蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)預測(swiss-model同源建模)

1、利用同源建模預測蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)首先聲明一下，以下純屬個人觀點，方法步驟僅供參考，不可作為規(guī)范標準， 結(jié)果出來之后請自行分析結(jié)果。我用的是SWISS-MODE同源建模的方法進行的蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)預測，其實 這個方法是有限制條件的，不過作為一個選修課作業(yè)，我們不用深入探究，所以 有時不夠嚴謹，大家知道就行！首先，同源建模的核心思想或者說是 原理是：對于一個未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)， 找到一個已知結(jié)構(gòu)的同源蛋白質(zhì)，以該蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)為模板，為未知結(jié)構(gòu)的蛋 白質(zhì)建立結(jié)構(gòu)模型那么，我們首先要做的就是找到和我們 Sbjct序列整理過后的氨基酸序列（就 是上次在二級結(jié)構(gòu)預測中我所提到的，把所有的Sbjct整理成一條連

2、續(xù)的、不含空格和“一”的氨基酸序列，例如：【字母大小寫沒有影響】 vlqdsigyirilsmmdpvvdefdrayqqvkdfpdlmvdvre nggg nsgn gkkiceylihkpqphcvspdweiiprkd 同源的、相似度最高的、已知三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)作為模版。打開 SWISS-MODE網(wǎng)站：/ ，選擇“ Template Identification!，提交蛋白質(zhì)序列進行 模板識別，如圖所示，注意：郵箱必填， 名稱隨便填寫，序列粘貼過去就行，下面會有很多選項，建議不知道的不要亂這個東東跟BLAST差不多，你等它自動刷新吧

3、，它會返回結(jié)果的，在結(jié)果頁 面，你會看到跟BLAST差不多的結(jié)果，選擇相似度最高的那個蛋白作為下一步的 三維模版（一般是第一個蛋白就是），如圖：大家看紅線標出的部分（是我標的）， 那個就是我們要找的模版，大家也可以在結(jié)果頁面的下面仔細看看， 找到最匹配 的蛋白。JIDZENniUN|“卄-II" Vw> 1»4r rf I& SWISS-MODEL WorkspaceModelling' TdfilaRepos fi ary Docuimetilaciofl叫涉Vork百 pac昱Setrnrs loqptnit 【PR二爼13 :： Pepticis

4、 討匕5】陽：”上訊丁袖音恂unLhtw:tiJWorkinie FW012 01IntflTpTflSflWil«sthHpprd EUas:t11WCHllcArch IciLdte LibrAci 弩亡柑亍th*uy./tti砒剛i i i ihMrpiuc |*/ Jlitwrpre scam Ms Cinidhedi. Here are tte WMlcsZPR335151- FetriilELae SALi Zxma.lLPF巧斫2 2 i - l«I1：lia.K_541這里還有一點要作說明，就是上圖標出的代碼是PDB編號，前四個表示PDB- Code,最后一

5、位表示Chain-ID,具體什么意思，大家有興趣就去了解一些吧。接下來，去NCBI串串門吧，在NCBI中搜索上面查到的蛋白的 PDB號，一 般輸入前四位就行啦，注意：搜索蛋白庫（Protein）。找到以后，以FASTA格式 顯示。接下來，我們再回到SWISS-MODE，接下來就是重點和難點啦，在線提交序列進行同源建模分析，這個在線提交不是大家想象的那么容易，這個耗費了我大部分的時間，說到這里我就想畫個圈圈詛咒它，大家 注意啦SWISS-MODEL是 一個自動化的蛋白質(zhì)比較建模服務器，該服務器提供用戶 三種模式可選擇：Automatic mode（簡捷模式）：用于建模的氨基酸序列或是 Swiss

6、-Prot/TrEMBL （/sprot ）編目號（accession）可以直接通過 web界面提交。 服務器會完全自動地為目標序列建立模型。用戶可以選擇指定模板結(jié)構(gòu)，模板可以來自由PDB數(shù)據(jù)庫（ ）抽取得到的內(nèi)建模板庫，也可以上傳PDB格式的坐標文件。Alignment mode （聯(lián)配模式）：這個模式需要多序列聯(lián)配的結(jié)果，序列中至 少包括目標序列和模板（最多可輸入 5條序列）。服務器會基于比對結(jié)果建模。 用戶需要指明哪一條序列作為目標序列，哪一條又作為模板。Project mode（項目模式）:這種模式允許用戶提交經(jīng)

7、過手工優(yōu)化的請求給服 務器。DeepView被用來建立一個項目文件，它包含了模板結(jié)構(gòu)，以及目標序列 與模板的聯(lián)配結(jié)果。這個結(jié)果也要上傳到服務器。這種方式提供對建模過程中細節(jié)的控制，例如選擇不同的模板，手工編輯目標序列和模板的聯(lián)配結(jié)果， 以便正 確地定下插入和刪除的位置。項目模式還能夠用于重復改進 Automatic mode的 結(jié)果。我 選擇的是Alignment mode （聯(lián)配模式），其他兩種模式大家也可以試試，誰愿意試誰試，我是不嘗試啦 0（丿口）0Swiss institute of BknfformalicsBIOZENTRUMU« it 3-KelI he CflHlsr

8、 h»r 關e Itcd «r . !o 'jdffn(傍 SWISS-MODEL.Aignmenl M 曲M-5i3e-lTookTEmp hif idmtin rauoriSWucture Assess 仃1 &xi1TiHip n* Li&rarSVYISS-UOKL IS amir, automzled prcleln-_ J'_ IL -.1.<. u _ L-d _ Ld L.-WE rhe E)«FASp wtft事irnni rteepview|3wi5s R&wiewe" me purpos

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10、ikReHerescM；WhenpuEllsri orrepM電 e uHs usin 3州 MOO EL pH " Q clo Ihs rtI叭ont &u Nicaton. .rr Did K., Bnrdgh L, Keptand Sowade T. £2006). The S&MOOEL Workpan：& eie34d wvirn n nwrw lor prswim麗IwmcJlciWi- mfl-wiingBIC"iHfWniatiC£a 22 1h201. KJrF Arnold K Kunzli u, titira

11、ii L,進去后，把郵箱填上，項目名稱隨便填,很多格式，但是還就對FASTA格式比較熟悉，就選，雖然給岀了FASTA吧，接下來，就是見證奇跡的時刻，Alig nment In put Format成敗在此一舉，我們要在一個框里寫入兩個FASTA格式的氨基酸序列，首先，把你要查詢的氨基酸序列粘貼進去，接下來我們要開始創(chuàng)造標準FASTA格式了，在序列前面加上“> ”，F(xiàn)ASTA格式里都是以此開頭的，然后在“>”后面緊接著寫上“Query ” （其實寫什么都可以，主要起識別作用），然后按下回車鍵，序列在第二行，名稱在第一行，這才正確；另外，我們見到的FASTA格式每行好像都是 70個字母

12、組成的序列吧， 給序列排排版吧，一行70個，滿了就換行（這步不知道是不是必須的？）。緊接著，回車一下，在下一行粘貼上我們在NCBI上查詢到的那個模版的 FASTA格式，直接粘貼就可以啦（杯_"）如圖所示：然后提交。wenrkdskcklf llts-Vtf ate皂日土匸丄山盜亡son已丄丄丄口亡匚匸二口己匸口：！二匚工匸f littJiQHyf匸丄匸匸r epsf 3png £pn_ej ks inxz'hiyev血丸.Crystal Structure Of 氏 HiTohetical Prot-eLn (13ac.iiiLl_0017S) rxQ> Sa

13、cLeroldes ZJhIEqcjtlLs Accc -392 Ac 1專0 A EesolctJloii fitrVFYHDKQI D1T5TF Y1AE1PLTP S QFEZ DFKEIMQI-JXENY 31YQHZHIUX DSLYQACDJlS VPQiQTTTDTGLIVQE LSAIQCL&lEAI TCTKRlTANQRVAflE 口 FLFVEftPBEYLTE YGTQDKDR1 iAlNGLPrKQjtl IQNEKYI EZLSTkPRaBXRTVEaTRSYaOTLRNYI LLRLGQETlTVTLPLKQRDy FP DfirEETXTS RI tD

14、SIGYLIlKIXXriPKEDKAVYPKVBlDLPYLllDVRRNGGGNSXGVNlCKfFIREAQPMCVSKSflXtPOr tipbad sn alignrneint fits-然后，又出來一個界面 -_-|，大家選擇一下Target Sequenee和Template Seque nee就行了，它會自動識別我們提交的兩條序列的，如果沒有下拉框選項 可以選擇，那么恭喜你，返回重做，肯定某個環(huán)節(jié)出問題啦。后面還有兩個要填 寫的框框，PDB-Code和Chain-ID,這個給大家說過了，前四位和最后一位，不懂 就百度吧。如圖所示：SIBJOZENFRUMI Mvrwlbl 皿i

15、11* m hi “w *i3Im ” ft* :A0 SWISS-MODEL WorkspacModelingmyWorkspaceSettings logout Workunit: P000013Tile:Situi： submission backPlease select sequences from your alignment'T旳Et SequmritETemplate Stqjrrcaloury|qi 證 94744F0 pdb 4GHN A=DB-Ccd& 4GHMChan-D Asubrntt alignment終于，我們可以提交了，耐心的等待它出結(jié)果吧，不

16、要關閉網(wǎng)頁等它回復郵件，貌似它沒有給我發(fā)郵件，還是乖乖的等待它自動刷新吧其實，關閉網(wǎng)頁應該也可以，這個網(wǎng)站給我郵件發(fā)送了一個登陸密碼， 用郵箱做用戶名可以登陸SWISS-MODE，在myWorkspace 中可以看到已提交的序 列。霸 SWISS-MODEL WorkspaceModelling Tools| Siting* k»gciul)*出1 毋！I tiffnRepos 直 DryDcnCuRii&ltaliDnWorktpace WQituriitin*P0MDO8Teinnplate Ident-iTcaJion計POMOT1Pdodlling - Aliqnim

17、nl Med色Rndl&rPOMOf2Tempi ale kntifk：sliDnD1POOTOT3Fdodellingi - Aliqniment MedeshiliA*M » >*>*>*> OO00Symbots; O submission not finished“ queuedA mniung皆 nleQ'&toppadl ini3hedNum bier of days until vuorku n rt will b 簾 dueled'O T days- IbI"1day& If*O w ite c

18、teiSd MM*3 keep 7 day$ tong&r1 dfPte workunit結(jié)果 出來（三三）/啦啦啦，可是我看不懂>_<%我能告訴大家的是, 這個結(jié)果頁面可以以 PDF格式輸出，結(jié)果自己慢慢分析吧，如圖所示：HIDZENTHUIML Inr ILiriiuai電 4*1 亠申(J 耳 J .峠屬 SWISS-MODEL WorkspaceMdelliriiTm&l 肯空 rtdfy DOUBTientMiOf| rrWoikEpa“ | logout UUotlujn撤 Pawn Fiiidor Ovgiviuw1 101PrintlsM 由也pag

19、e菇 蘭Model Summafy 9Mod«l inlcrniation；Mod日|嗣 r&idw rsng&1 to 158Qua lily iinfcMrTiaiiiofl：cto梧膽卜QWEAM 尹 Sco佬-9D8IWainiitg; Low QMLAN Z scor«j Chily mernbrianE pnLsns ot imodEds E poor quairiy btb >exp9cisd Ld rsach suchi Iet scareslogs TerTplalesi* Ajiy 時咱卜ModeHing*diispla|i ino

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