《同源建模详细讲解-整理版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同源建模详细讲解-整理版（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西大Song2013.5.3报告内容1、同源建模的基础-结构生物学2、蛋白质结构预测之同源建模3、同源建模的基本步骤4、同源建模常用软件介绍-在线服务器5、同源建模常用软件介绍-Modeller6、模型质量检测1、结构生物学结构生物学是以生物大分子特定空间结构、结构的特定 运动与生物学功能的关系为基础，来阐明生命现象及其应用的 科学。以生物大分子三级结构的确定作为手段，研究生物大分 子的结构与功能关系，探讨生物大分子的作用机制和原理作为 研究目的。三维结构折叠进化 关系晶体或高浓度 溶液中蛋白质 的四级结构突变、单核苷酸及 保守残基的分布蛋白质配体 复合物不同基团的 相关性形态和静 电属性表面
2、残基暴露 与分子构成推测相互作用界面晶胞堆积抗原位点 及表面修 饰缝隙（酶活 性位点）催化簇/结构功能 motif催化机制配体和功能 位点生物 多聚态总结 来说三维结构功能作用机制分子间互作功能注释指导实验 验证功能确认功能位点设计和改造 蛋白药物靶标 设计X- 射线晶体衍射（X -ray）多维核磁共振（ NMR ）冷冻电子显微镜结构生物学主要研究方法高浓度水溶液 精确度X-ray晶体，准确度最高细胞和细胞器PDB数据库蛋白质数据库（Protein Data Bank,PDB）是一个生物大分子( 如蛋白质和核酸)数据库, 内容包括由全世界生物学家和生物化 学家上传的蛋白质或核酸的X光晶体衍射或
3、者NMR核磁共振结 构数据。 截止2013.4.28，PDB数据库已测结构的蛋白质87368，而该 库中包含的一级序列有2200W。 通过实验测定的蛋白质结构远远不能满足研究需要，于是蛋白 质结构预测就成为研究结构生物学的一个有效手段。蛋白质结构预测之同源建模 蛋白质结构预测方法： 同源建模，折叠识别和从头计算。 同源建模基本原理：1、一个蛋白质的结构由其氨基酸序列唯一的决定。由一级结构， 在理论上，足以获取其二级、三级结构。2、三级结构的保守型远远大于一级结构的保守型。 应用限制：模板蛋白和目标蛋白的序列一致性需要大于30%同源建模的基本步骤1、模板蛋白搜索PDB数据库、BLAST(或PSI
4、-BLAST) 、获取模板（一个或多个） 2、比对结果的校正 3、主链生成 4、环区建模 5、模型优化 6、合理性检测同源建模在线服务器Swiss-modelI-TASSERHOMCOS 1.0ESyPred3D同源建模软件图形化软件PymolPDB-viewerJmolRasmolSWISS-MODELSWISS-MODEL: 网址http:/swissmodel.expasy.org/ 非专业人士应用最为广泛的一个在线建模服务器。 特点：简单、自动化、对学术团队免费。Automated modeAutomated mode:自动模式，可以称为是最傻瓜的方式 提交自己的氨基酸序列+邮箱即可
5、适用：一致性较高时邮箱 模型命名氨基酸序列Swiss-port/TrEMBL登录号Alignment modeAlignment mode: 比对模式 提交目标蛋白与模板蛋白的序列比对结果(FASTA,MSF,ClustalW等 格式) 适用：1、较高的相似性2、利用Auto模式未必能找到最合适模板的情况3、使用者有目的的使用特定的模板蛋白(比如具有更为相似的活性位点结果，而不是更为相似的整体结构)邮箱 模型命名比对后的序列比对文件Project modeProject mode:项目模式难以直接通过序列比对获得模板需要人工插入调节(借助蛋白结构编辑软件deepview)可以将前两种模式模建出
6、的蛋白进行人为调整 适用：相似性不高I-TASSAR I-TASSAR: http:/zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER/ *也可以下载本地安装包 评价：根据结果质量检验，该服务器应该是自动建模的软件里是结 果最详细的，二级结构、top10模型、配体结合位点等等。 缺点：计算结果时间比较长结果需要进一步优化HOMCOS 1.0HOMCOS 1.0：http:/strcomp.protein.osaka-u.ac.jp/homcos/同源二聚体建模异源二聚体建模识别可能的互作蛋白ESyPred3D ESyPred3D ： http:/www.unamur.b
7、e/sciences/biologie/urbm/bioinfo/esypred/ 评价：自动建模预测服务程序，ESyPred3D在目标-模板比对这一 步做出的结果较好,且在预测序列与模板序列相似度差时有较好的 模型预测效果。Modeller该软件由Sali lab开发，目前最新的版本是9.11，可在win下和linux 运行，需要对应版本的python （ 0.2ERRATOverall quality factor值越高越好，一般高解析度的晶体结构该值 可以达到95，而对于解析度一般的来说该值只能到91左右。本例 中的ERRAT值为68.280, 还需要继续优化改进。Chiron进行优化我们考虑采用计算量较少的Chiron服务器对模建结构的clash进行 处理。 Chiron服务器 http:/troll.med.unc.edu/chiron/processManager.php修正前修正后模型质量再检测用SAVES服务器对于经过处理的蛋白结构进行评价优化前优化后 77.41968.280优化前优化后后续优化结构方面：利用MD对整个结构进行进一步的松弛，以去除不合适 的clash。 能量方面：利用Gromacs对蛋白结构进行能量最小化。
