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1、蛋白同源建模及分子对接以CueO蛋白为例,基本策略,建立模型:Swiss-model、Modeller模型检测:Save模型优化:Chiron再次检测:Save分子对接:Autodock,序列与模板相似度,30%模板可用,GMQE(Global Model Quality Estimation)是一种基于目标模板对准结合性质的质量估计,数值在0-1之间,越接近于1表示模型越接近实验结果。,Swiss-model同源建模,QMEAN(Qualitative Model Energy Analysis),QMEAN对模型的质量估计是基于蛋白模型的局部和全局计分,包括四个结构描述符:All atom
2、:成对原子距离依赖性电位C-:C-相互作用势能Solvation:残基包埋情况Torsion:扭转角分布,蛋白模型 局部(每个氨基酸)Z-score,Z-score在pdb数据库中所有蛋白中的分布,Modeller软件,Modeller是一种用Python语言编写的,可用于本地建立分子模型的软件。然而,很多人并不熟悉Python语言,因此有人编写了一个Moldoller的GUI界面的软件Easymodeller,Easymodeller科用于简单的单模板建模。目前Modeller最新版本为9.16 Easymodeller 最新版本为4.0。与在线建模软件相比,Modeller还可进行模型的修
3、饰、多模版建模等操作。,Easymodeller建模确定模板,NCBI blast,blastp选择pdb数据库,identity30%模板可用。也可用Swiss-model来寻找合适模板。,Easymodeller界面,粘贴序列,添加模板,3-10个,建立模型,以4e9q.A为模板,建立了CueO的蛋白模型,左图为不含有铜辅基的模型,右图为含有4个铜辅基的模型。,铜离子,蛋白模型的检测与评价以Swiss-model构建的CueO模型为例,Swiss-model构建的CueO的蛋白模型,SAVE网站评估蛋白模型,Procheck,红色:核心区域黄色:允许区浅黄色:大致允许区空白:禁阻区,ERR
4、AT,verify3d,Prove,结果总结,一根据SAVES的检测结果,需要局部优化的部位如下:Procheck:位于 gener区域的残基。ERRAT:错误建模区域(置信度高于99%),残基集中于140160,300320,400420之间。Verify3d:得分0.2的残基,残基集中于300384之间。二.猜测建模发生的错误可能原因预测的酶活性部位位于309384之间,恰好也是出错集中的区域。可能是因为预测模型中Cu离子的缺失,导致对活性周围的残基电子云分布,肽键角度,二级结构等造成了影响。,蛋白模型的优化,Chiron网站界面,Chiron优化前后分子能量对比,Save检测优化后的模型,Autodock 4.0分子对接,受体:以Swiss-model构建的CueO模型为例,未经优化。配体:文献中所给出的CueO的底物之一二乙醇胺(Diethanolamine),准备受体和配体,CueO,Diethanolamine,Grid box参数设置,分子对接结果展示,待解决的问题,1.蛋白模型的评估还需完善。2.蛋白模型的优化:因为在线网站Chiron的优化效果并不好,所以在查阅文献后,拟用本地软件olex2进行局部优化。3.分子对接的评价。4.为确定酶底物,最好补充一个虚拟底物筛选试验,拟用Autodock Vina软件完成。,