Гомологичное моделирование комплекса белка с лигандом¶
Традиционные ссылки на полезные ресурсы: ¶
- Уроки по работе с Modeller находятся здесь.
волшебное слово: r'MODELIRANJE'
Цель данного занятия ознакомится с возможностями гомологичного моделирования комплекса белка с лигандом. В этом занятии мы будем пользоваться пакетом Modeller. Это программное обеспечение распространяется бесплатно для академических пользователей.
Вы будете работать с любым белком лизоцимом из Uniprot. Используя известную структуру лизоцима форели как образец, Вам необходимо построить модель комплекса Вашего белка с лигандом.
- Загрузим модуль
1import sys
2import modeller
3import _modeller
4import modeller.automodel
- Зададим некторые параметры
1env=modeller.environ()
2env.io.hetatm=True
- Скачаем белок заготовку
1! wget http://www.pdb.org/pdb/files/1lmp.pdb
и последовательность
1! wget http://www.uniprot.org/uniprot/PXXXX.fasta
- Создадим объект выравнивание:
1alignm=modeller.alignment(env)
и добавим последовательность и структуру
1alignm.append(file='PXXX.fasta', align_codes='all',alignment_format='FASTA')
2## создадим модель
3mdl = modeller.model(env, file='ХХХХ.pdb', model_segment=('FIRST:'+'A', 'LAST:'+'A'))
4## и добавим в выравнивание
5alignm.append_model(mdl, atom_files='ХХХ.pdb', align_codes='1lmp')
6## есть смысл поправить идентификаторы
7alignm[0].code = '.....'
- Делаем выравнивание и сохраняем:
1alignm.salign()
2alignm.write(file='all_in_one.ali', alignment_format='PIR')
- Посмотрите содержимое all_in_one.ali, там всё хорошо?
- Построим модель:
1## Выбираем объект для моделирования
2s = alignm[0]
3pdb = alignm[1]
4
5print s.code, pdb.code
6
7## Создаем объект automodel
8a = modeller.automodel.automodel(env, alnfile='all_in_one.ali', knowns= pdb.co...... , sequence = s.code )
9
10a.name='mod'+s.code
11a.starting_model = 1
12a.ending_model = 2
13a.make()
- Надо посмотреть результат:
1import nglview 2import ipywidgets 3w1 = nglview.show_structure_file('.....B99990001.pdb') 4w1
А ГДЕ ЛИГАНД??
-----
- Оказывается надо добавить три остатка лиганда к последовательности
Подсказки как сделать:
1## Получить список остаков
2alignm[n].residues
3## Добавить в объект выравнивание последовательность из строки
4alignm.append_sequence(....
- (Дополнительно) Поместите лиганд в другое место, переназначив объект automodel, это очень примерный код:
1class mymodel(modeller.automodel.automodel): 2 def special_restraints(self, aln): 3 rsr = self.restraints 4 at = self.atoms 5 for x,y in [('CG:83','O6:228')]: 6 rsr.add(modeller.forms.gaussian(group=modeller.physical.xy_distance, 7 feature=modeller.features.distance( 8 at[x],at[y]),mean=3.0, stdev=0.1)) 9 10from modeller import * 11from modeller.automodel import * 12a = mymodel(env, ...
и да подсказка: надо удалить рестрейны которые генерируются автоматически: ( можно через файл рестрейнов)
43 atoms in HETATM/BLK residues constrained to protein atoms within 2.30 angstroms and protein CA atoms within 10.00 angstroms
- Доп. Постройте структуру лизоцима с лигандом где все аминокислоты аланин и сравните скор функцию с "нативной" последовательностью.
- Доп. Найдите способ искать мутации для улучшения связывания по мотивам этого скрипта https://salilab.org/modeller/wiki/Mutate%20model