第九章蛋白质结构.ppt

（一）穿线法预测蛋白质高级结构 穿线法是用于检测进化相关的序列和相似的折叠，接受与靶蛋白非常相似的结构。该方法已相对成熟，进一步的研发主要在结构的优化，使提炼的结构模板更加接近其天然结构。穿线法是蛋白质结构预测最活跃的领域之一，大量的算法包括序列profile–profile alignments (PPA)、structural profile alignments、隐马尔可夫模型，以及其他机器学习算法等。 （二）比较建模法预测蛋白质高级结构 比较建模法又称为同源建模法（Homology modeling），它是基于进化相关的序列具有相似的三维结构，且进化过程中三维结构比序列保守而利用进化相关的结构模板信息建模。 1. 比较建模的原理 2. 比较建模的基本步骤 ①将靶序列作为查询序列来有哪些信誉好的足球投注网站PDB ②将靶序列和模板序列进行序列比对 ③以模板结构骨架作为模型，建立靶蛋白质骨架模型 ④对侧链建模，包括构建环区（loops）和侧链，优化侧链位置，并从模板结构到靶精炼整个模型 ⑤优化和评估产生的模型。 3. 比较建模法的局限性 传统的比较建模是通过PSI-BLAST找到已知结构的相关蛋白。最近如进行profile－profile比较和有效利用结构信息的更加复杂的方法已显著增加了不仅比对的质量而且远程同源(remote homologue)检测的能力。因此，比较建模和折叠识别在基于模板的建模方法中的区别现已十分模糊。开发新的比较建模和折叠识别的算法导致网上各种预测方法的出现，这包括结构预测meta-服务器。 蛋白质三维结构预测服务通过因特网对公众免费开放(同源建模)： 瑞士生物信息研究所 SWISS-MODEL 丹麦技术大学生物序列分析中心 CPHmodels 比利时拿摩大学 ESyPred3D 英国癌症研究中心 3DJigsaw 4. 常用建模服务器和软件简介 Accelrys Discovery Studio 软件 InsightII FAMS 第一步：进入SWISS-MODEL三级结构预测服务器主页 仍以人MMP14序列为实例 应用SWISS-MODEL服务器自动模式 第二步：选择“Automated Mode”→ 粘入MMP14蛋白质序列；在这里可以填写E-mail地址，将结果发送至电子邮箱，也可以在新的网页上直接展示； 第三步：点击“Submit Modeling Request”即可； 第四步：直接在页面上查看MMP14蛋白质的三级结构信息。 第五步：结果分析：通过查询Expdb数据库，共得到218个击中项。我们选用其中相似性最高的两个模型。分别是模板1：1bqqM，模板2：1su3B， 第二步：把3个三维结构导入到“Discovery Studio”的主界面中，调节角度使得3个三维结构展示在一个界面里。在主菜单中选择“Structure”|“Superimpose”|“Molecular overlap”，在弹出的对话框中点击“Yes”。按下组合键“Ctrl+D”，弹出“Display Style”对话框，在“Atom”一栏中选“None”，在“Protein”一栏中选“Solid ribbon”。折叠结果如下图，可以看到这三个蛋白分子叠合的效果还是比较好的。 在PDB数据库Blast有哪些信誉好的足球投注网站MMP14的结果 三个蛋白质分子的叠合图 蛋白质MMP14序列相似性蛋白质(1BQQ/1SU3/1RM8)的三维结构模型 第一步：MMP14序列Blast有哪些信誉好的足球投注网站蛋白质结构数据库（PDB），选取以上获得结构中分值最高的三个三维结构进行同源建模。分别是1BQQ的M链（Model-1），1SU3的A链(Model-2)，1RM8的A链。它们的三维结构展示如图。 Accelrys Discovery Studio 软件 第三步：基于结构的序列比对 在“Protocol Explorer”中，选择“Protein Modeling”下的“Align Structure”（MODELER）。在打开的“Parameter Explorer”中，选择“Input Sequence Alignment”为model-1，点开“+”号，确保在“Input Protein Molecules”中包含以上三个蛋白分子，将“Gap Extension Penalty”一栏中的参数改为3.0，其余参数均不变。最后得到的比对结果所示的序列相似性分别如下：identify：24.4%，simility:28.2%。由此可以看出该模型的整合效果还是可以的。最后参数表如图。 第四步：靶序列与模板序列的比对 在“Protocol Explorer”中，选择“Protein Mode