LOSCHMID LABORATORIES Proteinové databáze i m # l * ^^^^^ EVROPSKÁ UNIE MINISTERSTVO SKOLSTVl mládeže a TĚLOVÝCHOVY QP VJdlfllJvJrtl pro hcnhurtificeachoiifioiil JSP***. £ ILJI V: 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 ib\ side chain ammo group carboxijl group peptide bond H H 0 H H 2 Glycine Alanine Gly Ala ti A Valine Val V Leucine Leu L lsoleucine Lie I Strukturní databáze □ Primární struktura □ Sekundární struktura □ Terciární struktura □ Kvartérní struktura ■ Lineární sekvence aminokyselinových zbytků MSLGAKPFGEKKFIEIKGRRMAYIDEGTGDPILFQHGNPTSSYLWRNIMPHCAGLG RLIACDLIGMGDSDKLDPSGPERYAYAEHRDYLDALWEALDLGDRVVLVVHDWGS ALGFDWARRHRERVQGIAYMEAIAMPIEWADFPEQDRDLFQAFRSQAGEELVLQD NVFVEQVLPGLILRPLSEAEMAAYREPFLAAGEARRPTLSWPRQIPIAGTPADVVAIA RDYAGWLSESPIPKLFINAEPGALTTGRMRDFCRTWPNQTEITVAGAHFIQEDSPD EIGAAIAAFVRRLRPA Strukturní databáze Hierarchie proteinové struktury □ Sekundární struktura ■ Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce Strukturní databáze Hierarchie proteinové struktury □ Sekundární struktura ■ Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce oc-helix Strukturní databáze Hierarchie proteinové struktury □ Sekundární struktura ■ Lokální prostorové uspořádání peptidového řetězce Hierarchie proteinové struktury □ Terciární struktura ■ Globální prostorové uspořádání polypeptidového řetězce Strukturní databáze Hierarchie proteinové struktury □ Kvartérní struktura ■ Aglomerát několika polypeptidových řetězců Určení proteinové struktury Strukturní databáze Určení proteinové struktury 600 MHz Ultrashield NMR Spetrometer Strukturní databáze Určení proteinové struktury FEI Tecnai T12 Cryotransmission Electron Microscope Strukturní databáze □ Proteinová krystalografie ■ Atomární rozlišení ■ Bez omezení velikosti molekul (virových část ■ Nutnost přípravy proteinových krystalů □ 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 Strukturní databáze 5, □ 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 Strukturní databáze 6, Důležitost proteinové struktury MSLGAKPFGEKKFIEIKGRRMAYIDEGTGDPILFQHGNPTSSYLWRNIMPHCA GLGRLIACDLIGMGDSDKLDPSGPERYAYAEHRDYLDALWEALDLGDRVVLVV HDWGSALGFDWARRHRERVQGIAYMEAIAMPIEWADFPEQDRDLFQAFRS QAGEELVLQD funkce Strukturní databáze 7, http://multimedia.mcb.harvard.edu/ http://www.wehi.edu.au/education/wehitv/molecular_visualisations_of_dna/ Proteinové strukturní databáze □ RCSB PDB - Protein Data Bank ■ Světový depositář struktur biomakromolekul O ÜQ CLÍ PROTEI N DATA BANK + MyPDB Login A MEMBER OF THE ^| An Information Portal to Biological Macromolecular Structures As of Tuesday Nov 24, 2009 at 4 PM PST there are 61695 Structures §J 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 8t Publications Policies 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 r^n py^minp inrlivirli i^l DriP. Strukturní databáze 9, 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 ) I structural classification (1 domain): Links CATH no. Class Architecture IHElEia 3.40.50.950 -> Alpha. Beta 3-Layer(aba) Sandwich G ATCP FOEKKF TET TÍGRRMAV T OHG T GO P T L.FQFTGNPT5 S VL.WRNTMPHCAGL.GRL. T ACDL J— "75" "75" ^5-W h3 15" ir "15" 15" 1F "15" A h4 Kí T GTvTGDSOTCT-DP S G ?ETÍViiTAHHHDTLD ALWEÄLD LG DR V VL VVHĽWG SALGFDWARRTÍRE RVCti T AYMEA T AWTP T EWAD FPEQDRDLFQAFR SQ AGE E L VLQDNVFVEQVL P G LILRPLS lí4 fäo lIš l3ô \Jš Í3Ô \Ji í&ž Í3š TS ľfi i35 hl l hl2 hl3 hl4 EAEMAAYREPFLAAGEARRPTLSWTRQ T P T AG T P ADWA T ARDYAGWLS ESP I P PCL. F T NA l33 l9ö l3š Š30 i5š ilô íTš í^ô íTš íäo 235 Š3ô E P G A LT TG RMRT> FCRTWPNQT E T TV AG AHF T QEDS PDE T G AA T AAFVRRLRPA ~iSÄ 2S0 2S5 2%ö SS ?K) rfi t$ö 2s5 So View chain A alone. SA Postscript version PROMPT IF summary: 1 sheet, 8 strands, 1S helices, 19 beta turns, 3 gammaturns, 1 beta bulge, 1 beta hairpin, 4 beta alpha beta units, 1 psi—loop. 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 7 >:ro všechny alfa 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 ia|#|i?|PlÍ7" Vi TL. Protein: Haloalkane dehalogenase from Sphingomonas paucimobilis, UT26, LinB [Taxld: 136891 Lineage: 1. Root: scop 2. Class: Alpha and beta proteins (a/b) f513491 Mainly parallel beta sheets {beta-alpha-beta units) 3. Fold: alpha/beta-Hydrolases [53473] core.- 3 layers,, a/b/a; mixed beta-sheet of 8 strands? order 12435678, strand 2 is antiparallel to the rest 4. Superfarnily: 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: Sphingomonas paucimobilis, TJT26", LinB fTaxId: 13689] [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 cäT» ":; ■ j; ľca vaaľa t ľa tcků C/aľCAGCATAA(MCT. .tfCATGlMOOHdl CATH IDHSIGene3D | Irnpala| FTP | Internal CATH Code Level Description Links ®3 Alpha Beta ■J 3.40 3-Layer(aba) Sandwich O 3.40.50 Rossrnann fold 3.40.50.1020 Gene3D @ 3.40.50.1020.3 ® 3.40.50.1020.3.1 O 3.40.50.1020.3.1.1 O 3.40.50.1820.3.1.1.1 Strukturní databáze PDB code: 1lys SCOP Class Alpha and Beta Fold Lysozyme-like Superfamity Lysozyme-like Family C-type lysozyme CATH Class Mainly Alpha Architecture Orthogonal Bundle Topology Lysozyme Homologous Hydrolase Sup&rfamity (O-glycosyl) Homologous Hydrolase Family □ PDB formát ■ Široce používaný ■ Snadno čitelný ■ Identifikátory struktury ■ Literární reference ■ Experimentální podmínky ■ XYZ koordináty struktury Strukturní soubory □ PDB formát structure annotation amino acid field cofactor filed HEADER TITLE SOURCE KEYWDS JSE YWDS LYASE (CARBON-CARBON) 0 3-JUL-95 STRUCTURE OF DE OX YRIBODIPYRIMIDINE PHOTOLYASE LDNP 2 ORCANISM_SCIENTIFIC: ESCHERICHIA COLI DNA REPAIRj ELECTRON TRANSFER, EXCITATION ENERGY TRANSFER, 2 LYASEr CARBON-CARBON ATOM ?:. ND1 EJIS A :i 55,365 27,$6* 1,00 il,07 N ATOM 22 CD2 HIS A 3 57.200 2B.3-54 61,B94 1,00 13.12 C ATOM 23 CEl HIS A : 56.124 26.7S3 62.991 1.00 13.03 C ATOM 2A NE2 EJIS A :< 57,243 27,052 $2,334 1,00 e.is tí ATOM 25 N LEU A 4 55.5B0 32.694 59,656 1.00 12.61 N ATOM 2£ CA LEU A ■\ 54.799 33.Ů03 51>. J L 3 1.00 11. 56 ■;: ATOM 21 C 1 .HLI A i 53,552 33,269 56,374 1,00 7.7 6 c. ATOM 26 C LEU A 4 53.650 32.363 57.532 1.00 6.99 0 ATOM 2$ CB LEU A ■\ 55.656 .14 . ŕ ti 3 bii. 174 1.00 9.03 ■;: ATOM :i r: CG T.RLJ i 54,94tí 3 5,587 57,516 1,00 2.00 c. ATOM 31 CDl LEU A 4 54.623 36,920 56,550 : ,co 6,21 c HETATM 7641 AN 7 FAD H 472 27,S55 7B,55G 29,073 1,00 4.55 N HE T ATM 7642 ACS FAD 472 2B.524 7 8 . C - b" 27.955 1, CO 2.00 c HETATM 7643 ACS FAD p. 472 2 9.Ů49 77.609 27,724 1.00 3.40 c HBTATM 7644 AH 6 FAD 1! 472 . VříV 77,757 28,664 1 . líc- k. š? N / a1f>m nun1 ber residue name residue number x. y, z coordinates I \ I occupancy lemperature atom factor type atom name polypeptide chain identifier Strukturní databáze □ mmCIF format ■ Snadno analyzovatelny pocitacovymi programy nimCIF _atruct. entry_id ' 1CBN1 _struct.title 'PLANT SEED PROTEIN' _struct_keywords.entry_id '1CBN" struct_keywords.text "plant seed protein _database_2.database_id "FOB" _database_2.database_code '1CBN1 _database_PDB_rev. rev_nurn 1 database PDB rev.date original '1991-10- Vizualizace proteinových struktur □ PyMOL □ RasMol □ Swiss-PdbViewer □ Chiméra □ Jmol □ Cn3D □ WebMol □ VMD □ Proteopedia Strukturní databáze Vizualizace proteinových struktur ÖMain Page - Proteopedia, life in 3D - Mozilla Firefox -lelxl Soubor Úpravy Zobrazení Historie Záložky Nástroje Nápověda QD C X . 1 ESB BEE - - 1 ^\ TI Protopeia >■1 [ Ö Main Page - Proteopedia, life in ... | + | F PROTEOrTDlA -Ljil in 3d— navigation_ ■ Main Page ■ Table of Contents ■ Structure Index ■ Help random Random article Random PDB entry Custom Search Goiffite™ Search | toolbox Export this page ■ What links here ■ Related changes ■ Upload file ■ Special pages ■ Printable version ■ Permanent link & Log in / request account article | discussion | I history | First time at Proteopedia? Click on the green finks, they change the 3D image. Click and drag the molecules. Proteopedia is a 3D, interactive encyclopedia of proteins, PNA, DNA and other molecules. With a free user account, you can edit pages in Proteopedia. Visit the Main Page to learn more. Go I Search | Welcome to Proteopedia, The free, collaborative 3D encyclopedia of proteins & other molecules About ■ Editing ■ Help Video Guide ■ Table of Contents ■ Content [Topic Pages) ■ What's New Exciting news! TheScientist "Labby Award" Winner Publish your Proteopedia Page in BAMBED Journal of Biological Inorganic Chemistry Proteopedia is the winner of the 2010 TheScientist "Best Science Website" Labby Awards €?. Congratulations to all Proteopedia Users! LABBY 1 1 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 if. The Journal of Biological Inorganic Chemistry (JBIC) €? now publishes Interactive 3D Complements in Proteopedia for each of their macromolecular 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 October7th, 2009 the Nobel Committee announced three structural biologists would share the 2009 Nobel Prize in Chemistry if 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 Ramakrishnan 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.... lamp -=:i ihi mit nn/nff ihi mit nri/nff ■ I Jrnol script terminated Strukturní databáze □ □ □ 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. 352. 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/ Strukturní databáze