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earth王勝利新蟲 (初入文壇)
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[交流]
Discovery Studio(DS)蛋白建模 已有8人參與
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蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的解析對(duì)其功能的理解至關(guān)重要。然而，由于技術(shù)手段的限制，利用實(shí)驗(yàn)方 法（主要為 X-ray， NMR）解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)投入大、周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大。對(duì)于某些膜蛋白，只 利用現(xiàn)有技術(shù)條件，其結(jié)構(gòu)甚至無法解析。另一方面，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的成熟及高通量 測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的基因序列可以輕松被找到。這造成了現(xiàn)代蛋白質(zhì)科學(xué)中一個(gè)奇 怪的現(xiàn)象：蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)的累積量及積累速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種序列與結(jié)構(gòu)間不 平衡的現(xiàn)象極大地限制了我們對(duì)蛋白質(zhì)功能及其相關(guān)作用機(jī)理的理解。所以我們需要一種能 夠簡(jiǎn)單、快速且相對(duì)準(zhǔn)確的技術(shù)來確定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。 蛋白質(zhì)建模技術(shù)可以很好的解決上面的問題。該方法利用信息技術(shù)的手段，可以直接從 蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)（氨基酸序列）預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)（主要為三級(jí)結(jié)構(gòu)）。根據(jù)最新一屆 國(guó)際建模大賽（ CASP）的分類，目前主要的蛋白質(zhì)建模方法包括兩種：基于模板的建模 （ Template-based Modeling）和自由建模（ Free Modeling）。前者又包括兩種方法：同源建模 法（ Homology Modeling）和“穿線法”（ Threading）。后者主要以從頭計(jì)算法（ ab initio）為 主。所有的建模方法中，以同源建模法(Homology Modeling)使用最為廣泛，預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn) 確性最大。 同源建模的理論基礎(chǔ)為蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的保守性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一級(jí)序列的保守性。因此，人 們可以通過使用一個(gè)或多個(gè)已知結(jié)構(gòu)的蛋白（模板蛋白， template）來構(gòu)建未知結(jié)構(gòu)蛋白（目 標(biāo)蛋白， target）的空間結(jié)構(gòu)。其主要的步驟包括： 1. 搜索用于建模的 template(s) 2. 將 target 與 templates 進(jìn)行比較 3. 將步驟(2)中的比較信息用于建模 Discovery Studio 為用戶提供了一整套利用 Homology Modeling 方法自動(dòng)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)空 間結(jié)構(gòu)的工具。用戶只需要提供蛋白質(zhì)的氨基酸序列就可以輕松完成模型構(gòu)建及模型可信度 評(píng)估的工作。 DS 的 Homology Modeling 主要基于 MODELER 程序。目前 MODELER 已成 為使用最為廣泛，預(yù)測(cè)最為準(zhǔn)確的同源建模工具之一。其主要的建模步驟包括： 1. 使用序列相似性工具 BLAST 或 PSI-BLAST 搜尋目標(biāo)序列的模板 2. 使用結(jié)構(gòu)比對(duì)方法將模板進(jìn)行比對(duì)，疊合 3. 使用序列比對(duì)方法將目標(biāo)序列與模板結(jié)構(gòu)的序列進(jìn)行比對(duì) 4. 使用 MODELLER 產(chǎn)生目標(biāo)序列的模型 5. 模型的評(píng)估 本教程中以一個(gè)胞外淀粉酶的模型構(gòu)建過程為例子，展示如何使用 DS 為該淀粉酶自動(dòng)構(gòu) 建空間結(jié)構(gòu)，并對(duì)所構(gòu)建的模型進(jìn)行評(píng)估，幫助大家獲得 Homology Modeling 最直觀的結(jié)果。 1.png 2.png 3.png 4.png 5.png 6.png 7.png 8.png 9.png 10.png 11.png 12.png 13.png 15.png 16.png 17.png 18.png 19.png 20.png 21.png 22.png 23.png 24.png 25.png 26.png 27.png 28.png 29.png |
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