蛋白质三级结构预测(swiss-model同源建模)

利用同源建模预测蛋白质的三级结构

首先声明一下，以下纯属个人观点，方法步骤仅供参考，不可作为规范标准，结果出来之后请自行分析结果。

我用的是SWISS-MODEL同源建模的方法进行的蛋白质高级结构预测，其实这个方法是有限制条件的，不过作为一个选修课作业，我们不用深入探究，所以有时不够严谨，大家知道就行！

对于一个未知结构的蛋白质，白质建立结构模型。

那么，我们首先要做的就是找到和我们

空格和“—”的氨基酸序列，例如：【字母大小写没有影响】vlqdsigyirilsmmdpvvdefdrayqqvkdfpdlmvdvrengggnsgngkkiceylihkpqphcvspdweiiprkd）同源的、相似度最高的、已知三级结构的蛋白质作为模版。 打开SWISS-MODEL网站：http://swissmodel.expasy.org/，选择“Template Identification，提交蛋白质序列进行模板识别，如图所示，注意：邮箱必填，名称随便填写，序列粘贴过去就行，下面会有很多选项，建议不知道的不要乱动，直接提交（Sbumit）吧。

这个东东跟BLAST差不多，你等它自动刷新吧，它会返回结果的，在结果页面，你会看到跟BLAST差不多的结果，选择相似度最高的那个蛋白作为下一步的三维模版（一般是第一个蛋白就是），

如图：大家看红线标出的部分（是我标的），那个就是我们要找的模版，大家也可以在结果页面的下面仔细看看，找到最匹配的蛋白。

这里还有一点要作说明，就是上图标出的代码是PDB编号，前四个表示PDB- Code，最后一位表示Chain-ID，具体什么意思，大家有兴趣就去了解一些吧。 接下来，去NCBI串串门吧，在NCBI中搜索上面查到的蛋白的PDB号，一般输入前四位就行啦，注意：搜索蛋白库（Protein）。找到以后，以FASTA格式显示。

接下来，我们再回到SWISS-MODEL，接下来就是重点和难点啦，在线提交序列进行同源建模分析，这个在线提交不是大家想象的那么容易，这个耗费了我大部分的时间，说到这里我就想画个圈圈诅咒它，大家注意啦

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SWISS-MODEL 是一个自动化的蛋白质比较建模服务器，该服务器提供用户三种模式可选择：

Automatic mode（简捷模式）: 用于建模的氨基酸序列或是Swiss-Prot/TrEMBL (http://www.expasy.org/sprot )编目号（accession）可以直接通过web界面提交。服务器会完全自动地为目标序列建立模型。

用户可以选择指定模板结构，模板可以来自由PDB数据库（ http://www.pdb.org ）抽取得到的内建模板库，也可以上传PDB格式的坐标文件。

Alignment mode（联配模式）:

少包括目标序列和模板（最多可输入5条序列）。服务器会基于比对结果建模。

与模板的联配结果。这个结果也要上传到服务器。这种方式提供对建模过程中细

节的控制，例如选择不同的模板，手工编辑目标序列和模板的联配结果，以便正确地定下插入和删除的位置。项目模式还能够用于重复改进Automatic mode的结果。

我选择的是Alignment mode（联配模式），其他两种模式大家也可以试试，谁愿意试谁试，我是不尝试啦o(╯□╰)o

进去后，把邮箱填上，项目名称随便填，Alignment Input Format，虽然给出了很多格式，但是还就对FASTA格式比较熟悉，就选FASTA吧，接下来，就是见证奇迹的时刻，成败在此一举，我们要在一个框里写入两个FASTA格式的氨基酸序列，首先，把你要查询的氨基酸序列粘贴进去，接下来我们要开始创造标准FASTA格式了，在序列前面加上“>”，FASTA格式里都是以此开头的，然后在“>”后面紧接着写上“Query”（其实写什么都可以，主要起识别作用），然后按下回车键，序列在第二行，名称在第一行，这才正确；另外，我们见到的FASTA格式每行好像都是70个字母组成的序列吧，给序列排排版吧，一行70个，满了就换行（这一步不知道是不是必须的？？）。

紧接着，回车一下，在下一行粘贴上我们在NCBI上查询到的那个模版的FASTA格式，直接粘贴就可以啦(*^__^*) ……

如图所示：

然后提交。

然后，又出来一个界面 -_-|||，大家选择一下Target Sequence和Template Sequence 就行了，它会自动识别我们提交的两条序列的，如果没有下拉框选项可以选择，那么恭喜你，返回重做，肯定某个环节出问题啦。后面还有两个要填写的框框，PDB-Code和Chain-ID，这个给大家说过了，前四位和最后一位，不懂

就百度吧。

如图所示：

终于，我们可以提交了，耐心的等待它出结果吧，不要关闭网页等它回复邮件，貌似它没有给我发邮件，还是乖乖的等待它自动刷新吧……………………

其实，关闭网页应该也可以，这个网站给我邮件发送了一个登陆密码，用邮箱做用户名可以登陆SWISS-MODEL，在[ myWorkspace ] 中可以看到已提交的序列。

结果出来~\(≧▽≦)/~啦啦啦，可是我看不懂%>_

在结果输出的PDF中，我们可以看到一些打分，我(ˇˍˇ) 想～，我们能给老师的也就是这些数据吧，也许他能看懂呢，嘿嘿

感言：生物信息学是博大精深的，我们必须花费大量时间，才能触及其皮毛，怪不得伟大的生物学家往往都是搞计算机和软件的。生物信息学的作业也许就这样可以告一段落啦，究竟作业怎么写呢，大家自己感觉吧，不要问我啦，我已经神经错乱了。生物信息学就是生命科学的一朵奇葩，当你不了解它时，感觉它很神秘；当你想去了解它时，发现它很深奥；到最后，你会发现，你了解的越多，你就越不了解它。它是我们用来解决问题的工具，但是却在此过程中给我们带来了如此多的困难和问题，蓦然回首，我仍一无所知、望尘莫及，但是，大家努力吧，生物信息学和基因工程将会是生命科学的核心！

郭广兴

2013年4月25日星期四