感兴趣的蛋白,如何研究它的结构-Phyre2工具使用介绍

筛选出的蛋白怎么去进一步研究它呢?很多人还只停留在定量水平,蛋白质表达量肯定是一个值得考虑探究的因素,但是蛋白质的空间结构与其功能更是相关;蛋白质结构预测你会吗?今天给你分享一款很...

筛选出的蛋白怎么去进一步研究它呢?很多人还只停留在定量水平,蛋白质表达量肯定是一个值得考虑探究的因素,但是蛋白质的空间结构与其功能更是相关;蛋白质结构预测你会吗?今天给你分享一款很实用的蛋白结构、功能和变异预测分析的在线工具,感兴趣的小伙伴认真看一下吧!


Phyre2简介

Phyre2是Phyre的升级版,主要使用远程同源检测的方法对蛋白序列进行3D建模,预测配体结合位点和氨基酸变异影响( nonsynonymous SNPs),Phyre2分析功能强大,界面简洁,操作简单,是一款很实用的蛋白结构、功能和变异预测分析的在线工具。

Phyre2蛋白建模方法

蛋白的建模常见有三种方法:1. 同源建模法(homology modeling);2. 线串法(threading);3. 重头预测法(ab initio);其中同源建模法是使用最为广泛的一种方法。

Phyre2有两种建模方式Normol mode和Intensive mode;Normol mode就是常规的同源建模,建模算法示意图如下:

attachments-2020-12-SCgdhEwl5fcb8e8ac0a9b.jpgIntensive mode综合了同源建模法和重头预测法两种算法,在Normol mode的基础上建立更完整的模型(full-length model),建模步骤如下图。

attachments-2020-12-ztpTd9QI5fcb8eabadd92.jpg

更多信息请查阅原文献:https://www.nature.com/articles/nprot.2015.053

Phyre2的使用

Phyre2网址:http://www.sbg.bio.ic.ac.uk/phyre2/html/page.cgi?id=index

打开Phyre2网址,页面如下,网站无需注册即可使用,操作也非常简单,如下图,首先留下通信邮箱,以接收分析结果;然后给本次任务(Job)命名,再粘入蛋白序列,建模方法一般默认Modelling mode,最后一项任务用途默认other即可,最后点击Pryre Search开始预测任务。

attachments-2020-12-QGOJerA15fcb8ecad8c45.jpg一般情况下建模比较耗费时间,一般需要30min-2小时不等,不过此时,我们可以关闭此页面,任务已在网站服务器运行了,不必一直打开网站。

attachments-2020-12-47JwRurI5fcb8ee3bc0af.png

Phyre2的结果展示

收到的结果反馈邮件主要结果如下,附件是pdb格式的蛋白模型文件,具体序列分析、二级结构、结构与分析等信息点击网页版结果文件链接即可打开。

attachments-2020-12-IIXt6Bk55fcb8f30c7dcd.png网页版结果文件链接打开如下图:

attachments-2020-12-EvgAs8x35fcb8f6ae4e33.png

1. 序列分析

点击"View PSI-Blast Pseudo-Multiple sequence Alignment"可查看多重序列比对图,该图是最新的非冗余蛋白序列库扫描查询序列的结果,为了确保比对能产生准确的二级结构预测,同源蛋白评估的 E 值应<0.001。

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2. 二级结构预测

如下图,第一行为序列位置,氨基酸基于性质着色:极性的氨基酸 A,S,T,G,P 为黄色,疏水性的氨基酸 M,I,L,V 为绿色,荷电性的氨基酸 K,R,E,N,D,H,Q 为红色,芳香性的氨基酸 W,Y,F,C 为紫色;置信度评估行:红色表示高置信度9,蓝色为低置信度0,中间共划分10个等级,详见图下方图注部分。

attachments-2020-12-DRNMKhGg5fcb8fabde810.png

3. 结构域分析

下图每一行为一条蛋白序列,用颜色表示同源性的置信度高低(红色表示高置信度,蓝色为低置信度),着色框的宽度表示比对上的序列长度;网页版下,将鼠标悬停在蛋白ID上,会弹出模型的图片和详细信息,点击蛋白ID可直接转到下方4. 详细模板信息对应的蛋白信息。

attachments-2020-12-Mh0QmNdP5fcb8fcecda14.png

4. 详细模板信息

该部分内容展示了按置信度高低排列的蛋白质模板的信息,内容有:序列的覆盖率、3D 模型、置信度、百分比序列标识和文本描述,在这一栏中还有一个名为Run Investigator 的按钮,单击此按钮,可以对感兴趣的模型进行进一步分析。

attachments-2020-12-zsdLeqkU5fcb8fec24213.png好了,今天就先写到这里,Phyre2更多分析功能下期再详细介绍,敬请关注!

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