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SWISS-MODEL预测蛋白三级结构

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  • TA的每日心情

    2017.11.10 13:58
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    发表于 2017.3.9 10:57:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
    最近有同学问我们,该怎么进行目标蛋白三级结构的预测?如果能够拿到预测的模型,就可以大概知道蛋白空间结构是以α-螺旋为主还是β-折叠为主,有几个亚基,如果蛋白是一种酶还有助于预测活性位点的位置。

    那么,我们通过高通量测序拿到了关键基因(关键蛋白),这个序列经过了克隆之后,已经获得了准确的核酸序列(或氨基酸序列),怎么针对氨基酸序列预测蛋白的高级结构呢?这篇文章也正是为了解读这个问题。推荐使用SWISS-MODEL在线工具进行蛋白三级结构的预测。

    SWISS-MODEL网站地址:https://www.swissmodel.expasy.org/

    一般而言,蛋白结构预测需要通过几个步骤,首先是搜索蛋白数据库(例如Swissprot)找到我们目的蛋白的同源序列,一系列同源序列中选择几个或者一个作为我们的模板;目标蛋白会再次与模板序列进行比对,在保守位置进行补充空位进行对齐;调整目标蛋白序列中主链上各个原子的位置,产生与模版相同或者相似的空间结构;再利用能量最小化原理,使目标蛋白的侧链基团处于能力最小的位置,最终确定蛋白的三级结构。

    氨基酸序列信息:
    血红蛋白的两个亚基:
    >hemoglobin subunit betaMVHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYH>hemoglobin subunit alphaMVLSPADKTNVKAAWGKVGAHAGEYGAEALERMFLSFPTTKTYFPHFDLSHGSAQVKGHGKKVADALTNAVAHVDDMPNALSALSDLHAHKLRVDPVNFKLLSHCLLVTLAAHLPAEFTPAVHASLDKFLASVSTVLTSKYR


    1.打开网址:https://www.swissmodel.expasy.org/

    Start Modelling。



    2.序列输入。可以直接将>hemoglobin subunit beta的氨基酸序列输入,也可以生成txt文本格式上传。需要先在右侧选择sequence这一项,然后输入序列。这里渐变颜色条表示从N端到C的氨基酸。这里任务名命名为“HSB”,可以直接开始建模了。




    3.运行一段时间后会出现肽段的三维结构,三维结构是可以旋转的,任意位置可以拍照,而且与渐变的氨基酸序列是一一对应关系,便于查找特殊位置(如连接处或者首尾处)的氨基酸是哪些。模板那一栏是数据库中已经保存的三维结构信息,建模那一栏是建模出来的结果。如果建模不成功的话,可以参考模板的三维结构。简单评价建模好坏可以看GMQE值(全球性模型质量估测),其值在0-1之间,越接近1,建模质量越好。当然,Qmean也是评价值之一,通过手势判断好坏。




    4.除了单个序列可以做三维结构,还可以做两个多肽序列三维结构的比较,这里需要先选择Target-template aliagnment这一项,输入的是上述两个序列的氨基酸比对序列。



    5.上述主要是针对单体蛋白结构进行预测,异聚体结构预测。由于HSB和HSA是两个亚基,所以将他们的序列合并后进行异聚体结构预测。这次建模不成功,自动匹配了最佳模板,以模板的三维结构作参考。

    MVHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYHMVLSPADKTNVKAAWGKVGAHAGEYGAEALERMFLSFPTTKTYFPHFDLSHGSAQVKGHGKKVADALTNAVAHVDDMPNALSALSDLHAHKLRVDPVNFKLLSHCLLVTLAAHLPAEFTPAVHASLDKFLASVSTVLTSKYR



    最后自行下载结果文件,不细说了哈。


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    发表于 2017.3.10 16:12:04 | 显示全部楼层
    赞,写得很详细,我能说我小硕期间就是做这个的么
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  • TA的每日心情
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    发表于 2017.3.11 13:21:24 | 显示全部楼层
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    发表于 2017.3.11 17:09:45 | 显示全部楼层
    求PDB文件比较好用的美化处理软件哇!下载完还得处理处理才好看呀~
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  • TA的每日心情

    2017.7.26 08:00
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    发表于 2017.3.11 20:04:31 | 显示全部楼层
    逝瞳就是牛羊羊 发表于 2017.3.11 17:09
    求PDB文件比较好用的美化处理软件哇!下载完还得处理处理才好看呀~

    常用的蛋白可视化软件包括:Pymol、Chimera、VMD等,一般文献里面会有提到的
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  • TA的每日心情

    2017.8.28 17:40
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    发表于 2017.3.12 00:45:18 | 显示全部楼层
    MicroKevin 发表于 2017.3.11 20:04
    常用的蛋白可视化软件包括:Pymol、Chimera、VMD等,一般文献里面会有提到的 ...

    谢谢!我有一个Pymol。。。用得我挺纠结的。。。虽然学了一下使用方法,但总觉得不太习惯。。。后期再推一个使用方法的介绍就更好啦
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    发表于 2017.3.12 10:14:26 | 显示全部楼层
    嗷,灌个水,顺便提一下我正在学习pymol。。。欢迎交流
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  • TA的每日心情
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    发表于 2017.3.12 16:34:56 | 显示全部楼层
    学习一下,还是赞一个
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  • TA的每日心情
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    忙~
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    学习了
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  • TA的每日心情

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    发表于 2017.3.14 14:08:04 | 显示全部楼层
    好东西好东西,组会不虚了哈哈哈
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    发表于 2017.4.13 10:45:15 | 显示全部楼层
    很详细,写得很好
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  • TA的每日心情

    2017.8.24 15:20
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    发表于 2017.4.29 23:33:20 | 显示全部楼层
    这个is it kaopu?
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    发表于 2017.4.29 23:34:09 | 显示全部楼层
    MicroKevin 发表于 2017.3.11 20:04
    常用的蛋白可视化软件包括:Pymol、Chimera、VMD等,一般文献里面会有提到的 ...

    不错了,有的第一次听说,受教了
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    发表于 2017.5.11 19:06:07 | 显示全部楼层
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  • TA的每日心情

    2019.8.25 10:55
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    发表于 2018.6.10 14:52:34 | 显示全部楼层
    谢谢作者了
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    发表于 2018.6.10 21:24:03 | 显示全部楼层
    正好能用到,感谢楼主
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