範例:hHO-1(human heme oxygenase-1) 人類血紅素加氧酶-1
1. 從實驗中發現hHO-1有二聚體的形成,而且這些二聚體僅僅在蛋白質全鏈時才能夠被測得。因此給予以下的假設,hHO-1座落在內質網 (endoplasmic reticulum; ER) 的網膜上是利用蛋白質序列的C端(The C-terminal region)的跨膜結構區段 (transmembrane segment; TMS),因此最有可能發生二聚體的介面 (dimeric interface) 是在此一跨膜結構區段上。如果要證明這個假設,就要進行胺基酸的單點突變實驗,可是要在哪一個或哪些胺基酸進行單點突變呢?
2. 搜尋蛋白質結構資料庫 ( Protein Data Bank; PDB; http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do) 後,hHO-1(全長288胺基酸)的三級結構不包括C端的片斷 (1-223胺基酸)
3. 預測蛋白質二級結構和跨膜a螺旋 (a-helix) 結構來決定跨膜區段的可能的範圍,可以運用的工具有:
預測二級結構 |
網址 |
PredictProtein |
https://www.predictprotein.org/ |
PSIpred |
http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/ |
Scratch Protein Predictor |
http://scratch.proteomics.ics.uci.edu/index.html |
PredictProtein |
https://www.predictprotein.org/ |
PSIpred |
http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/ |
SOSUI |
http://harrier.nagahama-i-bio.ac.jp/sosui/ |
綜合以上三級結構及二級結構預測的結果,以圖形來顯示hHO-1的二級結構元素 (secondary structure elements),黑色的區域是推導自三級結構和灰色的區域是C端來自二級結構預測,跨膜區段則是紅色的區域。
4. 預測跨膜區段的結構特性coiled-coil a-g七肽重複 (a-g heptad repeat)摺疊的分析的工具有:
預測工具 |
網址 |
Coils |
http://www.ch.embnet.org/software/COILS_form.html |
Paircoil2 |
http://paircoil2.csail.mit.edu/ |
將分析的結果以螺旋輪 (helicalwheel) 圖形來標示,其中位置a (position a)和位置d (position d) 均屬疏水性胺基酸,因此假設這一面向可能是二聚體的介面。依據胺基酸結構特性及可能位於二聚體介面的中央而選擇Trp270為突變點的標的。