2022年SWISS-MODEL蛋白質結構預測教程

1、SWISS-MODEL 蛋白質結構猜測SWISS-MODEL是一項猜測蛋白質三級結構的服務,它利用同源建模的方法實現(xiàn)對一段未知序列的三級結構的猜測；該服務創(chuàng)建于1993 年, 開創(chuàng)了自動建模的先河, 并且它是訖今為止應用最廣泛的免費服務之一；同源建模法猜測蛋白質三級結構一般由四步完成：1. 從待測蛋白質序列 動身,搜尋蛋白質結構數(shù)據(jù)庫（如 PDB,SWISS-PROT等）,得到很多相像序列（同源序列）,選定其中一個（或幾個）作為待測蛋白質序列的 模板 ；2. 待測蛋白質序列與選定的模板進行再次 比對 ,插入各種可能的空位使兩者的保守位置盡量對齊；3. 建模：調整待測蛋白序列中 主鏈 各個原子的

2、位置,產生與模板相同或相像的空間結構待測蛋白質空間結構 模型 ；4. 利用能量最小化原理,使待測蛋白質 側鏈基團 處于 能量最小 的位置；最終供應應用戶的是經過如上四步（或重復其中某幾步）后得到的蛋白質三級結構；SWISS-MODEL 工作模式SWISS-MODEL服務器是以用戶輸入信息的最小化為目的設計的,即在最簡潔的情形下,用戶僅供應一條目標蛋白的氨基酸序列；由于比較建模程序可以具有不同的復雜性,用戶輸入一些額外信息對建模程序的運行有時是有必要的,比如,挑選不同的模板或者調整目標模板序列比對；該服務主要有以下三種方式 :. First Approach mode 簡捷模式） ：這種模式供應

3、一個簡捷的用戶介面：用戶只需要輸入一條氨基酸序列,服務器就會自動挑選合適的模板；或者,用戶也可以自己指定模板（最多 5 條）,這些模板可以來自 ExPDB 模板數(shù)據(jù)庫（也可以是用戶挑選的含坐標參數(shù)的模板文件）；假如一條模板與提交的目標序列相像度大于 25%,建模程序就會自動開頭運行；但是,模板的牢靠性會隨著模板與目標序列之間的相像度的降低而降低,假如相像度不到 50%往往就需要用手工來調整序列比對；這種模式只能進行大于 25個殘基的單鏈蛋白三維結構猜測；. Alignment Interface（比對界面）：這種模式要求用戶供應兩條已經比對好的序列,并指定哪一條是目標序列,哪一條是模板序列（模

4、板序列應當對應于 ExPDB 模板數(shù)據(jù)庫中一條已經知道其空間結構的蛋白序列）；服務器會依據(jù)用戶供應的信息進行建模猜測；.Project mode工程模式） ：手工操作建模過程：該模式需要用戶第一構建一個DeepView 工程文件,這個工程文件包括模板的結構信息和目標序列與模板序列間的比對信息；這種模式讓用戶可以掌握很多參數(shù),例如：模板的挑選,比對中的缺口位置等；此外,這個模式也可以用于“first approach mode簡捷模式” 輸出結果的進一步加工完善；此外, SWISS-MODEL仍具有其他兩種內容上的模式：. Oligomer modeling 寡聚蛋白建模 : 對于具有四級結構的

5、目標蛋白 ,SWISS-MODEL供應多聚模板的模式, 用于多單體的蛋白質建模；這一模式補償了簡捷模式中只能提交單個目標序列 , 不能同時猜測兩條及以上目標序列的蛋白三維結構的不足；.GPCR modeG蛋白偶聯(lián)受體模式 ：是特地對7 次跨膜 G蛋白偶聯(lián)受體的結構猜測；First Approach mode在 SWISS-MODEL主頁中進行如下操作 :挑選所需域值 :（簡捷模式）的使用這里小數(shù)點后零的位數(shù)越多 , 在蛋白庫中搜尋時得到的結果與提交序列的同源性就越高；SWISS-MODEL服務器的全部結果都將通過郵件的形式反饋用戶,反饋結果的形式由用戶自己挑選,如下列圖：SWISS-MODEL服務器可以反饋給用戶以下結果選項 ,spdbv 模式、一般模式和簡短模式；這里,建議使用SWISS-MODEL默認的 spdbv 模式,這種模式可以用 Swiss-PDBViewer 程序打開, 可以依據(jù)需要對結果進行多種操作；結果 :以如下序列為例 :NIDRPKGLAFTDVDVDSIKIAWESPQGQVSRYRVTYSSPEDGIHELFPAPDGEEDTAELQ GLRPGSEY