Task1
Version 3 (Andrey Golovin, 20.10.2022 10:27)
1 | 1 | Andrey Golovin | h1. Гомологичное моделирование комплекса белка с лигандом |
---|---|---|---|
2 | 1 | Andrey Golovin | |
3 | 1 | Andrey Golovin | |
4 | 1 | Andrey Golovin | h3. Традиционные ссылки на полезные ресурсы: |
5 | 1 | Andrey Golovin | |
6 | 1 | Andrey Golovin | * Уроки по работе с Modeller находятся "здесь":http://salilab.org/modeller/tutorial/. |
7 | 1 | Andrey Golovin | |
8 | 2 | Andrey Golovin | волшебное слово: r'MODELIRANJE' |
9 | 1 | Andrey Golovin | |
10 | 1 | Andrey Golovin | 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. |
11 | 1 | Andrey Golovin | |
12 | 1 | Andrey Golovin | 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. |
13 | 1 | Andrey Golovin | |
14 | 1 | Andrey Golovin | |
15 | 1 | Andrey Golovin | # Загрузим модуль |
16 | 1 | Andrey Golovin | |
17 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
18 | 1 | Andrey Golovin | import sys |
19 | 1 | Andrey Golovin | import modeller |
20 | 1 | Andrey Golovin | import _modeller |
21 | 1 | Andrey Golovin | import modeller.automodel |
22 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
23 | 1 | Andrey Golovin | |
24 | 1 | Andrey Golovin | # Зададим некторые параметры |
25 | 1 | Andrey Golovin | |
26 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
27 | 1 | Andrey Golovin | env=modeller.environ() |
28 | 1 | Andrey Golovin | env.io.hetatm=True |
29 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
30 | 1 | Andrey Golovin | |
31 | 1 | Andrey Golovin | # Скачаем белок заготовку |
32 | 1 | Andrey Golovin | |
33 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
34 | 1 | Andrey Golovin | ! wget http://www.pdb.org/pdb/files/1lmp.pdb |
35 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
36 | 1 | Andrey Golovin | и последовательность |
37 | 1 | Andrey Golovin | |
38 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
39 | 1 | Andrey Golovin | ! wget http://www.uniprot.org/uniprot/PXXXX.fasta |
40 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
41 | 1 | Andrey Golovin | |
42 | 1 | Andrey Golovin | # Создадим объект выравнивание: |
43 | 1 | Andrey Golovin | |
44 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
45 | 1 | Andrey Golovin | alignm=modeller.alignment(env) |
46 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
47 | 1 | Andrey Golovin | |
48 | 1 | Andrey Golovin | и добавим последовательность и структуру |
49 | 1 | Andrey Golovin | |
50 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
51 | 1 | Andrey Golovin | alignm.append(file='PXXX.fasta', align_codes='all',alignment_format='FASTA') |
52 | 1 | Andrey Golovin | ## создадим модель |
53 | 1 | Andrey Golovin | mdl = modeller.model(env, file='ХХХХ.pdb', model_segment=('FIRST:'+'A', 'LAST:'+'A')) |
54 | 1 | Andrey Golovin | ## и добавим в выравнивание |
55 | 1 | Andrey Golovin | alignm.append_model(mdl, atom_files='ХХХ.pdb', align_codes='1lmp') |
56 | 1 | Andrey Golovin | ## есть смысл поправить идентификаторы |
57 | 1 | Andrey Golovin | alignm[0].code = '.....' |
58 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
59 | 1 | Andrey Golovin | |
60 | 1 | Andrey Golovin | |
61 | 1 | Andrey Golovin | # Делаем выравнивание и сохраняем: |
62 | 1 | Andrey Golovin | |
63 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
64 | 1 | Andrey Golovin | alignm.salign() |
65 | 1 | Andrey Golovin | alignm.write(file='all_in_one.ali', alignment_format='PIR') |
66 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
67 | 1 | Andrey Golovin | |
68 | 1 | Andrey Golovin | |
69 | 1 | Andrey Golovin | # Посмотрите содержимое all_in_one.ali, там всё хорошо? |
70 | 1 | Andrey Golovin | |
71 | 1 | Andrey Golovin | # Построим модель: |
72 | 1 | Andrey Golovin | |
73 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
74 | 1 | Andrey Golovin | ## Выбираем объект для моделирования |
75 | 1 | Andrey Golovin | s = alignm[0] |
76 | 1 | Andrey Golovin | pdb = alignm[1] |
77 | 1 | Andrey Golovin | |
78 | 1 | Andrey Golovin | print s.code, pdb.code |
79 | 1 | Andrey Golovin | |
80 | 1 | Andrey Golovin | ## Создаем объект automodel |
81 | 1 | Andrey Golovin | a = modeller.automodel.automodel(env, alnfile='all_in_one.ali', knowns= pdb.co...... , sequence = s.code ) |
82 | 1 | Andrey Golovin | |
83 | 1 | Andrey Golovin | a.name='mod'+s.code |
84 | 1 | Andrey Golovin | a.starting_model = 1 |
85 | 1 | Andrey Golovin | a.ending_model = 2 |
86 | 1 | Andrey Golovin | a.make() |
87 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
88 | 1 | Andrey Golovin | |
89 | 1 | Andrey Golovin | |
90 | 1 | Andrey Golovin | # Надо посмотреть результат: |
91 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
92 | 1 | Andrey Golovin | import nglview |
93 | 1 | Andrey Golovin | import ipywidgets |
94 | 1 | Andrey Golovin | w1 = nglview.show_structure_file('.....B99990001.pdb') |
95 | 1 | Andrey Golovin | w1 |
96 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
97 | 1 | Andrey Golovin | |
98 | 1 | Andrey Golovin | ----- |
99 | 1 | Andrey Golovin | А ГДЕ ЛИГАНД?? |
100 | 1 | Andrey Golovin | ----- |
101 | 1 | Andrey Golovin | # Оказывается надо добавить три остатка лиганда к последовательности |
102 | 1 | Andrey Golovin | |
103 | 1 | Andrey Golovin | Подсказки как сделать: |
104 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
105 | 1 | Andrey Golovin | ## Получить список остаков |
106 | 1 | Andrey Golovin | alignm[n].residues |
107 | 1 | Andrey Golovin | ## Добавить в объект выравнивание последовательность из строки |
108 | 1 | Andrey Golovin | alignm.append_sequence(.... |
109 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
110 | 1 | Andrey Golovin | |
111 | 1 | Andrey Golovin | # (Дополнительно) Поместите лиганд в другое место, переназначив объект automodel, это очень примерный код: |
112 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
113 | 1 | Andrey Golovin | class mymodel(modeller.automodel.automodel): |
114 | 1 | Andrey Golovin | def special_restraints(self, aln): |
115 | 1 | Andrey Golovin | rsr = self.restraints |
116 | 1 | Andrey Golovin | at = self.atoms |
117 | 1 | Andrey Golovin | for x,y in [('CG:83','O6:228')]: |
118 | 1 | Andrey Golovin | rsr.add(modeller.forms.gaussian(group=modeller.physical.xy_distance, |
119 | 1 | Andrey Golovin | feature=modeller.features.distance( |
120 | 1 | Andrey Golovin | at[x],at[y]),mean=3.0, stdev=0.1)) |
121 | 1 | Andrey Golovin | |
122 | 1 | Andrey Golovin | from modeller import * |
123 | 1 | Andrey Golovin | from modeller.automodel import * |
124 | 1 | Andrey Golovin | a = mymodel(env, ... |
125 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
126 | 1 | Andrey Golovin | |
127 | 1 | Andrey Golovin | и да подсказка: надо удалить рестрейны которые генерируются автоматически: ( можно через файл рестрейнов) |
128 | 1 | Andrey Golovin | <pre> |
129 | 1 | Andrey Golovin | 43 atoms in HETATM/BLK residues constrained |
130 | 1 | Andrey Golovin | to protein atoms within 2.30 angstroms |
131 | 1 | Andrey Golovin | and protein CA atoms within 10.00 angstroms |
132 | 1 | Andrey Golovin | </pre> |
133 | 1 | Andrey Golovin | |
134 | 3 | Andrey Golovin | # Доп. Постройте структуру лизоцима с лигандом где все аминокислоты аланин и сравните скор функцию с "нативной" последовательностью. |
135 | 1 | Andrey Golovin | # Доп. Найдите способ искать мутации для улучшения связывания по мотивам этого скрипта https://salilab.org/modeller/wiki/Mutate%20model |