蛋白质相互作用网络课件

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蛋白质蛋白质相互作用ppt课件

个物种的蛋白质进行交互 Blast，即利用一个物种的一个蛋白质对第二个物种的所有蛋白质进行Blast，再将在第二个物种中得到的E值最小的蛋白质序列对第一个物种的所有蛋白质进行Blast，如在第一个物种中E值最小的蛋白质是原来用来对第二个物种进行 Blast的蛋白质，则这两个蛋白质互为直系同源蛋白质。
在应用中，通常利用三个物种进行交互Blast以便更好地确定直系同源蛋白质。
Org A, Protein1 Blast Org B, All proteins P2 with smallest E value
IleS-MG345- MJ0947
Org B, Protein2 Blast Org A, All proteins P1 with smallest E value
基因位点的上下文基因临近
聚集
分散
基因融合 (Rosetta-Stone method )
电子双杂交
系统发育上下文
系统发生谱方法系统树相近 (Mirror tree)
基因表达: mRNA共表达
.
20
一些重要的概念
Ortholog: 直系同源，是指不同物种中来自同一个祖先的基因和蛋白质。
.
35
Mirror Trees Method
该方法的假设前提是：相互作用的蛋白可能是共进化的。方法是：计算包含
不同物种的蛋白质家族间的进化距离，构建各自相应的进化树，在进化树之间相
似性距离的基础上，构建镜像树，然后由镜像树之间的相似性距离和蛋白质在镜
像树上的位置确定蛋白质之间的两两相互作用。
.
36
.
31
基因组临近/ 基因临近 (1)

蛋白质相互作用

蛋白质相互作用与代谢性疾病
蛋白质相互作用在心血管疾病中发挥重要作用，如动脉粥样硬化的发生和发展。
心血管疾病
蛋白质相互作用也与自身免疫性疾病的发病有关，如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮中的免疫细胞信号转导。
自身免疫性疾病
蛋白质相互作用与其他疾病
蛋白质相互作用的干预策略
06
基于小分子的干预策略
总结词：通过小分子调节蛋白质相互作用，改变蛋白质复合物的组成或活性，从而调控细胞功能。
蛋白质相互作用与神经退行性疾病
肥胖症
蛋白质相互作用也与肥胖症的发生有关，如脂肪细胞分化、脂肪代谢等过程中的蛋白质相互作用。
非酒精性脂肪肝
蛋白质相互作用还涉及非酒精性脂肪肝的发病机制，如脂肪酸氧化和甘油三酯的积累。
糖尿病
蛋白质相互作用在糖尿病的发生发展中起到重要作用，如胰岛素与其受体之间的相互作用和信号转导。
蛋白质磷酸化修饰对相互作用的调控
去乙酰化酶抑制剂可以抑制去乙酰化酶的活性，从而增强乙酰化修饰的作用，促进蛋白质相互作用。这些抑制剂在癌症治疗和其他疾病治疗中具有潜在的应用价值。
乙酰化是一种通过将乙酰基团添加到蛋白质的特定氨基酸残基上，如赖氨酸和精氨酸，来调节蛋白质活性和功能的过程。这种修饰通常由乙酰化酶和去乙酰化酶催化。
结构生物学方法
VS
通过计算机模拟蛋白质的动态行为，预测蛋白质相互作用的模式和稳定性。
序列比对和进化分析
通过比较不同物种间同源蛋白质的序列差异，推断相互作用的可能性和进化关系。
分子动力学模拟
计算生物学方法
蛋白质相互作用网络
03Biblioteka 通过将两个蛋白质分别与两个转录激活因子融合，在酵母细胞中检测它们之间的相互作用。

蛋白质相互作用课件

PPT学习交流
13
• 抵御外来细菌和病毒的抗体及免疫类物质，当蛋白质充足时，一旦需要这些抗体和免疫物质在数小时内就可以增加数百倍。
• 参与细胞的信号转导，调控细胞的发育和凋亡，及至生物体的命运。
• 形成生物体的渗透压，引发生物体的各种活动，例如肌肉的做功等。
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14
• 3.运输载体
• 蛋白质是生物体内很多重要的代谢物和营养素的载体。 • 氧、脂类、维生素、矿物质与微量元素都需要利用各种蛋白质运输到
生物体需要的地方。 • 例如，血红蛋白质可以输送氧；脂蛋白可以输送脂肪。 • 蛋白质还可以充满营养物质储备，例如植物种子中的大量蛋白质，就
是在萌发时用的储备。
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15
• 4.供给能量
• 多数节点有少量连接， • 少数节点有大量连接。
• 这种特性表明：
• 生物分子网络拥有动态过程， • 少数节点所代表的生物分子起到关键作用。
• 细胞的新陈代谢有着无标度的拓扑属性；在代谢反应中：
2.生物分子网络具有 • 多数的代谢酶解物仅参与了1个或2个反应，
• 而少数几个酶解物则参与了众多反应，发挥着代谢中枢的作用。
• 生物分子网络也具有适应性：
• 当外界环境发生变化时，也表现出适应性，这些性质的产生机制都是目前研究的重点。
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8
• 蛋白质（protein）是一种复杂的有机化合物，也称“多肽”，它由氨基酸分子排列的线性链所构成，其氨基酸序列是由对应的基因序列（遗传密码）所确定。
• 除了按照遗传密码所编码的十种标准氨基酸外，在某些生物体中，遗传密码还包括其他氨基酸。
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21
蛋白质相关知识及研究蛋白质相互作用的必要性

蛋白质相互作用研究方法46页PPT

▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
46而不在我们的后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚的工人总是说工具不好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎能克服任何恐惧。因为，请记住，除了在脑海中，恐惧无处藏身。-- 戴尔．卡耐基。

化学生物学第六章化学物质与蛋白质的相互作用ppt课件

一般PEG的分子量需大于4000，最常用的是6000和 20000。所用的PEG浓度通常为20%，浓度再高，会使粘度增大，造成沉淀的回收比较困难。PEG对后继分离步骤影响较少，因此可以不必除去。
资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
第二类为Ca2+，Ba2+，Mg2+和Pb2+能和蛋白质分子表面的羧基结合，但不和含氮化合物相结合。
第三类为Ag+，Hg2+和Pb2+能和蛋白质分子表面的巯基相结合。
资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
这类化合物包括鞣酸（又称单宁）、苦味酸（即2,4,6-三硝基苯酚）、三氯乙酸、磺酰水杨酸等。
资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
单宁是一种多酚类化合物的寡聚体，它们的酚羟基可以解离而带有负电荷，而且分子中的苯环、多个羟基可以与蛋白质发生非共价相互作用，结合在蛋白质的表面，然后在蛋白质分子之间形成多点交连而成网络结构，最终导致聚集而沉淀
资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
2，等电点沉淀
蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，也有等电点。在等电点时，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移动。
等电点沉淀法的一个主要优点是很多蛋白质的等电点都在偏酸性范围内，而无机酸通常价较廉，并且某些酸，如磷酸、盐酸和硫酸的应用能为蛋白质类食品所允许。同时，常可直接进行其他纯化操作，无需将残余的酸除去。

(2021)蛋白相互作用完美版PPT

在体外和体内(大肠杆菌BL21 中) 分别证明了,只有借助亮氨酸拉链的相互作用,GFP 的2 个多肽片段才能够靠近,重新形成完整的GFP
的第158 位氨基酸. 在体外和体内(大肠杆菌BL21 蛋白,并发射荧光.
青色荧光蛋白（cyan fluorescent protein, CFP）、黄色荧光蛋白（yellow fluorescent protein, YFP）为目前蛋白-蛋白相互作用研究中
单,由于只是检测荧光的有无, 因而背景干净, 检测更加灵敏. 重建后的荧光蛋白结构较稳定,双分子荧光互补技术还可以用于研究蛋白质之间的弱相互作用或瞬间相互作用[
3) 必须通过酵母细胞培养才能观察到结果,耗时较长.
的亮氨酸拉链介导的GFP 重组实验. 该实验选用两段重组基因在细胞中融合表达，若目标蛋白间存在相互作用，通过linker 牵引荧光蛋白的N 端片段与C 端片段就能够相互靠近，进而
形成荧光蛋白生色团重新发出荧光.
了易被检测的GFP 蛋白,将其从氨基酸Gln157- 系统中相互作用的蛋白在其天然环境中处于不同
在荧光显微镜下检测是否有互补荧光产生，就可以推断出两目标蛋白是否发生了相互作用。
Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC)
Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC)
• 优点： • BiFC系统对仪器要求低、数据处理相对简
Identifying Protein-Protein Interactions: FRET
Identifying Protein-Protein Interactions: FRET
• 青色荧光蛋白（cyan fluorescent protein, CFP）、黄色荧光蛋白（yellow fluorescent protein, YFP）为目前蛋白 -蛋白相互作用研究中最广泛应用的FRET对。CFP的发射光谱与YFP的吸收光谱相重叠。将供体蛋白CFG和受体蛋白YFG分别与两种目的蛋白融合表达。当两个融合蛋白之间的距离在5-10nm的范围内，则供体CFP发出的荧光可被YFP吸收，并激发YFP发出黄色荧光，此时通过测量CFP荧光强度的损失量来确定这两个蛋白是否相互作用。两个蛋白距离越近，CFP所发出的荧光被YFP接收的量就越多，检测器所接收到的荧光就越少。

蛋白质相互作用技术研究的几种技术ppt课件

（6） SDS-PAGE, Western b精l品o课t件ting或质谱仪分析.
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四、双分子荧光互补技术( bimolecular fluorescence complementation , BIFC)
2
一、细菌双杂交系统
Two-hybrid system 是90年代初发展起来的新方法，可用于分离能与已知靶蛋白质（target protein）相互作用的基因。
基本原理：真核生物的转录因子大多是由两个结构上分
开、功能上独立的结构域组成的,如GAL4 （酵母转录激活蛋白Gal4的基因）。这两个结构域各具功能，互不影响。但一个完整的激活特定基因表达的激活因子必须同时含有这两个结构域，否则无法完成激活功能。
精品课件
3
• 酵母激活因子 GAL4：N端：147个氨基酸组成的 DNA结合域(BD)， C端：113个氨基酸组成的转录激活域(AD)。GAL4分子的DNA结合域可以和上游激活序列(upstream activating sequence，UAS)结合，而转录激活域则能激活UAS下游的基因进行转录。
Y
does X bind with a protein?
to tal m R N A re v e rs etra n s c rip ta s e
cDNA y e a s t p l a s m i d e x p r e s s i o n v e c t o r
transfection
activation domain
蛋白质相互作用研究技术
汇报人: 布沙热木.阿布力孜
玛伊热.努热艾合买提
夏尤普.玉苏甫
阿布力米提.莫明
精品课件
1

DNA-蛋白质的相互作用ppt课件

poly(dI-dC) (5 mg/ml) 0.1ml、
2.在细胞提取物中加入缓冲液C至5 ml。
3.加10~15 mg上述溶液（£5 ml)到反应混合物中，总体积应不大于25 ml。
4.在室温下培养20min。
5.加入2.5 ml的填充染料。
6.装载样品到4%的聚丙烯酰胺凝胶柱中。
7.室温下跑电泳2.5h，至溴酚蓝距底部1cm处停止。
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前景与展望：进一步研究DNA~蛋白质的相互作用需要生物学、化学、医学、物理学、计算机学及电子学等多学科的协作。随着各种新技术在这个研究领域的应用，人类一定能在不远的将来揭开蛋白质与核酸相互作用的规律。
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谢谢！
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4.染色质免疫沉淀和免疫沉淀复合体的纯化用目的蛋白特异性的抗体进行染色质免疫沉淀。抗体的量要进行优化防止非特异的结合。用ProteinA/G-Agarose/Sepharose回收免疫沉淀复合体。经过洗涤除去非特异结合的染色质后，用1%SDS+NaHCO3洗脱免疫沉淀复合体。
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5.交联反应的逆转和DNA的纯化在免疫沉淀复合体中加入不含Dnase 的Rnase，proteinase K。 65℃保温6h使交联逆转。经酚氯仿抽提-乙醇沉淀纯化DNA。纯化的DNA极少，可用色谱定量。
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八、染色体免疫沉淀技术
Chromatin immunoprecipitation （ChIp）
1.技术介绍在生理状态下把细胞内的DNA与蛋白质交联在一起，超声波将染色质打碎后，用所要研究的目的蛋白特异性的抗体沉淀这种交联复合体。只有与目的蛋白结合的DNA片段才能够被沉淀下来
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2、主要步骤及内容

蛋白质的相互作用研究方法课件.ppt

蛋白质的相互作用研究方法课件
四、Bimolecular Fluorescent Complementation
蛋白质的相互作用研究方法课件
蛋白质的相互作用研究方法课件
五、Yeast Two－Hybrid Systerm
蛋白质的相互作用研究方法课件
1.原理酵母双杂交系统由Fields和Song等首先在研究真
蛋白质的相互作用研究方法课件
蛋白质的相互作用研究方法课件
2008年诺贝尔化学奖
蛋白质的相互作用研究方法课件
GFP主要应用: • 对活细胞中的蛋白质进行准确定位及动态观察
可实时原位跟踪特定蛋白在细胞生长、分裂、分化过程中或外界刺激因子的作用下的时空表达, 如某种转录因子的核转位、蛋白激酶C的膜转位等。
GFP基因与分泌蛋白基因连接后转染细胞, 可动态观察该分泌蛋白分泌到细胞外的过程
GFP基因与定位于某一细胞器特殊蛋白基因相连,就能显示活细胞中细胞核、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的结构及病理过程。
膜蛋白的移动（Fluorescence Recovery After Photobleaching FRAP ） • 蛋白之间的相互作用（FRET） • 报告分子将GFP的基因连在特殊的启动子的后面，可以检测基因表达的时间和部位。
容易检测分子量小
Douglas Prasher was the 不需要其它底物
first person to realize the potential of GFP as a tracer molecule.
Douglas Prasher 1992 克隆了GFP基因
蛋白质的相互作用研究方法课件
核基因转录调控中建立。典型的真核生长转录因子，如GAL4、GCN4、

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• 将此内容看作是一个“蛋白质相互作用网络”（PPIN ）的尝试性定义。
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Protein interaction：two or more proteins (same or different) interact or form complex
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蛋白质相关知识及研究蛋白质相互作用的必要性
第九章蛋白质相互作用网络
比较基因组学与生物信息学实验室
蛋白质
• 蛋白质（protein）是一种复杂的有机化合物，也称“多肽”，它由氨基酸分子排列的线性链所构成，其氨基酸序列是由对应的基因序列（遗传密码）所确定。
• 除了按照遗传密码所编码的十种标准氨基酸外，在某些生物体中，遗传密码还包括其他氨基酸。
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蛋白质相互作用：
1. 通过对蛋白质相互作用的研究，认识生命活动的基本规律。（科学）
2. 利用蛋白质相互作用，发展技术，用于研究生命活动的规律或应用性技术。（技术）
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蛋白相互作用网络
• PPIN在许多生物过程和研究防治疾病中发挥着非常重要的作用。
• PPIN的研究比基因网络更为复杂和困难。 • 蛋白质相互作用网络近年来明显发展较快。
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• 抵御外来细菌和病毒的抗体及免疫类物质，当蛋白质充足时，一旦需要这些抗体和免疫物质在数小时内就可以增加数百倍。
• 参与细胞的信号转导，调控细胞的发育和凋亡，乃至生物体的命运。
• 形成生物体的渗透压，引发生物体的各种活动，例如肌肉的做功等。
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3.运输载体
• 蛋白质是生物体内很多重要的代谢物和营养素的载体。
实验分析的方法由简入繁。研究的深度
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酵母蛋白质相互作用联络图人蛋白质相互作用联络图
如此复杂的相互作用，哪些是有相关功能的？哪些是“噪音”？
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整体
系统
单体
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部分
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在研究PPIN的计算方法中面临着许多挑战性问题。
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1.组成和修复生物体
• 蛋白质是生物体细胞的基本构成物质。 • 人体的肌肉、内脏、皮肤、大脑、毛发、血液及骨骼等的主要
成分都是蛋白质。
• 蛋白质还可以帮助伤口血液凝固并促进其愈合。
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2.调节生物体的生理机能
构成生物体差不多所有的生命活性物质，例如：
• 催化体内各种生物化学反应的酶 • 调节机体生长、发育并行使正常生理功能的激素
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2
蛋白质
• 蛋白质残基可以在被翻译后修饰而发生化学变化，并改变其物理、化学及生物学性能，从而改变蛋白质的功能。
• 多个蛋白质可以组成复合体来实现某一特定功能。
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一、蛋白质的功能
蛋白质的功能很多，例如以下几种最基本的生理功能：
• 1.组成和修复生物体 • 2.调节生物体的生理机能 • 3.运输载体 • 4.供给能量
• 氧、脂类、维生素、矿物质与微量元素都需要利用各种蛋白质运输到生物体需要的地方。
例如，血红蛋白质可以输送氧；脂蛋白可以输送脂肪。
• 蛋白质还可以充当营养物质储备，例如植物种子中的大量蛋白质，就是在萌发时用的储备。
学习交质中含碳、氢、氧元素，当机体需要时，可以被代谢系统分解，释放出能量。
在所有生命活动中，蛋白质之间的相互作用是必不可少的，它是细胞进行一切代谢活动的基础。细胞接受外源或是内源的信号，通过其特有的信号途径，调节其基因的表达，以保持其生物学特性。在这个过程中，蛋白质占有很重要的地位，它可以调控, 介导细胞的许多生物学活性。
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为了更好地理解细胞的生物学活性，必须很好地理解蛋白质单体和复合物的功能，这就会涉及到蛋白质相互作用的研究。因此，揭示蛋白质之间的相互作用关系、建立相互作用关系的网络图，已成为蛋白质组学研究中的热点,也是后基因时代的难题所在。研究蛋白质相互作用的方法也就具有更为重要的意义。
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二、蛋白质组学
• 蛋白质组学是应用各种技术研究蛋白质组的一门新兴科学。
• 其目的是从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。
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三、蛋白质相互作用网络
• 蛋白质的相互作用(PPI, Protein-protein interaction) 是指蛋白质分子之间的相关性，并从生物化学、信号转导和遗传网络的角度研究这种相关性。
• 蛋白质组学（Proteomics）主要是大规模地研究蛋白质的结构和功能。
• 定义：在一定时间内一个细胞或一类细胞中存在的所有蛋白质被称为蛋白质组（proteome），意指proteins expressed by a genome，即一个细胞或一个组织的“基因组所表达的全部蛋白质”。
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有一些蛋白质可以以单体的形式发挥作用，但是大部分的蛋白质都是和伴侣分子或是与其他蛋白质一起发挥作用的。
人类蛋白质组
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基因组计划--大量的新基因不断被发现，然而单纯的基因组DNA序列尚不能解答许多生命问题。基因是相对静态的，而基因编码的产物—蛋白质则是动态的，具有时空性和调节性，是生物功能的主要体现者和执行者。蛋白质的表达水平、存在方式以及相互作用等直接与生物功能相关。
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蛋白质相互作用关系的复杂性，超出任何个人或特定机构的研究能力。
如何研究蛋白质相互作用？
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考虑到PPIN的复杂性，研究人员往往从多种方向和视角来研究某一生物所有的蛋白质相互作用。
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运用生物信息学的方法由繁入简。研究的广度
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• 综上所述，蛋白质参与了生命的几乎所有过程，例如遗传、发育、繁殖、物质和能量的代谢、应激等。
• 揭示生物体内成千上万种蛋白质的具体功能及其实施功能的机制，是在21世纪后基因组时代蛋白质研究的核心内容，也是当前生物科学极富挑战性的研究领域之一。
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二、蛋白质组学