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蛋白质三维结构预测 Cao Yang 2015/5/18 Determine Protein Structure  X-ray crystallography (gold standard)  Grow crystals, rate limiting, relies on the repeating structure of a crystalline lattice  Collect a diffraction pattern  Map to real space electron density, build and refine structural model  Painstaking and time consuming 2 STAT115 蛋白质结构预测问题 序列——结构——功能 ….-Gly-Ala-Glu-Phe-…. ！ FUNCTION 蛋白质三维结构预测 历史悠久: 超过30年 蛋白质三维结构预测被誉为计算生物学的 “圣杯” 持续性的研究，专门的比赛: CASP (1994-2014) 用途：蛋白质相互作用、大分子复合物的组装、优 化和完善实验所得结构 （X-ray 、 NMR以及电镜结 构）、药物设计、功能注释、蛋白质工程等 4 Anfinsen theory  1957年, Anfinsen证明 了变性的核糖核酸酶A 可以自发地折叠成为有 天然酶活性的蛋白质分 子。  假说: 氨基酸序列决定 了其三维空间结构－ 自然状态有最低的自由 能。 怎样到达折叠好的状态？ 能量 （打分）函数 0 bond lengths bond angles van der Waals A + - electrostatics B hydrogen bonds dihedral angles 有哪些信誉好的足球投注网站算法  蒙特卡罗  遗传算法  动态规划  宽/深度优先有哪些信誉好的足球投注网站  D  贪婪算法  …… 蛋白三维结构预测的主要方法 基于模板的结构预测 (1) 同源模建 Homology modeling (2) 折叠识别 Fold Recognition/Threading 不依赖于模板的结构预测 (3) 从头计 Ab initio/de novo prediction 同源模建 同源模建 Homology Modeling Homology Modeling Homology mo