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Rosetta系列-FloppyTail構建蛋白柔性尾

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使用這個代碼需要蛋白具有長的柔性尾,在晶體結構中是缺失的,生物化學證據表明已知結合伴侶上尾部的特定結合位點.該代碼旨在模擬長柔性尾巴的範圍並確定假設的結合位點是否合理。

該工具更有用於測試關於可能的構象的假設,並探索可用的構象空間,而不是找到「唯一真正的結合模式」。 如果你的尾巴真的很靈活,它可能沒有一個「真正的結合模式」。


代碼位於

演示位於

FloppyTail旨在「約束對接」。 當你有一個或多個相對剛性的結構時,可以使用它,並用linker鏈接。 對於一些情況,如最初的柔性尾巴,問題是「這條尾巴可以對接進入剛性尾巴?」對於某些情況,例如兩個結構域之間的linker區域,可能是「這兩個區域對接,鑒於一些構象是不可能的,因為linker不能伸展那麼遠?「

一般來說,FloppyTail為 FLEXIBLE linkers發揮作用。 這有兩個問題。 首先,Rosetta能量函數被參數化為摺疊良好的晶體蛋白質。 它只適用於靈活的linkers,因為它的物理觀點不允許非結構化的可溶性蛋白質。 其次,靈活的linkers在時間上是靈活的,但是靜態結構沒有時間域,因此通過查看得分高的模型並不能非常有用的表達linker區域的狀態。 因此,使用FloppyTail並解釋其結果需要仔細考慮結果的價值。

如果你的目標是「我有兩種相互連接的蛋白質,我想知道它會是什麼樣子」 - 這是一個昂貴的問題,成功率很低。

如果你沒有實驗數據,你可以使用FloppyTail生成假說。看看你的結果集合,看看更好的模型中經常發生什麼樣的相互作用,然後考慮如何通過實驗測試這些相互作用是否真實(如通過交叉鏈接或者突變)

也許你有一個可能存在的構象的概念,你想在試驗之前進行計算檢查。 在這種情況下,嘗試使用約束您感興趣的構象,以查看系統是否可以適應它。 如果你淘汰那些仍然沒有你想要的互動模式,或者只能通過非常彆扭的幾何來實現它,那麼FloppyTail就會產生一個負面結果。

如果你擁有實驗結果-非常棒!約束想要走的路子。運行約束,你將獲得更高質量的模型假設。或者,可以使用約束來過濾不受限制的結果,或者只是使用它們來判斷模型總體是否現實。這使您可以生成系統可能執行的與您的約束條件一致的「信封」,可根據需要將其用於進一步的實驗循環。


該演算法非常簡單:在質心模式下,小/剪切/碎片移動將尾部摺疊成某種形式的摺疊構型,而小/剪切隨重新包裝而移動以改善其位置。 這在概念上類似於abinitio摺疊的工作方式,雖然它不是為此目的而精鍊的

該代碼與質心階段中的約束兼容(通過命令行傳入)。 早期的建模使用約束和一些小小的黑科技來幫助指導模型到假設的尾結合位置。 最終,這對於原始系統來說不是必需的,但代碼保留了使用約束等的能力。* 更新*:代碼與兩個階段的約束兼容。


該代碼無法進行「半-從頭建模」的工作,即知道一半的結構,求另一半。改代碼僅測試用於構建真實情況下是鬆軟,無序的尾巴。該代碼的目的並不是摺疊進精鍊結構。

如果想要實現上述不能實現的目的,可以考慮使用Topology Broker"s 的RigidChunk環境。

可以在 查看例子

首先需要處理PDB文件,刪除雜原子,多重定義原子和水等等

該代碼不會為您擴展添加。 您需要為靈活的尾部添加起始坐標(雖然無意義).把它直接指向空間(就像它在演示中一樣)。 或者,使用PyRosetta腳本 ,可以更新輸入結構(存在無序殘基)這樣可以擴展或者增加尾部(那樣你就無需添加尾部起始坐標)。

fragment file 和constraint file 查看怎麼輸入和約束


也可以進行兩個區域之間的內部柔性區域的建模

如果需要構建大的尾部,需要進行長時間的軌跡模擬,2.3Hz的電腦大約完成30000/天 軌跡

約束條件是一種極好的方式,可以使建模偏向於測試假設的構想是否可行。

如果不是重複文獻不要運行 標籤

在建模終端柔性區域(尾部)時,在細化階段,可以使用 選項將協議引導為針對部分精化模式對尾部的較短部分建模。 原因在於,即使重新包裝(質心往往對於這種對接來說有點太小),在質心模式下的結構中尾部可能與結合伴侶過於接近。 通過在改進的第一部分重塑尾巴的尖端,您可以放鬆碰撞而不將尾巴擺回太空。

如果您有單鏈(一種蛋白質),如果靈活區域比C端更接近N端,可以使用 選項來加快計算速度。

如果構建N端尾,必須使用 設置

使用 ,當你需要進行摺疊C到N之間的鏈


略,主要使用movemap


你可能是使用這個模型進行未知結構區域的建模。你不應該花大量的時間在單獨的結構中。

一般而言,您應該選擇模型預測的一些指標(如果您閱讀論文,您會發現它是後來發現可化學交聯的兩個殘基之間的距離)。 然後,您可以挖掘模型群體,以查看這個指標在模型的最高分數中的樣子。 功能將有助於此。 我建議直方圖。


如報這樣的錯誤,ubuntu用戶可以使用如下解決:


位於 可以打開查看pdb文件

直接運行即可結果如下:

資料庫修正以後

其設置如下:

具體內容可以參考文獻3.的支撐材料


首先獲得E.Coli的晶體結構

刪除非ATOM的行

在這裡需要安裝 ,安裝步驟和簡單介紹可以查看這裡

在 里的 路徑里的所有腳本拷貝到實驗路徑下, 腳本附加(append)/前置增加(prepend)埠序列。殘基設置的φ/ψ值為-135°/135°。例如前置增加"MAKGQ"到鏈A的N端,命令如下:

腳本參數包含如下:a. 標籤選擇鏈b. 為N端, 為C端輸入文件c. 為輸出文件d. 為我輸入的序列

主要是用來轉換骨架二面角到理想狀態

標誌可以用來應用來自大腸桿菌Hfq結構(殘基65-70)的二面角而不是理想的角度。 和 分別表示c端和n端。 表示起始殘基序列, 為輸出。

通過Rosetta進行「relaxed」

option設置如下

在這裡簡單介紹一下設置: 為輸入文件 和 為特定輸入結構所需要的,為設置主幹原子約束,並且關閉約束ramp 和 使第一和第二側鏈二面角的採樣增加一個標準偏差包括放鬆過程中取樣的旋轉異構體中的晶體學側鏈構象。測試側鏈組氨酸,天冬醯胺和谷氨醯胺中特定原子的替代配置(其不能在電子密度中區分)。關閉氫原子優化最小化演算法輸出結構數量

正式的執行FloppyTail,其使用的為 ,設置如下:

其中CHI表示側鏈可以動,BB表示骨架可以動,下面的默認會覆蓋上面的.注意測試不要按照上面的設置跑,720核需要跑48小時。

move_map文件參考:

參考資料:

FloppyTail application

fragment_picker.mpi.linuxgccrelease can"t find : libsqlite3.so

Kleiger G, Saha A, Lewis S, Kuhlman B, Deshaies RJ. Rapid E2-E3 assembly and disassembly enable processive ubiquitylation of cullin-RING ubiquitin ligase substrates. Cell. 2009 Nov 25;139(5):957-68. PubMed PMID: 19945379.

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