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Protein Folding——基于Uni-Fold的蛋白质多聚体结构预测与评估

导言​

Hermite平台中的Uni-Fold模块，首次成功复现了AlphaFold2的全规模训练，可实现蛋白质单体及蛋白多聚体的结构预测。在本教程中，您将学习使用Uni-Fold模块实现蛋白质多聚体的结构预测，并通过调用Hermite中的Protein Alignment模块，进行预测结构与真实实验结构的比对，评价蛋白质结构预测的准确性。

7MLH是屋尘螨过敏原Der p2与人IgE单克隆抗体(mAb)的Fab复合物的x射线晶体结构，分辨率达 2.10 Å。本教程以7MLH为例，基于该蛋白复合物的序列实现其结构的预测，并评价结果的准确性。

本教程所需数据如下：

rcsb_pdb_7MLH.fasta

1. Protein Folding​

1.1 入口​

  • 左侧通用菜单栏Function → Structure Modeling → Protein Folding。

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1.2 蛋白序列导入​

  • 在右侧出现的Protein Folding窗口（红框内所示）中导入蛋白序列。点击红框内所示的Fasta File上传7MLH蛋白的序列文件（.fasta 格式），上传后该蛋白序列信息自动显示于各条链对应的序列框中。

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  • Job Name处将该任务进行命名为 7MLH_Uni-Fold 后，点击Submit提交任务。

1.3 结果查看​

  • 点击左侧通用菜单栏的Job → 在弹出的Job List窗口中找出 7MLH_Uni-Fold 任务 → 点击 Show。

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  • 蛋白预测结果显示于 3D Workspace 中，右侧Predicted aligned error为预测结果的评价，模型置信度达80.29。

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2. Protein Alignment​

2.1 将蛋白结构导入3D Workspace窗口​

  • 左侧通用菜单栏File → Get PDB。

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  • 在弹出的窗口中输入PDB ID：7MLH，点击Import导入该蛋白质结构。

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2.2 调用Protein Alignment模块​

2.2.1 入口​

  • 在同一个 Project中，点击左侧通用菜单栏Function → General → Protein Alignment。

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2.2.2 参考蛋白结构导入​

  • 界面右侧出现的Protein Alignment操作窗口，首先导入参考蛋白结构：点击Select Structure，弹出Select Structure窗口 → 在Structure Hierarchy内选中7MLH蛋白结构 → Select Structure窗口点击OK。

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2.2.3 需比对蛋白结构导入​

  • Next点击后进入比对蛋白的选择窗口，导入需要比对的蛋白结构：点击Select from Project，弹出Select from Project窗口 → 在Select from Project窗口中选择7MLH_Uni-Fold → 点击OK。

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2.2.4 参数设置​

  • Next点击后进入参数设置页面，Alignment Atoms选择Cα从而基于蛋白之间的α-碳原子进行比对。由于无特殊的比对需求，因此跳过Select Binding Site的参数设置。Job Name处将该任务命名为7MLH_PA，点击Submit提交该任务。

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2.3 结果分析​

2.3.1 入口​

  • 左侧通用菜单栏Menu Job → 在弹出的Job List窗口中找到任务 7MLH_PA → 点击Operation下的操作 Show 展示该任务。

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2.3.2 结果展示与说明​

  • 蛋白结构的叠合图像结果显示于3D Workspace窗口，界面右侧出现Protein Alignment Result窗口显示蛋白的比对结果。

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  • 经过蛋白结构比对，发现Uni-Fold预测的多聚体结构与原蛋白结构的RMSD值为0.99 Å，相似性高，说明Uni-Fold能很好地预测蛋白多聚体7MLH的结构。

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