同源建模詳細講解整理版

1、關(guān)于同源建模詳細講解整理版現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共57頁1、結(jié)構(gòu)生物學(xué) 結(jié)構(gòu)生物學(xué)是以生物大分子特定空間結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的特定運動與生物學(xué)功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，來闡明生命現(xiàn)象及其應(yīng)用的科學(xué)。 以生物大分子三級結(jié)構(gòu)的確定作為手段，研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，探討生物大分子的作用機制和原理作為研究目的?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共57頁三維結(jié)構(gòu)折疊進化關(guān)系晶體或高濃度溶液中蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)突變、單核苷酸及保守殘基的分布蛋白質(zhì)配體復(fù)合物不同基團的相關(guān)性形態(tài)和靜電屬性表面殘基暴露與分子構(gòu)成推測相互作用界面晶胞堆積抗原位點及表面修飾縫隙（酶活性位點）催化簇/結(jié)構(gòu)功能motif催化機制配體和功能位點生物多聚態(tài)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的

2、是第三頁，共57頁總結(jié)來說三維結(jié)構(gòu)功能作用機制分子間互作功能注釋指導(dǎo)實驗驗證功能確認功能位點設(shè)計和改造蛋白藥物靶標設(shè)計現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共57頁X- 射線晶體衍射（X-ray）多維核磁共振（ NMR ）冷凍電子顯微鏡結(jié)構(gòu)生物學(xué)主要研究方法高濃度水溶液精確度X-ray晶體，準確度最高細胞和細胞器現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共57頁PDB數(shù)據(jù)庫蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫（Protein Data Bank,PDB）是一個生物大分子(如蛋白質(zhì)和核酸)數(shù)據(jù)庫, 內(nèi)容包括由全世界生物學(xué)家和生物化學(xué)家上傳的蛋白質(zhì)或核酸的X光晶體衍射或者NMR核磁共振結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。截止201

3、3.4.28，PDB數(shù)據(jù)庫已測結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)87368，而該庫中包含的一級序列有2200W。通過實驗測定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遠遠不能滿足研究需要，于是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測就成為研究結(jié)構(gòu)生物學(xué)的一個有效手段?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共57頁蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測之同源建模蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法：同源建模，折疊識別和從頭計算。同源建模基本原理： 1、一個蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由其氨基酸序列唯一的決定。由一級結(jié)構(gòu)，在理論上，足以獲取其二級、三級結(jié)構(gòu)。 2、三級結(jié)構(gòu)的保守型遠遠大于一級結(jié)構(gòu)的保守型。應(yīng)用限制：模板蛋白和目標蛋白的序列一致性需要大于30%現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共57頁同源建模的基本步驟1、模板蛋白搜索 PDB數(shù)據(jù)庫、BLAST(或

4、PSI-BLAST) 、獲取模板（一個或多個）2、比對結(jié)果的校正3、主鏈生成4、環(huán)區(qū)建模5、模型優(yōu)化6、合理性檢測現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共57頁同源建模在線服務(wù)器Swiss-modelI-TASSERHOMCOS 1.0ESyPred3D現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共57頁同源建模軟件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁，共57頁圖形化軟件PymolPDB-viewerJmolRasmol現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共57頁SWISS-MODELSWISS-MODEL: 網(wǎng)址/非專業(yè)人士應(yīng)用最為廣泛的一個在線建模服務(wù)器。特點：簡單、自動化、對學(xué)術(shù)團隊免費?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第

5、十四頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共57頁Automated modeAutomated mode:自動模式，可以稱為是最傻瓜的方式提交自己的氨基酸序列+郵箱即可適用：一致性較高時現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共57頁郵箱郵箱模型命名模型命名氨基酸序列氨基酸序列Swiss-port/TrEMBLSwiss-port/TrEMBL登錄號登錄號現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共57頁Alignment modeAlignment mode: 比對模式提交目標蛋白與模板蛋白的序列比對結(jié)果(FASTA,MSF,ClustalW等格式) 適用：1、較高的相似性 2、利用Auto模式未必能找到最合適模板的情況 3、使用

6、者有目的的使用特定的模板蛋白 (比如具有更為相似的活性位點結(jié)果，而不是更為相似的整體結(jié)構(gòu))現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共57頁郵箱郵箱模型命名模型命名比對后的序列比對后的序列比對文件比對文件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共57頁Project modeProject mode:項目模式 難以直接通過序列比對獲得模板 需要人工插入調(diào)節(jié)(借助蛋白結(jié)構(gòu)編輯軟件deepview) 可以將前兩種模式模建出的蛋白進行人為調(diào)整適用：相似性不高現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共57頁 I-TASSAR I-TASSAR: /I-TASS

7、ER/*也可以下載本地安裝包評價：根據(jù)結(jié)果質(zhì)量檢驗，該服務(wù)器應(yīng)該是自動建模的軟件里是結(jié)果最詳細的，二級結(jié)構(gòu)、top10模型、配體結(jié)合位點等等。缺點：計算結(jié)果時間比較長 結(jié)果需要進一步優(yōu)化現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁，共57頁HOMCOS 1.0HOMCOS 1.0：tein.osaka-u.ac.jp/homcos/同源二聚體建模異源二聚體建模識別可能的互作蛋白現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁，共57頁ESyPred3DESyPred3D ：http:/www.unamur.be/sciences/biologi

8、e/urbm/bioinfo/esypred/評價：自動建模預(yù)測服務(wù)程序，ESyPred3D在目標-模板比對這一步做出的結(jié)果較好,且在預(yù)測序列與模板序列相似度差時有較好的模型預(yù)測效果?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁，共57頁Modeller該軟件由Sali lab開發(fā)，目前最新的版本是9.11，可在win下和linux運行，需要對應(yīng)版本的python （ 0.2現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十六頁，共57頁ERRATOverall quality factor值越高越好，一般高解析度的晶體結(jié)構(gòu)該值可以達到95，而對于解析度一般的來說該值只能到91左右。本例中的ERRAT值為68.28

9、0, 還需要繼續(xù)優(yōu)化改進?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十七頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十八頁，共57頁Chiron進行優(yōu)化我們考慮采用計算量較少的Chiron服務(wù)器對模建結(jié)構(gòu)的clash進行處理。Chiron服務(wù)器/chiron/processManager.php現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十九頁，共57頁修正前修正后現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十頁，共57頁模型質(zhì)量再檢測用SAVES服務(wù)器對于經(jīng)過處理的蛋白結(jié)構(gòu)進行評價現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十一頁，共57頁優(yōu)化前優(yōu)化后77.41977.41968.28068.280現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十二頁，共57頁優(yōu)化前優(yōu)化后現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十三頁，共57頁后