分子置换

蛋白属性预测
一级:
compute pI/Mw tool
expasy/protparam
消光系数α
Molar消光系数e=αM(g/L 1cm)
半衰期
不稳定系数

expasy.org/protscale
亲水性分析
跨膜去分析/TMpred或 /TMHMM
是否为分泌信号肽

二级:
CFSSP
PSIPRED

结构域:
InterPro
Pfam

三级:
SWISS-MODEL 同源建模
折叠识别pGomTHreader或phyre2
能量最低构象I-TASSER

Molecular Replacement Programs:
PHASER
MOLREP
AMORE
CNS
EPMR
BEAST - Fortran77 precursor of PHASER; withdrawn as of CCP4 6.1
GLRF
NORMA
Qs

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HKL2000处理得.sca和.log文件
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衍射:晶体晶系,布拉维格子,衍射点在倒易空间上的miller指标和对应的强度,指标化强度,强度积分,合并,振幅还原,强度数据质量评估;晶体衍射实际上是晶体中每个原子的电子密度对X射线的衍射的叠加,衍射数据反映的是电子密度进行傅立叶变换的结果,用结构因子来表示。通过对结构因子进行反傅立叶变换,就可以获得晶体中电子密度的分布。而结构因子是与波动方程相关的,计算结构因子需要获得波动方程中的三个参数,即波的振幅、频率和相位。振幅可以通过每个衍射点的强度直接计算获得,频率也是已知的,但相位无法从衍射数据中直接获得,因此就产生了晶体结构解析中的“相位问题(phase problem)”晶体结构解析中所采用的解决相位问题的方法有直接法和Patterson法。而对于解析生物大分子结构的主要方法有分子置换法、同晶置换法和反常散射法。确定相位:分子置换法,多重同晶置换(MIR),多波长反常散射(MAD)。
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a single molecule in the asymmetric unit: there are 6 degrees of freedom: 3 d.o.f. for rotation (around e.g. the x, y, and z axes), and 3 d.o.f. for translation along (e.g.) x,y,z.Translating on a 3-dimensional grid with 1 Å spacing in a 100 * 100 * 100 Å^3 unit cell means 1.000.000 translations.Doing both (a translation search for each rotation, or vice versa)then would lead to a combinatorial explosion of the number of possibilites that have to be evaluated.It is clear that(根据Patterson function找到特定的 vectors)it is advantageous to first determine the rotation of the molecule, by restricting the comparison between model patterson and crystal patterson to the intra-molecular vectors. When the correct rotation is found, all vectors may then be used to find the correct translation.
Self-rotation function:It is often calculated in polar coordinates (theta, phi, kappa).一般用molrep or polarrfn来算.
Translation function:

import merged data: 转.mtz
cell content analysis :matthews coef预测溶剂含量在40-60%为正确的聚集态 ,Num 用于置换时寻找晶胞里的分子数有用,
analyse data for MR:native patterson(translational NCS),B factor
self RF in polars/Molrep-auto MR:rotational NCS
sfcheck:completeness,anisotropy,wilson B,twinning check,pseudo-translation check
Editing models:用target sequence搜寻相近的结构,编辑PDB去除不一样的parts,residues,去掉无同源性的部分,去掉水分子,以形状更接近于球形的部分为模型。(如果model为多聚体,一般用单体作为模板)

Run phaser
填写好相关参数。需要修改的选项:mtz文件,model文件, ensemble1,number of copies to search, protein Mw, number in asymmetric unit, 相似性百分比,然后直接run就可以。

ccp4过后会得到一个pdb和mtz(电子密度图)

coot修正 修改突变,氨基酸残基放入密度图中

phenix refine

coot修正

phenix refine

拉什图 outlier=0 r free r work够低

phenix 加水 refine 溶剂平滑

修结构
残基不同可用ALA或者GLY取代

调节初始模型,按模型的结构因子振幅同实验测结构因子振幅接近,R因子表示<20%
立体化学制约,分子作为刚体,二面角能变,整体移动,参数在标准值附近变
分子动力学避免分子进入错误的能量极小状态,加热获得势能再缓慢冷却
jeg

侧链越大的氨基酸残基越容易在密度中找到正确的位置.

出问题最多的就是ALA GLY 和pro 密度很细 肉眼分辨不出来正确的走象。

PRO 和Gly总是出现在拐角处,而拐角处的密度又往往是多方交集,拉氏构象图上的红点多是这种位置。cys处也容易出红点。

alpha螺旋和beta折叠内部一般不会出什么问题

一个400个氨基酸左右的蛋白,晶体泡重原子得到了相位,phenix合成的初始模型能看到将近10个alpha螺旋,溶剂区跟蛋白区分得很开,表明相位求解正确,但是再用这个模型分子置换后发现得到的结构很怪异,缺失了很多Loop区域的结构,用VIM编辑pdb再分子置换等等试了好多种方法都不行。最后求助一位高手。问题解决了。
方法如下:先用refmac5将phenix初始合成的model用“Phase and FOM”选项扩展一下相位,然后将输出的MTZ用CCP4i中的DM改善一下,最后用ARP/wARP自动搭模;一般成功的概率比较大。
后来的复合物蛋白用上面修好的400个氨基酸左右的蛋白phaser后,电子密度中隐约能看到另一个小蛋白的密度,但是没有置换出来,而且密度很差无法手工搭模。用上述同样的方法,最后搭出了将近95%的氨基酸。最后结构修正也很顺利。
虽然结构修正phenix 整体比refmac5效果要好,但是refmac5在某些情况下还是很强大的,某些时候简直就是杀手锏。

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