SWISS-MODEL预测蛋白三级结构

最近有同学问我们，该怎么进行目标蛋白三级结构的预测？如果能够拿到预测的模型，就可以大概知道蛋白空间结构是以α-螺旋为主还是β-折叠为主，有几个亚基，如果蛋白是一种酶还有助于预测活性位点的位置。

那么，我们通过高通量测序拿到了关键基因（关键蛋白），这个序列经过了克隆之后，已经获得了准确的核酸序列（或氨基酸序列），怎么针对氨基酸序列预测蛋白的高级结构呢？这篇文章也正是为了解读这个问题。推荐使用SWISS-MODEL在线工具进行蛋白三级结构的预测。

SWISS-MODEL网站地址：

https://www.swissmodel.expasy.org/

一般而言，蛋白结构预测需要通过几个步骤，首先是搜索蛋白数据库（例如Swissprot）找到我们目的蛋白的同源序列，一系列同源序列中选择几个或者一个作为我们的模板；目标蛋白会再次与模板序列进行比对，在保守位置进行补充空位进行对齐；调整目标蛋白序列中主链上各个原子的位置，产生与模版相同或者相似的空间结构；再利用能量最小化原理，使目标蛋白的侧链基团处于能力最小的位置，最终确定蛋白的三级结构。

打开网址：https://www.swissmodel.expasy.org/

Start Modelling。

序列输入。可以直接将>hemoglobin subunit beta的氨基酸序列输入，也可以生成txt文本格式上传。需要先在右侧选择sequence这一项，然后输入序列。这里渐变颜色条表示从N端到C的氨基酸。这里任务名命名为“HSB”，可以直接开始建模了。

运行一段时间后会出现肽段的三维结构，三维结构是可以旋转的，任意位置可以拍照，而且与渐变的氨基酸序列是一一对应关系，便于查找特殊位置（如连接处或者首尾处）的氨基酸是哪些。模板那一栏是数据库中已经保存的三维结构信息，建模那一栏是建模出来的结果。如果建模不成功的话，可以参考模板的三维结构。简单评价建模好坏可以看GMQE值（全球性模型质量估测），其值在0-1之间，越接近1，建模质量越好。当然，Qmean也是评价值之一，通过手势判断好坏。

除了单个序列可以做三维结构，还可以做两个多肽序列三维结构的比较，这里需要先选择Target-template aliagnment这一项，输入的是上述两个序列的氨基酸比对序列。

上述主要是针对单体蛋白结构进行预测，异聚体结构预测。由于HSB和HSA是两个亚基，所以将他们的序列合并后进行异聚体结构预测。这次建模不成功，自动匹配了最佳模板，以模板的三维结构作参考。

MVHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYHMVLSPADKTNVKAAWGKVGAHAGEYGAEALERMFLSFPTTKTYFPHFDLSHGSAQVKGHGKKVADALTNAVAHVDDMPNALSALSDLHAHKLRVDPVNFKLLSHCLLVTLAAHLPAEFTPAVHASLDKFLASVSTVLTSKYR

最后自行下载结果文件，好滴，今天关于SWISS-MODEL的用法就讲到这里了，欢迎大家转发分享到朋友圈噢～