SWISS-MODEL蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)教程

1、SWISS-MODEL蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)SWISS-MODEL是一項(xiàng)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的服務(wù)，它利用同源建模的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)一段未知序列的三級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。該服務(wù)創(chuàng)建于1993 年 , 開(kāi)創(chuàng)了自動(dòng)建模的先河, 并且它是訖今為止應(yīng)用最廣泛的免費(fèi)服務(wù)之一。同源建模法預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)一般由四步完成：1.從待測(cè)蛋白質(zhì)序列 出發(fā)，搜索蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（如PDB,SWISS-PROT等）， 得到許多相似序列（同源序列），選定其中一個(gè)（或幾個(gè)）作為待測(cè)蛋白質(zhì)序列的模板 ；2.待測(cè)蛋白質(zhì)序列與選定的模板進(jìn)行再次比對(duì) ，插入各種可能的空位使兩者的保守位置盡量對(duì)齊；3.建模：調(diào)整待測(cè)蛋白序列中主鏈 各個(gè)原子的位置，產(chǎn)生與

2、模板相同或相似的空間結(jié)構(gòu)待測(cè)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) 模型 ；4.利用能量最小化原理，使待測(cè)蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團(tuán) 處于 能量最小 的位置。最后提供給用戶的是經(jīng)過(guò)如上四步（或重復(fù)其中某幾步）后得到的蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)。SWISS-MODEL工作模式SWISS-MODEL服務(wù)器是以用戶輸入信息的最小化為目的設(shè)計(jì)的，即在最簡(jiǎn)單的情況下，用戶僅提供一條目標(biāo)蛋白的氨基酸序列。由于比較建模程序可以具有不同的復(fù)雜性，用戶輸入一些額外信息對(duì)建模程序的運(yùn)行有時(shí)是有必要的，比如，選擇不同的模板或者調(diào)整目標(biāo)模板序列比對(duì)。該服務(wù)主要有以下三種方式:? First Approach mode(簡(jiǎn)捷模式） ：這種模式提供一個(gè)簡(jiǎn)捷的用戶介面：

3、用戶只需要輸入一條氨基酸序列，服務(wù)器就會(huì)自動(dòng)選擇合適的模板?；蛘?，用戶也可以自己指定模板（最多5 條），這些模板可以來(lái)自 ExPDB 模板數(shù)據(jù)庫(kù)（也可以是用戶選擇的含坐標(biāo)參數(shù)的模板文件）。如果一條模板與提交的目標(biāo)序列相似度大于25%，建模程序就會(huì)自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行。但是，模板的可靠性會(huì)隨著模板與目標(biāo)序列之間的相似度的降低而降低，如果相似度不到50%往往就需要用手工來(lái)調(diào)整序列比對(duì)。這種模式只能進(jìn)行大于25個(gè)殘基的單鏈蛋白三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。? Alignment Interface （比對(duì)界面） ：這種模式要求用戶提供兩條已經(jīng)比對(duì)好的序列，并指定哪一條是目標(biāo)序列，哪一條是模板序列 （模板序列應(yīng)該對(duì)應(yīng)于 Ex

4、PDB 模板數(shù)據(jù)庫(kù)中一條已經(jīng)知道其空間結(jié)構(gòu)的蛋白序列） 。服務(wù)器會(huì)依據(jù)用戶提供的信息進(jìn)行建模預(yù)測(cè)。?Project mode(工程模式） ：手工操作建模過(guò)程：該模式需要用戶首先構(gòu)建一個(gè)DeepView 工程文件，這個(gè)工程文件包括模板的結(jié)構(gòu)信息和目標(biāo)序列與模板序列間的比對(duì)信息。這種模式讓用戶可以控制許多參數(shù)，例如：模板的選擇，比對(duì)中的缺口位置等。此外，這個(gè)模式也可以用于“firstapproachmode簡(jiǎn)捷模式”輸出結(jié)果的進(jìn)一步加工完善。此外， SWISS-MODEL還具有其他兩種內(nèi)容上的模式：? Oligomer modeling( 寡聚蛋白建模 ) : 對(duì)于具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)蛋白,SWIS

5、S-MODEL提供多聚模板的模式， 用于多單體的蛋白質(zhì)建模。這一模式彌補(bǔ)了簡(jiǎn)捷模式中只能提交單個(gè)目標(biāo)序列, 不能同時(shí)預(yù)測(cè)兩條及以上目標(biāo)序列的蛋白三維結(jié)構(gòu)的不足。? GPCR mode(G蛋白偶聯(lián)受體模式 ) ：是專門對(duì) 7 次跨膜 G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。First Approach mode（簡(jiǎn)捷模式）的使用在 SWISS-MODEL主頁(yè)中進(jìn)行如下操作:選擇所需域值:這里小數(shù)點(diǎn)后零的位數(shù)越多, 在蛋白庫(kù)中搜索時(shí)得到的結(jié)果與提交序列的同源性就越高。SWISS-MODEL服務(wù)器的所有結(jié)果都將通過(guò)郵件的形式反饋用戶，反饋結(jié)果的形式由用戶自己選擇，如圖所示：SWISS-MODEL服務(wù)器可以反饋給用戶以下結(jié)果選項(xiàng),spdbv模式、普通模式和簡(jiǎn)短模式。這里，建議使用SWISS-MODEL默認(rèn)的 spdbv 模式，這種模式可以用Swiss-PDBViewer程序打開(kāi)， 可以根據(jù)需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行多種操作。結(jié)果 :以如下序列為例:NIDRPKGLAFTDVDVDSIKIAWESPQGQVSRYRVTYSSPEDGIHELFPAPDGEEDTAELQGLRPGSEYT