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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)結構的解析對其功能的理解至關重要。然而，由于技術手段的限制，利用實驗方 法（主要為 X-ray， NMR）解析蛋白質(zhì)結構投入大、周期長、風險大。對于某些膜蛋白，只 利用現(xiàn)有技術條件，其結構甚至無法解析。另一方面，隨著分子生物學技術的成熟及高通量 測序技術的發(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)科學中一個奇 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遠超過蛋白質(zhì)結構。這種序列與結構間不 平衡的現(xiàn)象極大地限制了我們對蛋白質(zhì)功能及其相關作用機理的理解。所以我們需要一種能 夠簡單、快速且相對準確的技術來確定蛋白質(zhì)的空間結構。 蛋白質(zhì)建模技術可以很好的解決上面的問題。該方法利用信息技術的手段，可以直接從 蛋白的一級結構（氨基酸序列）預測蛋白質(zhì)的高級結構（主要為三級結構）。根據(jù)最新一屆 國際建模大賽（ 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，預測結果的準 確性最大。 同源建模的理論基礎為蛋白質(zhì)三級結構的保守性遠遠超過一級序列的保守性。因此，人 們可以通過使用一個或多個已知結構的蛋白（模板蛋白， template）來構建未知結構蛋白（目 標蛋白， target）的空間結構。其主要的步驟包括： 1. 搜索用于建模的 template(s) 2. 將 target 與 templates 進行比較 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 方法自動預測蛋白質(zhì)空 間結構的工具。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建及模型可信度 評估的工作。 DS 的 Homology Modeling 主要基于 MODELER 程序。目前 MODELER 已成 為使用最為廣泛，預測最為準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 搜尋目標序列的模板 2. 使用結構比對方法將模板進行比對，疊合 3. 使用序列比對方法將目標序列與模板結構的序列進行比對 4. 使用 MODELLER 產(chǎn)生目標序列的模型 5. 模型的評估 本教程中以一個胞外淀粉酶的模型構建過程為例子，展示如何使用 DS 為該淀粉酶自動構 建空間結構，并對所構建的模型進行評估，幫助大家獲得 Homology Modeling 最直觀的結果。 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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