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modeller建模

off999 2024-11-24 20:12 30 浏览 0 评论

蛋白质建模方法 Modeller 和Swiss model

第一种方法: 最简便的方法,swiss_model建模

材料准备:一段已知的氨基酸序列:(本篇文章采用从modeller的基础教程里的TvLDH)

打开swiss model官网 (https://swissmodel.expasy.org/)

开始:一键建模 Builde Model

图1

下一步:将氨基酸序列粘贴到如下文本框

图2

第三步:点击 Build Model开始建模,swiss model 网站会将你的刚刚复制到文本框的上传到后台,后台建模器会自动选择一个最为相似的蛋白质序列,作为模板进行建模。这个过程大概需要5到10分钟

图3

第四步:得到结果(づ ●─● )づ,嘻嘻


不过大家看红框的地方序列相似度100%,说明这个模型已经被建立过来,而且这个被建立过的模型已经上传的世界蛋白质数据库了,如果你没有特殊的需要,这个模型(如图中4uum)的可靠性非常高了,你就不用再建了,当然这里我们仍然使用这段序列,因为它是modeller官网给的序列,为了方便大家按照modeller官网的教程步调一致。

图4

关于Modeller建模

前言: swiss model建模简单方便,可靠性高,但是它不能进行多模板建模,而且也不能修改其中你想优化的序列片段,那modeller就提供了另一种方法,灵活性高,可进行多模板建模,和序列片段优化,虽然操作相对有些繁琐,不过这对于理解建立蛋白质模型的思路和历程都很有帮助。

本篇教程和其他教程略有不同的地方:

1:采用在Pycharm直接运行脚本文件,而不同于如图5,在Modeller终端运行脚本。

2:在搜索模板的步骤,我们采用了Swiss model搜索模板的方法。

这两种操作都是官网提供的思路,也是modeller建模,脚本运用的灵活之处,也为了大家更方便的学习和操作。


图5


第二种:运用modeller建模

第一步:材料准备

材料准备:一段已知的氨基酸序列:(从modeller的基础教程里找 , 以官网给的TvDHL为例 )注意要修改为 .ali 的格式哦,如 TvLDH.ali ,直接重命名修改后缀名即可。

MSEAAHVLITGAAGQIGYILSHWIASGELYGDRQVYLHLLDIPPAMNRLTALTMELEDCAFPHLAGFVATTDPKA

AFKDIDCAFLVASMPLKPGQVRADLISSNSVIFKNTGEYLSKWAKPSVKVLVIGNPDNTNCEIAMLHAKNLKPEN

FSSLSMLDQNRAYYEVASKLGVDVKDVHDIIVWGNHGESMVADLTQATFTKEGKTQKVVDVLDHDYVFDTFFKKI

GHRAWDILEHRGFTSAASPTKAAIQHMKAWLFGTAPGEVLSMGIPVPEGNPYGIKPGVVFSFPCNVDKEGKIHVV

EGFKVNDWLREKLDFTEKDLFHEKEIALNHLAQGG


第二步:搜索模板

运行:搜寻模板:在Modeller通过用build_profile.py和compare.py两个python脚本,来筛选与目标序列相似的模板。耗时较长,而且对比的数据库pdb_95.pir有限,在这里我们采用swiss model网站的搜寻模板功能

图6



结果:找到模板,为了和官网教程保持一致,这里还是按照官网给的1bdmA模板

第三步:模板与目标序列对齐

运行:用align2d.py脚本使目标序列这里用的是TvDHL和模板对齐,模板用.pdb格式

结果:生成TvLDH-1bdmA.pap文件

第四步:建立模型

运行:用model-single.py进行建模

结果:TvLDH.B99990001.pdb

TvLDH.B99990002.pdb

TvLDH.B99990003.pdb

TvLDH.B99990004.pdb

TvLDH.B99990005.pdb

注意:可以根据自己的需要选择要建模的个数,同时建模个数越多,耗时也越长,但是建出好模型的概率也会越大。

筛选最优建模结果:从model-single.log筛选最优的模板,一般看molpdf分数最低的。

第五步:评测画图

运行:用evaluate_model.py脚本对建立的蛋白质模型进行评测

结果:得到TvLDH.profile文件

用gnuplot或者 plot_profiles.py画图

那在这里我们直接用 plot_profiles.py画图了, plot_profiles.py在官网给的basic example文件里有。

当然如果你习惯用gunplot软件画图,也可以达到同样的效果。如果你没有这个软件的话,这里提供一个下载链接https://jaist.dl.sourceforge.net/project/gnuplot/gnuplot/5.4.3/gp543-win64-mingw.exe。使用命令行语句,'plot "TvLDH.profile" using 1:42 with lines'

我们这里采用plot_profiles.py

图7

这个pylab模块在Matplotlib库下,所以要提前安装Matplotlib 在终端Terminal 执行命令 pip install matplotlib即可

图8

在这里要注意一个事项,evaluate.py第一次运行一次,那么我只能得到一个画图的数据文件TvLDH.profile,但是我们还需要模板Template所用的数据,也就是图中的绿线(Template)所用的数据,所以我们需要修改一下evaluate.py脚本,把下图中圈红线的修改一下,运行一下evaluate.py得到画模板线的数据1bdmA.profile文件。

如果大家有Python基础的话,理解起来还是很简单的,当然对这些脚本的简单理解和修改,也能很好的帮助大家理解modeller建模过程,如果大家感兴趣的话,Ctrl+左键,可以直接查看一些方法的源代码,进一步了解建模所运用的数学算法,如果不了解Python的话也没关系啦,按照我介绍的步骤也能得到结果,同时我也会上传一些步骤视频。

图9

修改为下图:

图10

最后一步:运行plot_profiles.py,生成dope_profile.png如下图,学会制作这个图很重要哦,接下来的多模板建模还要用到画图。

加油,各位!

写的不好的地方,多多见谅(づ ●─● )づ,有什么疑问的地方,欢迎评论留言,别忘了点赞哦




图11

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