L LOSCHMIDT , LABORATORIES Proteinové databáze ^T^^ I MINISTERSTVO SKOLSTvi opv«iai*.*hi ' -VnOPSKA UNIE m^^^ ■ pru liíinkiirercoacliopfioBt l/4rVA«* INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ □ Základní stavební jednotky proteinů □ Hierarchie proteinové struktury □ Stanovení proteinové struktury □ Důležitost proteinové struktury □ Proteinové strukturní databáze □ Proteinové klasifikační databáze □ Strukturní soubory □ Vizualizace proteinových struktur Základní stavební jednotky [a) side chain H. N ^ H amino group OH H carbouji group peptide bond Gljtint G]y G Leucine Leu L Isoleucine Íle w+l Strukturní databáze Hierarchie proteinové struktury □ Primární struktura □ Sekundární struktura □ Terciární struktura □ Kvartérní struktura Hierarchie proteinové struktury □ Primární struktura ■ Lineární sekvence aminokyselinových zbytků o MSLGAKPFGEKKFIEIKGRRMAYIDEGTGDPILFQHGNPTSSYLWRNIMPHCAGLG RLIACDLIGMGDSDKLDPSGPERYAYAEHRDYLDALWEALDLGDRVVLVVHDWGS ALGFDWARRHRERVQGIAYMEAIAMPIEWADFPEQDRDLFQAFRSQAGEELVLQD NVFVEQVLPGLILRPLSEAEMAAYREPFLAAGEARRPTLSWPRQIPIAGTPADVVAIA RDYAGWLSESPIPKLFINAEPGALTTGRMRDFCRTWPNQTEITVAGAHFIQEDSPD EIGAAIAAFVRRLRPA Hierarchie proteinové struktury □ Sekundární struktura ■ Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce Hierarchie proteinové struktury □ Sekundární struktura Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce Hierarchie proteinové struktury □ Sekundární struktura ■ Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce Hierarchie proteinové struktury □ Terciární struktura ■ Globální prostorové uspořádání polypeptidového řetězce o Hierarchie proteinové struktury □ Kvartérní struktura ■ Aglomerát několika polypeptidových řetězců Strukturní databáze Určení proteinové struktury Určení proteinové struktury ^^^^^^^" 600 MHz Ultrashield NMR Spetrometer Strukturní databáze Určení proteinové struktury Určení proteinové struktury □ Proteinová krystalografie ■ Atomární rozlišení ■ Bez omezení velikosti molekul (virových částic) ■ Nutnost přípravy proteinových krystalů Určení proteinové struktury □ Proteinová krystalografie ■ Atomární rozlišení ■ Bez omezení velikosti molekul (virových částic) ■ Nutnost přípravy proteinových krystalů □ Nukleární magnetická rezonance ■ Atomární rozlišení ■ Omezení velikostí molekul (40 kDa) ■ Vzorek proteinu v roztoku = dynamika Určení proteinové struktury □ Proteinová krystalografie ■ Atomární rozlišení ■ Bez omezení velikosti molekul (virových částic) ■ Nutnost přípravy proteinových krystalů □ Nukleární magnetická rezonance ■ Atomární rozlišení ■ Omezení velikostí molekul (40 kDa) ■ Vzorek proteinu v roztoku = dynamika □ Kryoelektronová mikroskopie ■ Subatomární rozlišení Důležitost proteinové struktury MSLGAKPFGEKKFIEIKGRRMAYIDEGTGDPILFQHGNPTSSYLWRNIMPHCA GLGRLIACDLIGMGDSDKLDPSGPERYAYAEHRDYLDALWEALDLGDRVVLVV HDWGSALGFDWARRHRERVQGIAYMEAIAMPIEWADFPEQDRDLFQAFRS QAGEELVLQD funkce Důležitost proteinové struktury •v http://multimedia.mcb.harvard.edu/ http://www.wehi.edu.au/education/wehitv/molecular_visualisations_of_dna/ Strukturní databáze Proteinové strukturní databáze □ RCSB PDB-Protein Data Bank ■ Světový depositář struktur biomakromolekul o PROTEIN DATA BANK + MyPDB Login A MEMBER OFTHE^| An Information Portal to Biological Macromolecular Structures As of Tuesday Nov 24, 2009 at 4 PM PST there are 61695 Structures g) Q | PDB Statistics Q WHAT'S NEW] I HELP | PRINT PDB ID or keyword t Search Advanced Search Latest Release Latest Publications Sequence Search Ligand Search Unreleased Entries Browse Database Histograms t Home News St Publications Policies 1 Search I ? I I Advanced Search A Resource for Studying Biological Macromolecules The PDB archive contains information about experimentally-determined structures of proteins, nucleic acids, and complex assemblies. As a member of the wwPDB, the RCSB PDB curates and annotates PDB data according to agreed upon standards The RCSB PDB also provides a variety of tools and resources, Users can perform simple and advanced searches based on annotations relating to sequence, structure and function. These molecules are visualized, downloaded, and analyzed by users who range from students to specialized scientists, ■ Complete News ■ Newsletter ■ Discussion Forum Job Listings 24-November-2009 New Website Features: Improved Tabular Reports For any search result, users ran pvaminp inrlivirliial DflR Strukturní databáze Proteinové strukturní databáze □ RCSB PDB-Protein Data Bank Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (RCSB) Služba pro odesílání struktur, prohlížení a vyhledávání dat Sumární informace a struktura Jedinečný identifikační kód PDB-ID (1EDE) Interaktivní vizualizace Hledání strukturních sousedů Reference a hyperlinky do dalších databází o Strukturní databáze Proteinové strukturní databáze □ PDBsum Přehled a analýza proteinových struktur Chain A (293 residues) structural classification (1 domain) Links CATH no. mill EES 3.40.50.950 Class Architecture Alpha Beta 3-Layer(aba) Sandwich g act fcekkfi f i tcgrrmav i degtgdp ILFQHCWrTSSTLWRNIMPHCAGLaRL i agdt_ 3~ t gm:dsdkldp s a PEPTAYAEHRDVLDALWEALDLGURVVLVVHDWGSALGFDWŔRIÍHRE ibo lč5š Tľo iTš hs tt* hlo RVQG T ATMEAI AMP T EWADFPEQDRDLFQAFH SQ AG H H LVLQDNVFVEQVLPG L ILHPLS EŕlEMAAYREPFLŕkiGEARRPTLSWPHQ T P T ag T P adw a t aro V agwl. SESP T PKL F T N a l 3d l3Ö l?5 Í30 5ol ÍÍO TÍ5 TIÔ 2Í5 hl6 EPGALTTG RMRD FGR TWPNQT F T TV AG AHF I flEDSPDE i G AA I A AFVR RT_RP A ->ÍA Tia 55) 1*5 View chain A alone. Postscript version PROMOTIF summary: 1 sheet, S strands, 1S helices, 19 beta turns, 3 gamma turns, 1 beta bulge, 1 beta hairpin, 4 beta alpha beta units, 1 psi—loop. Proteinové strukturní databáze □ PDBsum Souhrnné informace Sekundární struktury Katalytické a vázající aminokyselinové zbytky Ugandy Dutiny Protein-proteinové interakce Konzervovanost aminokyselinových zbytků Reference a hyperlinky do dalších databází Proteinové klasifikační databáze □ Identifikace a kvantifikace strukturních podobností ■ Strukturní podobnost souvisí s evolucí a implikuje funkci všechny alfa .3 všechny beta alfa/beta alfa+beta Strukturní databáze Proteinové klasifikační databáze □ SCOP - Structural Classification of Proteins ■ Založena na manuálním srovnání struktur expertem (A. Murzin) Structural Classification of Proteins \&\ 11/ Protein: Haloalkane dehalogenase from Spliin«0111011 as paucimobilis, UT26, LinR [Taxld: 136891 Lineage: 1. Root: scop 2. Class: Alpha and beta proteins (a/b) \513491 Mainly parallel beta sheets (beta-alpha-beta units) 3. Fold: alpha/beta-Hydrolases [53473] core.- 3 layers, afbfa; mixed beta-sheet of 8 strands, order 12435678, strand 2 is antiparallel to the rest 4. Sup erfarnily: alpha/b eta-Hydrolas e s [53474] many members have left-handed crossover connection between strand 8 and additional strand 9 5. Family: Haloalkane dehalogenase [53513] 6. Protein: Haloalkane dehalogenase [53514] 7. Species: Splungornonas paucimobilis, TJT26, LinB [Taxld: 136891 [53517] Strukturní databáze Proteinové klasifikační databáze □ CATH - Class, Architecture, Topology, Homology ■ Založena na kombinaci automatického strukturního přiložení programem SSAP a manuálního srovnání, E.C. kódování CATH Code Level „ . „ Links Description ®3 Alpha Beta O 3.40 3-Layer(abaJ Sandwich x> 3.40.50 Rossrnann fold 3.40.50.1820 Gene3D @ 3.40.50.1820.3 ® 3.40.50.1820.3.1 O 3.40.50.1820.3.1.1 O 3.40.50.1820.3.1.1.1 1iz7A00 Strukturní databáze Y Proteinové klasifikační databáze FDB code; 11ys SCOP CATH Class Alpha and Beta Ctass Mainly Alpha Architecture Orthogonal Bundle Fold Lysozyme-like Topology Lysozyme Superfamily Lysozyrre- ike Homologous Hydrolase Superfamily (O-Cjlycosyl) Family C-type lysozyme Homologous Hydrolase Family Strukturní soubory □ PDB formát ■ Široce používaný ■ Snadno čitelný ■ Identifikátory struktury ■ Literární reference ■ Experimentální podmínky ■ XYZ koordináty struktury Strukturní soubory □ PDB formát structure annotation amino acid field cöfaetor filed HEADER LYASE (CAHBOfl -CARBON) 03-JUI -95 1DNP TITLE STRUCTURE IF DEOXÍRIBODrPYRIHIdINE PHOTOLYASE i- * -■ m i * SOURCE 2 3RGAUISM SCIENTIFIC: ESCHERICHIA COLI KEYWDS dna REPAIR , ELECTRON TRANSFER , EXCITATION ENERGY TRANSFER, KEYWOS 2 L VASE , CARBON-CARBOH ATOM 21 ND1 HIS A :\ 55,365 27,$66 62.971 1,00 11, 07 N ATOM 22 CD2 Ei IS A 3 57.200 2B. 3.54 61.B94 1.00 1 3 . 12 C ATOM 21 CEl HIS A 3 56.124 26.793 62.901 1.00 13. 03 C atom 2. A ne 2 hts A :i 57,243 27,052 62.334 1,00 3. 13 N ATOM 25 H LEU A 4 55.5B0 32.694 59.656 1.00 12 . 61 N ATOM 2Ě CA LEU A 4 54.799 33.S03 59.113 1.00 11. 5fi C atom 2.1 C LEU A 1 53,552 33,26? 53.374 1,00 7 . 76 C. ATOM 2B 0 LEU A 4 53.650 32.363 57.532 1.00 'j . 99 O ATOM 2S CH LEU A 4 55.656 34.603 bii. J 7-4 1.00 V . 03 c ATOM 30 CG LEU A 1 54,94 6 57.518 1,00 2. 00 c. ATOM 31 CDl LEU A 4 54.623 36.920 56.550 1 . SO 6. 21 □ETAT« 7Ě41 ANY FAD H 472 27,Ů55 76.556 29.073 1,00 ■] - 55 n HETATM 7642 AC 5 FAD t? 472 2B.524 78.£25 27.955 1 . SO 2 . 00 HETATM 7643 AC6 FAD R 472 2 9.849 77.609 27.724 1.00 3. 4 0 C □ETAT« 7644 AN6 FAD H 472 U:.7B7 77.757 2S.664 1,00 0. 22 N / atom number atom name residue number polypeptide chain identifier x. y, z coordinates I \ I occupancy temperature atom factor type Strukturní databáze □ mmCIF formát ■ Snadno analyzovatelný počítačovými programy mmCIF _struct.entry_id '1CBN1 _Struct.title 'PLANT SEED PROTEIN' _struct_keywords.entry_id '1CBN" _struct_keywords.text "platit seed protein" _database_2.database_id 1PDB1 _database_2.database_code 11CBN1 _database_PDB_rev.rev_num l _database_PDB_rev.date_original '1991-10-111 Vizualizace proteinových struktur Strukturní databáze Vizualizace proteinových struktur □ PyMOL □ RasMol □ Swiss-PdbViewer □ Chiméra □ Jmol □ Cn3D □ WebMol □ VMD □ Proteopedia Strukturní databáze Vizualizace proteinových struktur Main Page - Proteopedia, life in 3D - Mozilla Firefox Soubor Úpravy Zobrazení Historie Záložky Nástroje Nápověda - c x riH : //www .protEoped ia. or Protopeia $ Main Page - Proteopedia, life in ... II Log in/request account _j article | | discussion | | edit this page history | ProteopediA -Ljiľ im 3D- Main Page Table ot Contents Structure Index Heir Random article Random PDB entry Go I Search | Google™ Custom Search Cr.j -j, :™ Search toolbox Export this page ■ What links here Related changes ■ Upload file ■ Special pages Printable version ■ Permanent link First time at Proteopedia ? Click on the green Rnfcs, they change the 3D image. Click and drag the molecules. Proteopedia is a 3D, interactive encyclopedia of proteins, P.NA, DMA and other molecules. With a free user account, you can edit pages in Proteopedia. Visit the Main Page to learn more. Welcome to Proteopedia, The free, collaborative 3D encyclopedia of proteins & other molecules About ■ Editing ■ Help Exciting news! TheScientist "Labby Award" Winner Proteopedia is the winner of the 2010 TheScientist "Best Science Website" Labby Awards rJP. Congratulations to all Proteopedia Users! Publish your Proteopedia Page in BAMBED Proteopedia pages can now be submitted to the Journal of Biochemistry and Molecular Biology Education (BAMBED) for peer-review and publication. Submit your page and see the Sept/Oct edition of BAMBED Video Guide ■ Table of Contents ■ Content (Topic Pages) ■ What's New Journal of Biological Inorganic Chemistry The Journal of Biological Inorganic Chemistry (JBIC) if now publishes Interactive 3D Complements in Proteopedia for each of their rnacrornolecular structure papers. See the first and the second such Interactive 3D Complements. Currently featured article Green links change the 3D image! Click and drag on the molecule! The Ribosome by Wayne Decatur On October 7th, 2009 the Nobel Committee announced three structural biologists would share the 2009 Nobel Prize in Chemistry r3> for studies of the The Ribosome. The ribosome is the machine in your cells that accurately and efficiently decodes the genetic information stored in your genome and synthesizes the corresponding polypeptide chain one amino acid at a time in the process of translation Venkatraman Rarnakrishnan of the M.R.C. Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, England; Thomas A. Steitz of Yale University; and Ada E. Yonath of the Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel share the prize for the first atomic-resolution structures of the two subunits that come togetherto form an active ribosome. These structures are considered landmarks for the fact they showed clearly the major contributions to decoding and peptide bond synthesis come from RNA and not protein, as well as for the sheer size of the structures determined. These structures represent tour-de-force efforts in understanding fundamental processes in every organism on earth and will have direct impacts on how we fight pathogenic bacteria in the immediate future. Shown here (restore initial scene) are both subunits of the ribosome, as well as mRNA and tRNA that bind in the complex during the process of translation. Read more... mall ■=! ihi mit nn/rrff ■■ I Jrnol script terminated Strukturní databáze Reference □ Claverie, J-M., & Notredame, C. (2006). Bioinformatics For Dummies (2nd ed.). Wiley Publishing, Hoboken, p. 436. □ Xiong, J. (2006). Essential Bioinformatics. Cambridge University Press, New York, p. □ BioVisions na Harvardove univerzite: http://multimedia.mcb.harvard.edu/ □ RCSB PDB: http://pdb.rcsb.org/pdb/home/home.do □ PDBsum: http://www.ebi.ac.uk/pdbsum/ □ SCOP: http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/ □ CATH: http://www.cathdb.info/ □ PyMOL: http://pymol.sourceforge.net/ □ ProteoPedia: http://www.proteopedia.org/ 352.