyc，http://www.cbs.dtu.dk/services/NetNGlyc/。

6、利用检索的序列，进行同源比对，获得并分析比对结果。

实验步骤

（一）

1、在NCBI 蛋白质数据库中查找SOX-21蛋白质序列分别选择爪蟾（Xenopus laevis）、小家鼠[Mus musculus]、猕猴[Macaca mulatt a]的SOX-21蛋白质序列，并保存其FASTA格式。

2、利用ProParam工具对SOX-21蛋白质序列进行理化性质的分子。

3、利用PredictProtein、PROF、HNN等软件预测分析蛋白质的二级结构；利用Scan Prosite软件对蛋白质进行结构域分析。

4、利用TMHMM、TMPRED、SOSUI等工具对蛋白质进行跨膜分析；采用

PredictNLS进行核定位信号分析；利用PSORT进行蛋白质的亚细胞定位预测；利用CBS（http://www.cbs.dtu.dk/services/ProtFun/）网站工具预测蛋白的功能，将序列用Blocks、SMART、InterProScan、PFSCAN等搜索其保守序列的特征，进行motif 的结构分析。

5、利用Swiss-Model数据库软件预测该蛋白的三级结构，结果用蛋白质三维图象软件Jmol查看。CPHmodels 也是利用神经网络进行同源模建预测蛋白质结构的方法和网络服务器I-TASSER预测所选蛋白质的空间结构。

6、分析蛋白质的翻译后修饰：分析信号肽及其剪切位点: SignalIP http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/；分析糖链连接点:分析O－连接糖蛋白, NetOGlyc，http://www.cbs.dtu.dk/services/NetOGlyc/；分析N－连接糖蛋白，NetNGlyc，http://www.cbs.dtu.dk/services/NetNGlyc/。

7、利用检索的序列，进行同源比对，获得并分析比对结果。

实验结果

1、>gi|288557317|ref|NP_001165684.1| transcription factor Sox-21 [Xenopus laevis] MSKPLDHVKRPMNAFMVWSRAQRRKMAQENPKMHNSEISKRLGAEWKLLTEAEKRPFI DEAKRLRAMHMKDHPDYKYRPRRKPKTLLKKDKFAFPMPYSLTGDHDGLKA VSLHGAG VLTDALLCHPEKAAAAAAAAAARVFFQPSAAAAAAAAAAASGSSTNPYSLFDLSSKMAE MTHSSSSIPYTSSIGYPQSSGGAFAGVTGGGHTHSHPSPGNPGYMIPCNCTGWPSPGLQPPL AYILFPGMGKPQLEPYPAAAY AAAL

>gi|29244252|ref|NP_808421.1| transcription factor SOX-21 [Mus musculus] MSKPVDHVKRPMNAFMVWSRAQRRKMAQENPKMHNSEISKRLGAEWKLLTESEKRPFI DEAKRLRAMHMKEHPDYKYRPRRKPKTLLKKDKFAFPVPYGLGSV ADAEHPALKAGAG LHAGAGGGLVPESLLANPEKAAAAAAAAAARVFFPQSAAAAAAAAAAAAAGSPYSLLD LGSKMAEISSSSSGLPYASSLGYPTAGAGAFHGAAAAAAAAAAAAGGHTHSHPSPGNPG YMIPCNCSAWPSPGLQPPLAYILLPGMGKPQLDPYPAAY AAAL

>gi|302565644|ref|NP_001180661.1| transcription factor SOX-21 [Macaca mulatta] MSKPVDHVKRPMNAFMVWSRAQRRKMAQENPKMHNSEISKRLGAEWKLLTESEKRPFI DEAKRLRAMHMKEHPDYKYRPRRKPKTLLKKDKFAFPVPYGLGGV ADAEHPALKAGAG LHAGAGGGLVPESLLANPEKAAAAAAAAAARVFFPQSAAAAAAAAAAAAAGSPYSLLD LGSKMAEISSSSSGLPYASSLGYPTAGAGAFHGAAAAAAAAAAAAGGHTHSHPSPGNPG YMIPCNCSAWPSPGLQPPLAYILLPGMGKPQLDPYPAAYAAAL

2、1~6步骤已经在练习题中做类似分析

3、利用BLAST在线工具对爪蟾（Xenopus laevis）、小家鼠[Mus musculus]、猕猴[Macaca mulatt a]的SOX-21蛋白质序列进行序列同源比对。其中爪蟾与小家鼠、猕猴的相似性均为74%，E值分别为6e-119、2e-119。而小家鼠SOX-21蛋白质序列与猕猴的序列的相似性高达99%，E值为0。说明小家鼠与猕猴的同源的可能性远高于小家鼠与爪蟾。