设为首页收藏本站
开启辅助访问
切换到窄版

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 1736|回复: 0

SWISS-MODEL同源建模服务器和知识库快速入门[转]

[复制链接]
发表于 2013-4-12 16:13:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
http://swissmodel.expasy.org
以下是对SWISS-MODEL,一个同源建模服务器和已注释的蛋白质三维结构同源模型
的知识库的介绍。
本指南帮助读者快速浏览SWISS-MODEL的功能。我们希望读者已经掌握了关于蛋白
质结构和同源建模方法的基础知识。
同源建模
同源建模(比较建模)是目前唯一能够从蛋白质的氨基酸序列(目标序列)出发,建
立3D模型的计算方法。
建立一个成功的模型需要至少一个已经通过实验测定的蛋白质3D结构(称为“模板
”,即template),并且该蛋白质的氨基酸序列应与目标序列有显著的相似性。以模板作为
台架(scaffold)基础,对目标序列(target sequence)进行建模,其步骤是:选择模板,
目标与模板的联配,建立模型,评估,循环重复,直到得到一个满意的模型为止。
SWISS-MODEL:提交方式
SWISS-MODEL 是一个自动化的蛋白质比较建模服务器,可以通过ExPASy服务器的
web界面免费访问:
http://swissmodel.expasy.org
或通过程序DeepView(Swiss Pdb-Viewer)访问。DeepView是一个整合工具,用于观察和分
析蛋白质结构和模型。( http://www.expasy.org/spdbv )
该服务器提供用户三种模式可选择:
First approach 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): 这个模式需要多序列联配的结果,序列中至少包括目
标序列和模板。服务器会基于比对结果建模。用户需要指明哪一条序列作为目标序列,哪一
条又作为模板。
Project mode(项目模式): 这种模式允许用户提交经过手工优化的请求给服务器。
DeepView被用来建立一个项目文件,它包含了模板结构,以及目标序列与模板的联配结
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First Approach mode的结果。
复合蛋白的模型在SWISS-MODEL可以以项目模式创建。复合模板结构(带不同链的
ID)被载入DeepView。FASTA格式的目标序列被导入DeepView,格式中包含的序列顺序,
应该与原聚体的模板中以分号隔开的序列顺序保持一致:

>ModelName
PROTOMERSEQUECE;PROTOMERSEQUENCE

在DeepView中对目标序列和模板进行联配,并手工编辑初始的联配结果后,完整的
项目文件被提交给服务器。

SWISS-MODEL:结果和评估
SWISS-MODEL通过电子邮件返回一份日志文件,它记录了服务器的所有行为和模型
的坐标。有两个输出选项可供指定:
DeepView( Swiss Pdb-View ) mode(DeepView模式):以DeepView项目文件的方式
返回模型和模板;
Normal mode (通常模式):以PDB文件格式返回模型的坐标(可用其它工具查看,如
Rasmol)。
模型的精确度可能有显著不同,甚至在同一蛋白质的不同区域也是如此。有几个工具
可以用来评估模型的可靠性:
结果文件中包含一个C-score(类似晶体结构中的B-factors),它是对当前位置上模
板结构变异率的估计。模型中的某些部分如果没有可用于建模的模板信息(插入/删除部
分),则C-score赋值为99。而且,日志文件记录了整个结构以及每一个残基的力场能量。
这有助于确定那些有明显的构象或电性问题的区域。
可选择在结果中包含一份蛋白质较验工具WhatCheck  (
http://www.cmbi.kun.nl/gv/whatcheck ) 的报告。另外也可以利用服务器上的ANOLEA原子
平均势能的web界面( http://swissmodel.expasy.org/anolea )检查模型的质量。
目标序列和模板不准确的联配结果是模型中错误最大的来源。如果观察到隐含的结构
信息,如正确的结构上gaps的位置,DeepView允许手工调整比对结果。
微调模型,例如对能量的检验,重建loop结构,以及搜索侧链旋转异构体,都可以利
用DeepView实现,并通过项目文件从服务器返回。
SWISS-MODEL 知识库:编目
SWISS-MODEL知识库是一个已注释的3D比较蛋白质结构模型数据库,它的内容来
自完全自动的SWISS-MODEL同源建模流程。
这个知识库包括的3D模型,它们的序列来自Swiss-Prot 和TrEMBL数据库,有合适
的模板。这些注释,以及模型与其他数据库如Swiss-Prot 和InerPro的链接,实现了在蛋白
质序列信息和结构信息之间方便的浏览转换。
SWISS-MODEL知识库可以通过交互的web站点查询:
http://swissmodel.expasy.org/repository
快速搜索知识库中的结构,可以通过提交一个Swiss-Prot/TrEMBL蛋白编目号
(accession number)或识别号(ID)来完成。
高级搜索界面可以通过不同的关键字进行联合的复杂查询,例如 蛋白质的名称,基
因的名称,生物学的描述,或是物种。
SWISS-MODEL 知识库:组成部分
模型浏览器可以访问目标序列的信息,还允许在给定蛋白质序列的几个模型之间进行
浏览。
对每一个模型,都提供下列信息:
模型信息部分:可以通过这个部分显示模型,并且下载它的坐标。到结构数据库的链
接提供了用于建模的模板信息;
联配结果部分:显示了目标序列和模板序列的联配结果,该结果用于建模流程和二级
结构的确定;
ANOLEA和GROMOS部分:包含了一个GROMOS经验性的力场和ANOLEA平均
势能图,用于评估模型的质量;
建模日志部分:建模日志给出了每一个建模步骤的细节描述,例如模板的选择和loop
区域的确立。
对每一条目标序列的各种生物学信息,例如基因名称,分类,蛋白质的描述,都在目
标序列信息部分提供。
InterPro 映射:InterProt 的描述符被映射对应到目标序列和可用的模型上,指出了目
标蛋白质的各个domain和特定的生物学特性;( http://www.ebi.ac.uk/interpro

REFERENCES
1. N.Guex  and  M.C.Peitsch  (1997)   SWISS-MODEL  and  the  Swiss-PdbViewer:   An
environment for comparative protein modeling, Electrophoresis 18:2714-2723.
2. T.Schwede,  J.Kopp,  N.  Guex and M.Peitsch (2003)  SWISS-MODEL:  an  automated
protein homology-modeling server, Nucleic Acids Research 31:3381-3385.
3. J.Kopp  and  T.Schwede  (2004).   The  SWISS-MODEL  Repository  of  annotated  3-dimensional protein structure homology models, Nucleic Acids Research 32:D230-D234.
本文档由瑞典EMBnet 结点的Lorenza Bordoli 和 瑞典生物信息研究所的Jurgen
Kopp和Torsten Schwede合作撰写和设计,由EMBnet 的P&PR发布委员会发布。
EMBnet ---- 欧洲分子生物学网络 ---- 是欧洲领先的生物信息学中心拥有的的生物信息
学支持网络。许多国家设有国家节点,为生物信息学软件的使用者提供培训课程和其它形
式的帮助。
在EMBnet 站点可以找到更多关于国家节点的信息:
http://www.embnet.org/



guideSwissModel.pdf (82.45 KB, 下载次数: 443)
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

QQ|申请友链|小黑屋|手机版|Archiver|生物信息学论坛 ( 蜀ICP备09031721号  

GMT+8, 2017-1-22 18:15 , Processed in 0.107589 second(s), 22 queries .

Powered by Discuz! X3

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表