SWISS-MODEL蛋白质结构预测教程

SWISS-MODEL

蛋白质结构预测

SWISS-MODEL

是一项预测蛋白质三级结构的服务，它 利用同源建模的方法实现对一段未知序列的三级结构的

预测。该服务创建于

1993

年

,

开创了自动建 模的先河

,

并且它是讫今为止应用最广泛的免费服务之一。

同源建模法预测蛋白质三级结构一般由四步完成：

1.

从

待测 蛋白质序列

出发，搜索蛋白质结构数据库（如

PDB,SWIS S-PROT

等），

得到许多相似序

列（同源序列），选定其中一个（或几个）作为待测蛋白质序列的

模板

；

2.

待测蛋白质序列与选定的模板进 行再次

比对

，

插入各种可能的空位使两 者的保守位置尽量对齐；

3.

建模：调整待测蛋白序列中

主链

各个原子的 位置，产生与模板相同或相似的空间结构——待测

蛋白质空间结构

模型

；

4.

利用能量最小化原理，使待测蛋 白质

侧链基团

处于

能量最小

最后提供给用户的是经过如上四步（或 重复其中某几步）后得到的蛋白质三级结构。

SWISS- MODEL

工作模式

SWISS-MODEL

服务器是 以用户输入信息的最小化为目的设计的，即在最简单的情况下，用户仅提供一条目标

蛋白 的氨基酸序列。

由于比较建模程序可以具有不同的复杂性，

用户 输入一些额外信息对建模程序的运行有时是有

必要的，比如，选择不同的模板或者调整目 标模板序列比对。该服务主要有以下三种方式

:

?

First Approach mode(

简捷模式）

：这种模式提供一个简捷的用户介面：用 户只需要输入一条

氨基酸序列，服务器就会自动选择合适的模板。

或者，用户也可以自己指定模板（最多

5

条），这些模板

可以来自

ExPDB

模板数据库（也可以是 用户选择的含坐标参数的模板文件）。

如果一条模板与提交的目

标序列相似度大于

25%

，建模程序就会自动开始运行。但是， 模板的可靠性会随着模板与目标序列之间的

相似度的降低而降低，如果相似度不到

50%

往往就需要用手工来调整序列比对。这种模式只能进行大于

25

个残基的单链蛋白三维结构预测。

?

Alignment

（比对界面）

：这种模式要求 用户提供两条已经比对好的序列，并指定哪

一条是目标序列，哪一条是模板序列

（模板序列应该对应于

ExPDB

模板数据库中 一条已经知道其空间结

构的蛋白序列）

。服务器会依据用户提供 的信息进行建模预测。

?

Project mode(

工程模式）

：手工操作建模过程：该模式需要用户首先构建一个

DeepView

工程

文件，这个工程文件包括模板的结构信息和目标序列与模板序列间的比对信 息。这种模式让用户可以控制

许多参数，例如：模板的选择，比对中的缺口位置等。此外 ，这个模式也可以用于“first

approach

mo de

简捷模式”输出结果的进一步加工完善。

此外，

SWISS- MODEL

还具有其他两种内容上的模式：

?

Oligomer

modeling(

寡聚蛋白建模

)

:

对于具有四级结构的目标蛋白

,SWISS-MOD EL

提供多聚模板

的模式，

用于多单体 的蛋白质建模。

这一模式弥补了简捷模式中只能提交单个目标序列

,

不能同时预测两条

及以上目标序列的蛋白三维结构的不足。

?

GPCR mode(G

蛋白偶联受体模式

)

：是专门对

7

次跨膜