同源模建入门

同 源 模 建（InsightII2000比2005要好）

$$$$ 首先获得需要模建的蛋白***的序列，保存为***.seq文件。 $$$$ 到网上swissmodel上blast得到参考蛋白，下载PDB文件。 $$$$ 将文件用FTP传到工作站上，你想要工作的目录底下。 $$$$ 登陆工作站，open a unix shell。

$$$$ 在你工作的目录下输入命令：insightII 回车,进入insightII的工作界面。

（先要source一下环境变量）

$$$$ 点击左上角的带有“msi\字样的方块，出现当前工作站或者说insightII软件包中所含有的模块。

$$$$ 点击homology进入同源模建

$$$$ 点击sequence按钮，在下拉式菜单中选get，出现对话框，点击右侧出现的当前目录下的 ***.seq文件。这时会在屏幕的下方出现一个含有氨基酸序列的窗口，这时氨基酸字母为小写，表示该氨基酸序列无坐标。

点击Molecule按钮，在下拉式菜单中选get， 出现选择框，文件类型选pdb,点击右侧出现的当前目录下的$$$$ $$$$ .pdb 文件（为你的参考蛋白）。

$$$$ 将你的所有参考蛋白调入后，点击Sequencs按钮，在下拉式菜单中选extract，出现对话框，点击右侧出现的当前目录下的$$$$ $$$$ .pdb文件。将参考蛋白的序列提取出来，在氨基酸序列的窗口会出现你提取出来的氨基酸序列，字母为大写，表示该序列有坐标。

$$$$ 将所有参考蛋白的氨基酸序列提取之后，点击Aligment按钮，在下拉式菜单中选择 multiple,出现下拉式对话框，（进行多重序列对比），注意：在这个对话框中大多数参数已经设好，通常用默值，但要注意选择左下角的creat box flag 和freeze box flag。点击execute,计算机会用一小段时间进行计算，随后，在氨基酸序列的窗口会出现红色的box , 含有所要模建的蛋白序列的box为SCR区。

$$$$ 点击Boxes按钮，在下拉式菜单中选unfreeze,出现对话框，在空格中输入* ，表示解冻所有box。这时box的颜色变成了蓝色。

$$$$ $$$$ 点击左下角的box 参数框（在这以前应该是box 左面的seq 参数框为黄亮，表示为序列可以移动的状态），点击氨基酸序列窗口中的含有需要模建的序列的任何字母，按住左键拖动到含有两个以上序列任何一处就可以产生一个box。但是，在这里我们要产生的box与多重序列对比产生的相同位点的box长度一致，不同的是我们产生的box只含有两个序列，一个是需要模建的序列，另一个从参考蛋白序列中选一个。每产生一个box,点击box，选freeze，点击新产生的box ，将其冻结，然后按上面的方法产生另一个新的box，在freeze 冻结，直到所有SCR区都产生了box，并冻结所有你自己产生的box。

$$$$ 点击box，选delete,在氨基酸序列窗口里点击由多重序列对比所产生的box,将他们一一删除。

$$$$ 点击sequence按钮，选择Assigncoords,出现对话框，再依次点击氨基酸序列窗口你产生的box，每点一个box,就会将需要模建的蛋白的该区域附上坐标，也就是说，SCR区被附上了坐标。

$$$$ 接下来就是要给loop区附上坐标，具体办法由两种，一种是进行数据库搜寻，在此不于介绍，我们用随机产生的办法构建loop区，点击loop按钮，选Generate ,出现下拉式菜单，此时，在氨基酸序列窗口点击loop区两端的box,填上下拉式菜单的第一个和第二个空，然后，将下拉式菜单的参数都用默认的。

计算机会产生该loop区的10个choice,每个都有RMS评分，通常情况下选取RMS值小的为参考，还要考虑loop的伸展方向应尽量远离蛋白结构，而球蛋白要尽量贴近；给loop区附坐标，具体办法：点击loop,在下拉式菜单中选Assigncoords,选取RMS小的附坐标。同样的办法产生另一个loop，附坐标，至所有loop都附上坐标。

$$$$ 点击measure按钮，选bump,出现下拉式菜单，参数如下：不选择monitor ； bump_mode：add;；bump_option：intra;；molecule spec：***(为你模建的蛋白名称）；output_file：任选你想用的文件名,比如bump08；overlap：0.8 或0.9； 点击execute 按钮（在计算机不自动执行某项命令时，如果有execute按钮，一般先点击她一下，然后点cancel,.)

$$$$ 到unix窗口，输入ls 命令，看一下，当前工作目录下会有你想用的文件名如bump08的一个文件存在，在unix窗口输入命令jot bump08回车，出现一个新的窗口，显示的是bump08文件的内容，在这里你可以看到你模建的蛋白中存在的bump, 它意味着相应的氨基酸残基之间存在碰撞！结构不合理！ $$$$ 点击refine按钮，选endrepair,进行N端和C端的附坐标。

$$$$ 点击residue按钮，选取manual rotamer,出现下拉式菜单，输入相应氨基酸残基， review on; overlap:0.8, evaluate energey: on ; nonbond cutoff: on; bumpcheck： on；点击next按钮，每点一次，相应的氨基酸残基旋转一个构象，在homology窗口下面的信息栏会显示每个构象的能量，选取能量最低的一个出现后点击manual rotamer下拉式菜单中的done按钮。按照此法将所有存在bump的氨基酸残基旋转，去最低能量构象。（本操作的目的在于减少附坐标后模建蛋白分子中存在的bump)

$$$$ 点击residue按钮，选取auto-rotamer,出现下拉式菜单,首先选setup,选后自动搜索构象，然后done, execute,picklevel:subset; 逐个对SCR, LOOP, Multi&bck, splice进行优化。

$$$$ 点击refine按钮，选splicerepair，进行连接处优化。首先用steepest ,算毕，删除*.rst文件；然后conjugate, 再次删除 *.rst 文件。 $$$$ 点击refine按钮，选relax,依次 C-end, steepest/conjugate; loop,steepest/ conjugate;loop-all-atoms,steepest/conjugate;scr-mut,steepest/conjugate; scr-all

-atoms ,steepest/conjugate;

$$$$ 点击refine按钮，选explore, 对loop 进行优化，conjugate算法。

$$$$ 点击file按钮, 选save folder, 将输出一个 .psv的文件，文件名可任取。在选export , 文件类型选pdb ,输出一个.pdb的文件，可用于discover优化

自动模建：

4、如果同源性比较好的话，可以尝试用自动生成结构的方法，它还可以自动优化。这可以通过Modeler命令来实现，Modeler：自动的蛋白质建模工具，用户只需提供一个与目标序列同源的有三维结构的蛋白质信息，MODELER可以自动比对并模建出目标序列的三维结构。利用CHARMm 力场，在模建过程中对空间约束和立体化学几何都进行了优化，所以MODELER是一个极为精确的模建工具。 5、具体的是首先把两个模板蛋白2P0M.pdb和3D3L.pdb读入，提取它们的序列，

并读入lox.seq文件，对它们进行多重序列比对，然后点击Modeler---Bulid_Model，在ModelSequence里选择要模建的蛋白名称，选择模建10个模型，优化水平选择Medium，给jobname随意取一个名字，我取得是lox，其余的默认就可以了。点击执行，会自动跑后台的，

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