就目前來說,蛋白質三維結構預測還沒有一個通用的解決方案,對於蛋白結構預測只能得到相對精確的「近似解」。實現精準預測的目標尚未達到。

當前預測結構的主要技術分為兩種:

  • 第一種是Template-free Modeling,即不使用模板,從頭開始(ab initio methods),此類方法主要基於物理原理以及幾十年來積累的經驗。
  • 第二種是Template Modeling,即根據已知模板推斷結構信息,此類方法主要基於同源建模(Homology Modeling)實現。

對於第一種Template-free Modeling,常使用的網站和工具包括:

1. Rosetta@home(強大,推薦)

內容介紹:Rosetta@home 是一個基於伯克利開放式網路計算平臺(BOINC)的分散式計算項目,由華盛頓大學貝克實驗室(David Baker)開發和維護,用於蛋白質結構預測、蛋白質-蛋白質對接和新的蛋白質設計的研究。截至2016年7月29日,全球共有6萬多臺計算機是這一項目的活躍志願者,平均每秒浮點運算次數達210萬億(210 teraFLOPS)。

——維基百科

網址:https://www.rosettacommons.org/

2. Foldit:Solve Puzzles for Science

內容介紹:Foldit是一個實驗性的蛋白質摺疊電子遊戲,結合了眾包與分散式計算的思想。由華盛頓大學的計算機科學和工程學系和生物化學學系聯合共同開發。

Foldit提供一系列教程,讓用戶試著操縱簡單的類蛋白質構造,並定期更新以真實蛋白質結構為基礎的謎題。該程序讓用戶在工具輔助解謎,就能夠得出實際的蛋白質模型。每當結構被變動,一個「分數」會根據摺疊的完善程度給出。Foldit用戶可以創立加入小組,分享各自的方案。也有小組高分榜。——維基百科

網址:https://fold.it/portal/

3. The Folding @ Home

內容介紹:The Folding @ Home 是用於疾病研究的分散式計算項目,其主要的目的是模擬蛋白質摺疊,計算藥物設計和其他類型的分子動力學。

——維基百科

網址:https://foldingathome.org/

對於第二種Template Modeling,常使用的網站和工具包括:

1. Swiss-Model(方便,推薦)

介紹:這是我個人最常用的結構模擬網站,無論是從可視化程度還是操作上都十分方便快捷。此工具也是通過同源片段模擬蛋白質的三維結構。

網址:https://swissmodel.expasy.org/

2. Template Modeling:Modeller

介紹:Modeller主要用於蛋白三級結構的同源建模或者結構比對。用戶提供要用已知相關結構建模的序列的比對,MODELLER自動計算包含所有非氫原子的模型。

網址:https://salilab.org/modeller/

參考資料:

  1. 相關工具主頁
  2. 維基百科


可以將題主的問題翻譯成有哪些可以根據蛋白質一級序列預測高級結構的網站和軟體。

高級結構可以是二級結構,包括一些Helix、Coil、Turn、β-barrel之類的,還有一些親疏水、跨膜的預測;也可以是三級結構的預測分析,包括建模。這裡面的東西不是兩三句就能說清楚的。

我們曾在微信公眾號上推送過一期:

做蛋白的不可不知的一些網站?

mp.weixin.qq.com圖標

裡面就有很多可以預測的網站。

需要交流的話可以在知乎站內交流,也可以在微信公眾號後臺。

謝謝,求贊~


有David Baker組的Robetta

http://robetta.bakerlab.org與之類似還有http://sparks-lab.org/yueyang/server/SPARKS-X/等等

pfam可以根據同源性預測結構域所屬家族。

三維結構我不做這個,只知道一個phyre2,不知道過沒過時,好幾年前聽說的了。


smart 以及 NCBI 裡面的 conserve domain blast 可以預測蛋白保守結構域


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