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Protein Preparation

简介​

完整、合理的蛋白质结构文件,是进行蛋白质性质分析、以及其他CADD计算(如:活性位点预测、Docking等)的起点。

Hermite平台的Protein Preparation模块提供了蛋白质结构处理功能,包括:结构选择、补全缺失的残基和侧链、确定极性残基的质子化状态、优化氢键网络等功能。

本教程以1iep[1]为例,基于Hermite平台的Protein Preparation模块对其进行蛋白准备。

1. Protein Preparation​

1.1 蛋白准备入口​

左侧通用菜单栏 Function → General → Protein Preparation。

1.2 Select Structure​

根据PDB号获取1iep的结构:点击“PDB”按钮,弹出“Get PDB”窗口,在该窗口中的“PDB ID”处输入“1iep”,点击“Import”,1iep的结构即导入至蛋白准备的任务中,并展示于3D Workspace界面。

注:更多蛋白选择方式的操作说明,详见《蛋白及配体选择、口袋设置》。

1.3 Select Polymer/Water(s)/Other Groups to Keep​

1iep为同源二聚体结构,本教程仅对其中的Chain A作蛋白准备,具体操作如下:

Select Polymer to Keep:选择需要保留的链,此处勾选“A”;

Select Waters to Keep:选择需要保留的水分子,此处选择“Keep Water(s) around Hetatms”并勾选“A: STI 201 6 Å”;

Select Other Groups to Keep:此处不保留其他基团。

参数含义
Alternative Position如蛋白中有多重坐标的原子,可以根据位置出现的概率选择希望使用的位置
Select Polymer to Keep选择需要保留的链
Select Water(s) to KeepKeep Water(s) around Hetatms选择保留非蛋白分子周围的水分子,距离范围可更改
Keep All Water(s)保留全部的水分子
Delete All Water(s)删除全部的水分子
Select Other Groups to Keep选择需要保留的其他基团

1.4 修复缺失残基及参数设置​

Select Missing Residues to Repair处勾选全部Chain A的缺失残基,其他保留默认参数。

点击“Submit”提交任务。

参数含义注
Select Missing Residues to Repair修复缺失残基可以根据.pdb文件内的序列相关数据来进行修复;
如点击“Fill Missing Residue”,可以选择上传.fasta文件对缺失的信息进行修复。
Add Missing Side Chains添加缺失侧链——
Add Hydrogens加氢建议勾选
Modify Protonation State调节蛋白质环境pH,使蛋白质达到该pH下的质子化状态——
Optimize Hydrogen Bonding Network优化氢键网络建议勾选
Energy Minimization能量最小化根据具体体系调整

2. 蛋白准备结果查看​

2.1 任务查看入口​

左侧通用菜单栏Job → 找到“1iep_prep” → 点击Operation下的“Show”展示该任务结果。

可以通过搜索Job Name找到该任务,也可以通过Job Type的筛选找到。

2.2 蛋白展示与比较​

经过处理的蛋白“1iep_prep”展示于3D Workspace区域。

蛋白着色及比较:

蛋白着色:在“Entry List”中,双击“1iep.pdb”右侧的“Show”,从而固定展示该蛋白 → 展开“Structure Hierarchy”下的“1iep.pdb”,在“Protein”处右击,选择“Style”,在弹出的Style窗口中调整“Ribbon”的颜色为蓝紫色,点击“Apply”进行着色。

与原始晶体结构比较:在“Entry List”中,单击“1iep_prep.pdb”右侧的“Show”,从而展示准备后的蛋白结构。在3D Workspace中转动蛋白,比较蛋白准备前后的构象,观察到缺失残基被补齐,并且蛋白准备前后构象无较大差异。

import_structure

3. 参考文献​

[1] Nagar B, Bornmann WG, Pellicena P, et al. Crystal structures of the kinase domain of c-Abl in complex with the small molecule inhibitors PD173955 and imatinib (STI-571). Cancer Res. 2002;62(15):4236-4243.