多序列比对及蛋白质功能及结构预测.pdfVIP

Categorized | 生物信息学 多序列比对及蛋白质功能及结构预测(1) Posted on 18 五月 2009 by 柳城 ，阅读 356 简洁版 多序列比 对 简介： 双序列比对是序列分析的基础。然而，对于构成基因家族的成组的序列来说，我 们要建立多个序列之间的关系，这样才能揭示整个基因家族的特征。多序列比对 在阐明一组相关序列的重要生物学模式方面起着相当重要 的作用。 多序列比对有时用来区分一组序列之间的差异， 但其主要用于描述一组序列之 间的相似性关系，以便对一个基因家族的特征有一个简明扼要的了解。与双序列 比对一样，多序列比对的方法建立在某个数学或生物学模型 之上。 因此，正如我们不能对双序列比对的结果得出正确或错误的简单结论一样， 多序列比对的结果也没有绝对正确和绝对错误之分，而只能认为所使用的模 型 在多大程度上反映了序列之间的相似性关系以及它们的生物学特征。 目前，构建多序列比对模型的方法大体可以分为两大类。 第一类是基于氨 基酸残基的相似性，如物化性质、残基之间的可突变性等。 另一类方法则 主要利用蛋白质分子的二级结构和三级结构信息，也就是说根据序列的高级结构 特征确 定比对结果。这两种方法所得结果可能有很大差别。一般说来，很难断 定哪种方法所得结果一定正确，应该说，它们从不同角度反映蛋白质序列中所包 含的生物学信息。 基于序列信息和基于结构信息的比对都是非常重要的比对模型，但它们都有不可 避免的局限性，因为这两种方法都不能完全反映蛋白质分子所携带的全部信 息。 蛋白质序列是经过DNA 序列转录翻译得到的。从信息论的角度看，它 应该与DNA 分子所携带的信息更为接近。而蛋白质结构除了序列本身带来的信 息外，还 包括经过翻译后加工修饰所增加的结构信息，包括残基的修饰，分子 间的相互作用等，最终形成稳定的天然蛋白质结构。因此，这也是对完全基于序 列数据比对方法 批评的主要原因。 如果能够利用结构数据，对于序列比对无疑有很大帮助。不幸的是，与大量的序 列数据相比，实验测得的蛋白质三维结构数据实在少得可怜。在大多数情况 下， 并没有结构数据可以利用，我们只能依靠序列的相似性和一些生物化学特性建立 一个比较满意的多序列比对模型。 多序列比对的定义 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 为了便于描述，对多序列比对过程给出下面的定义。把多序列比对看作一张二维 表，表中每一行代表一个序列，每一列代表一个残基的位置。将序列依照下列 规 则填入表中： （a）一个序列所有残基的相对位置保持不变； （b）将不同序列 间相同或相似的残基放入同一列，即尽可能将序列间相同或相似残基上下对齐 （表1）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Y D G G A V - E A L Ⅰ Y D G G - - - E A L Ⅱ ⅢF E G G I L V E A L ⅣF D - G I L V Q A V ⅤY E G G A V V Q A L 表1 多序列比对的定义 表示五个短序列（I-V）的比对结果。通过插入空位，使5