Bioinformatyka wykład 9

Podobne dokumenty
Bioinformatyka wykład 8

Przegląd budowy i funkcji białek

Budowa aminokwasów i białek

Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu

Informacje. W sprawach organizacyjnych Slajdy z wykładów

Bioinformatyka wykład 8, 27.XI.2012

Struktura i funkcja białek (I mgr)

4.1 Hierarchiczna budowa białek

Slajd 1. Slajd 2. Proteiny. Peptydy i białka są polimerami aminokwasów połączonych wiązaniem amidowym (peptydowym) Kwas α-aminokarboksylowy aminokwas

Bioinformatyka wykład 10

Bioinformatyka II Modelowanie struktury białek

Bioinformatyka wykład 10.I.2008

Bioinformatyka II Modelowanie struktury białek

Spis treści. Przedmowa... XI. Wprowadzenie i biologiczne bazy danych. 1 Wprowadzenie Wprowadzenie do biologicznych baz danych...

Ogólna budowa aminokwasów

Bioinformatyka. z sylabusu... (wykład monograficzny) wykład 1. E. Banachowicz. Wykład monograficzny Bioinformatyka.

Chemiczne składniki komórek

Generator testów bioinformatyka wer / Strona: 1

października 2013: Elementarz biologii molekularnej. Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Podstawy projektowania leków wykład 12

Białka - liniowe kopolimery. złożone z aminokwasów. Liczba rodzajów białek - nieznana

AMINOKWASY i BIAŁKA. dr Jacek Śmietański. Instytut Informatyki. Edycja 2016 / 2017.

Przegląd budowy i funkcji białek - od enzymów do prionów -

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU KSZTAŁT BIAŁEK.

Oddziaływanie leków z celami molekularnymi i projektowanie leków

Przewidywanie genów i budowa białek

Aminokwasy, peptydy i białka. Związki wielofunkcyjne

2. Produkty żywnościowe zawierające białka Mięso, nabiał (mleko, twarogi, sery), jaja, fasola, bób (rośliny strączkowe)

MECHANIZMY WZROSTU i ROZWOJU ROŚLIN

Sztuczna Inteligencja Tematy projektów Sieci Neuronowe

Bioinformatyka. z sylabusu...

Translacja i proteom komórki

Biologia medyczna II, materiały dla studentów kierunku lekarskiego

Bioinformatyka wykład 11, 11.I.2011 Białkowa bioinformatyka strukturalna c.d.

Do zapisu danych w pliku PDB używa się znaków ASCII o graficznej reprezentacji czyli:

Warszawa, 25 sierpnia 2016

protos (gr.) pierwszy protein/proteins (ang.)

Wpływ heterocyklicznego ugrupowania na natywną konformację naturalnych peptydów

Instrukcja do Gry Fold it

Motywy pakowania struktur helikalnych. ridges and grooves

Wykład Bioinformatyka. Wykład 9. E. Banachowicz. Zakład Biofizyki Molekularnej IF UAM

biologiczne mechanizmy zachowania seminarium + laboratorium M.Eng. Michal Adam Michalowski

Bioinformatyka wykład 3.I.2008

Inteligentne systemy decyzyjne: Uczenie maszynowe sztuczne sieci neuronowe

Wykład 3. Makrocząsteczki w roztworze i w stanie skondensowanym.

Optymalizacja optymalizacji

WYKŁAD 4: MOLEKULARNE MECHANIZMY BIOSYNTEZY BIAŁEK. Prof. dr hab. n. med. Małgorzata Milkiewicz Zakład Biologii Medycznej.

Generator testów Biochemia wer / Strona: 1

Właściwości fizykochemiczne białek

Elementy bioinformatyki. Aminokwasy, białka, receptory. Andrzej Bąk Instytut Chemii UŚ chemoinformatyka wykład 1

Zastosowanie banku asferycznych pseudoatomów w badaniach oddziaływań elektrostatycznych palców cynkowych z DNA

PODSTAWY BIOINFORMATYKI 8 DOPASOWYWANIE SEKWENCJI AMINOKWASÓW

Modelowanie białek ab initio / de novo

Modelowanie białek ab initio / de novo

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Substancje o Znaczeniu Biologicznym

Podstawy projektowania leków wykład 6

Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta

Dokowanie molekularne. Andrzej Bąk Instytut Chemii UŚ chemoinformatyka wykład 1

Wstęp do teorii sztucznej inteligencji Wykład II. Uczenie sztucznych neuronów.

Właściwości błony komórkowej

Sztuczne sieci neuronowe

etyloamina Aminy mają właściwości zasadowe i w roztworach kwaśnych tworzą jon alkinowy

Przedziały wewnątrzkomórkowe siateczka śródplazmatyczna (ER)

Uniwersytet Warszawski Wydział Fizyki. Aleksander Wiński Nr albumu:

Przewidywanie struktury kanału białkowego z wykorzystaniem probabilistycznych gramatyk formalnych oraz modelu ciągłego przepływu jonów

Bioinformatyka wykład 12, 18.I.2011 Białkowa bioinformatyka strukturalna c.d.

Wykład 2. Kinetyka reakcji enzymatycznych.

Chemiczne składniki komórek

OBLICZENIA ZA POMOCĄ PROTEIN

Elementy kognitywistyki II: Sztuczna inteligencja. WYKŁAD X: Sztuczny neuron

KARTA PRACY DO ZADANIA 1. Pomiar widma aminokwasu na spektrometrze FTIR, model 6700.

PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 4 DOPASOWANIE SEKWENCJI

ROLA WAPNIA W FIZJOLOGII KOMÓRKI

Wykład 3. Termodynamika i kinetyka procesowa - wykład 2. Anna Ptaszek. 24 kwietnia Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Wstęp do teorii sztucznej inteligencji Wykład III. Modele sieci neuronowych.

Transportowane cząsteczki CO O, 2, NO, H O, etanol, mocznik... Zgodnie z gradientem: stężenia elektrochemicznym gradient stężeń

Transport przez błony

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

( ) ρ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Rozkład ładunku i momenty dipolowe cząsteczek. woda H 2 O. aceton (CH 3 ) 2 CO

Nośnikiem informacji genetycznej są bardzo długie cząsteczki DNA, w których jest ona zakodowana w liniowej sekwencji nukleotydów A, T, G i C

WARSZTATY olimpijskie. Co już było: Atomy i elektrony Cząsteczki i wiązania Stechiometria Gazy, termochemia Równowaga chemiczna Kinetyka

Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca. Uczeń:

Wykład 6. Anna Ptaszek. 8 września Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Fizykochemia biopolimerów - wykład 6.

Przedziały wewnątrzkomórkowe siateczka śródplazmatyczna (ER) Pochodzenie ER

PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 4 DOPASOWANIE SEKWENCJI

Modelowanie homologiczne

Przewidywanie struktur białek

Structure and Charge Density Studies of Pharmaceutical Substances in the Solid State

IMPLEMENTACJA SIECI NEURONOWYCH MLP Z WALIDACJĄ KRZYŻOWĄ

Różne typy wiązań mają ta sama przyczynę: energia powstającej stabilnej cząsteczki jest mniejsza niż sumaryczna energia tworzących ją, oddalonych

Dr. habil. Anna Salek International Bio-Consulting 1 Germany

Podstawy Automatyki. Wykład 4 - algebra schematów blokowych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

synaptycznych wszystko to waży 1.5 kg i zajmuje objętość około 1.5 litra. A zużywa mniej energii niż lampka nocna.

Konformery paklitakselu

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Regulacja ekspresji genów. Materiały dydaktyczne współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

Wiązania jonowe występują w układach złożonych z atomów skrajnie różniących się elektroujemnością.

Transkrypt:

Bioinformatyka wykład 9 14.XII.21 białkowa bioinformatyka strukturalna krzysztof_pawlowski@sggw.pl 211-1-17 1

Plan wykładu struktury białek dlaczego? struktury białek geometria i fizyka modyfikacje kowalencyjne białka globularne a białka transmembranowe i włókniste 211-1-17 2

Thornton Nat Struct Biol. 2; 7 Suppl:991-4. 211-1-17 3

Łańcuch białkowy: Regularny łańcuch główny (main chain), Kodowane przez geny łańcuchy boczne (side chains) ~ 2 1 sekwencji ~ 3 1 konformacji 211-1-17 4

Protein chain Covalent bond lengths:.9 1.8 Å Peptide bond Covalent bond angles: 19 o 12 o Amino-acid residue Atom radii: 1 2 Å 211-1-17 5

Wiązania wodorowe likelihood of finding an unsatisfied hydrogen bond in a protein is insignificant Protein Sci. 25;14:1911 Problem definicji wykrywania wiązania wodorowego w znanych strukturach 211-1-17 6

Wiązania wodorowe cząsteczka wody Oddziaływanie dipol-dipol Energia wiązania wodorowego w białku rzędu 2 kcal/mol (w wodzie 5 kcal/mol ) wiązania białko-białko oraz białko-woda 211-1-17 7

Wiązania wodorowe Donor: H w grupach OH, NH, NH2 (NH - łańcuch główny) Akceptor: O, N (wolne pary elektronowe). (CO - łańcuch główny) Łańcuchy boczne np. Ser, Tyr (często mogą być akceptorami oraz donorami WODA 211-1-17 8

211-1-17 9

211-1-17 1

Struktury drugorzędowe Struktury drugorzędowe: α helisa (α helix) - stabilizowana wiązaniami wodorowymi w helisie β struktura (β sheet) - stabilizowana wiązaniami wodorowymi z inną β strukturą; układy równoległe i antyrównoległe zwrot β (β turn, reverse turn, harpin bend) pętla (loop) - łączy inne struktury zwój (coil, random coil) - pozostałe struktury 211-1-17 11

Łańcuch białkowy 211-1-17 12

Plan wykładu struktury białek dlaczego? struktury białek geometria i fizyka modyfikacje kowalencyjne białka globularne a białka transmembranowe i włókniste regiony nieuporządkowane 211-1-17 13

Modyfikacje posttranslacyjne Cięcia łańcucha białkowego (proteoliza) Glikozylacja,... Modyfikacje końców (acetylacja,...) Modyfikacje łańcuchów bocznych (wiązania dwusiarczkowe, fosforylacja,...) Wiązanie kofaktorów, jonów, Efektywnie alfabet aminokwasowy się powiększa 2 N 211-1-17 14

Side chains 211-1-17 15

Przewidywanie glikozylacji sieci neuronowe, www.cbs.dtu.dk 211-1-17 16

Przewidywanie fosforylacji sieci neuronowe, www.cbs.dtu.dk 211-1-17 17

Sieci neuronowe - sekwencja jest analizowana zachodzącymi oknami (13-17 aminokwasów); na wejściu podawana jest sekwencja w oknie; przewidywana jest struktura dla aminokwasu centralnego; uwzględniane są oddziaływania aminokwasów na siebie przy określaniu struktury - analiza w kontekście; sieć jest uczona na sekwencjach o znanej strukturze, podczas uczenia określane są wagi, które są później nadawane sygnałom; przewiduje struktury 2D i regiony hydrofobowe sekwencja wejściowa w oknie L S W T K C Y A V S G A P 1 warstwa ukryta α β coil warstwa wyjściowa przewidywana struktura 211-1-17 18 warstwa wejściowa - 1 jedn. wej. dla każdego aa w oknie; informacje o innych aa, właściwości, profil 1 α

Istota działania sztucznego neuronu: Sumowanie sygnałów wejściowych z odpowiednią wagą i poddanie sumy funkcji aktywacji y i = f ( N j= 1 W ij x j ) Xj sygnał wejściowy Wij współczynniki wagowe wagi synaptyczne przy ujemnych wagach neuron przekazuje sygnał gaszący, przy dodatnich - pobudzający 211-1-17 19

Modyfikacje lokalne a długozasięgowe Przewidywanie oddziaływań długozasięgowych znacznie trudniejsze Parowanie struktur beta Parowanie cystein w mostkach dwusiarczkowych 211-1-17 2

Modyfikacje sekwencyjnie specyficzne a niespecyficzne Rzadsze modyfikacje, np. glutationylacja bądź nitrozylacja cystein, mogą być trudniejsze do przewidzenia na podstawie lokalnej sekwencji 211-1-17 21

Plan wykładu struktury białek dlaczego? struktury białek geometria i fizyka modyfikacje kowalencyjne białka globularne a białka transmembranowe i włókniste regiony nieuporządkowane 211-1-17 22

Białka globularne Białka transmembranowe Białka włókniste 211-1-17 23

Białka wielodomenowe Znaczna część białek u eukariontów to białka wielodomenowe, niekiedy zawierające regiony transmembranowe oraz domeny globularne 211-1-17 24

Białka transmembranowe Kanały jonowe Transportery Receptory (7TM, RTK, ) Proteazy 211-1-17 25

Białka transmembranowe 211-1-17 26

ludzki receptor dopaminy - hydrofobowość 211-1-17 27

przewidywanie topologii transmembranowej ludzki receptor dopaminy HMM, www.cbs.dtu.dk 211-1-17 28

Pamiętajmy o błędach! 211-1-17 29