蛋白質建模方法 Modeller 和Swiss model

第一種方法: 最簡便的方法,swiss_model建模

材料準備：一段已知的氨基酸序列：（本篇文章采用從modeller的基礎教程里的TvLDH）

打開swiss model官網 (https://swissmodel.expasy.org/)

開始：一鍵建模 Builde Model

圖1
下一步：將氨基酸序列粘貼到如下文本框

圖2
第三步：點擊 Build Model開始建模，swiss model 網站會將你的剛剛復制到文本框的上傳到后臺，后臺建模器會自動選擇一個最為相似的蛋白質序列，作為模板進行建模。這個過程大概需要5到10分鐘

圖3
第四步：得到結果(づ ●─● )づ，嘻嘻

不過大家看紅框的地方序列相似度100%，說明這個模型已經被建立過來，而且這個被建立過的模型已經上傳的世界蛋白質數據庫了，如果你沒有特殊的需要，這個模型（如圖中4uum）的可靠性非常高了，你就不用再建了，當然這里我們仍然使用這段序列，因為它是modeller官網給的序列，為了方便大家按照modeller官網的教程步調一致。

圖4
關于Modeller建模

前言： swiss model建模簡單方便，可靠性高，但是它不能進行多模板建模，而且也不能修改其中你想優化的序列片段，那modeller就提供了另一種方法，靈活性高，可進行多模板建模，和序列片段優化，雖然操作相對有些繁瑣，不過這對于理解建立蛋白質模型的思路和歷程都很有幫助。本篇教程和其他教程略有不同的地方：

1：采用在Pycharm直接運行腳本文件，而不同于如圖5，在Modeller終端運行腳本。

2：在搜索模板的步驟，我們采用了Swiss model搜索模板的方法。

這兩種操作都是官網提供的思路，也是modeller建模，腳本運用的靈活之處，也為了大家更方便的學習和操作。

圖5

第二種：運用modeller建模

第一步：材料準備材料準備：一段已知的氨基酸序列：（從modeller的基礎教程里找 , 以官網給的TvDHL為例 ）注意要修改為 .ali 的格式哦，如 TvLDH.ali ，直接重命名修改后綴名即可。

MSEAAHVLITGAAGQIGYILSHWIASGELYGDRQVYLHLLDIPPAMNRLTALTMELEDCAFPHLAGFVATTDPKA
AFKDIDCAFLVASMPLKPGQVRADLISSNSVIFKNTGEYLSKWAKPSVKVLVIGNPDNTNCEIAMLHAKNLKPEN
FSSLSMLDQNRAYYEVASKLGVDVKDVHDIIVWGNHGESMVADLTQATFTKEGKTQKVVDVLDHDYVFDTFFKKI
GHRAWDILEHRGFTSAASPTKAAIQHMKAWLFGTAPGEVLSMGIPVPEGNPYGIKPGVVFSFPCNVDKEGKIHVV
EGFKVNDWLREKLDFTEKDLFHEKEIALNHLAQGG

第二步：搜索模板

運行：搜尋模板：在Modeller通過用build_profile.py和compare.py兩個python腳本，來篩選與目標序列相似的模板。耗時較長，而且對比的數據庫pdb_95.pir有限，在這里我們采用swiss model網站的搜尋模板功能

圖6

結果：找到模板，為了和官網教程保持一致，這里還是按照官網給的1bdmA模板

第三步：模板與目標序列對齊

運行：用align2d.py腳本使目標序列這里用的是TvDHL和模板對齊，模板用.pdb格式

結果：生成TvLDH-1bdmA.pap文件

第四步：建立模型

運行：用model-single.py進行建模

結果：TvLDH.B99990001.pdb

TvLDH.B99990002.pdb

TvLDH.B99990003.pdb

TvLDH.B99990004.pdb

TvLDH.B99990005.pdb

注意：可以根據自己的需要選擇要建模的個數，同時建模個數越多，耗時也越長，但是建出好模型的概率也會越大。

篩選最優建模結果：從model-single.log篩選最優的模板，一般看molpdf分數最低的。

第五步：評測畫圖

運行：用evaluate_model.py腳本對建立的蛋白質模型進行評測

結果：得到TvLDH.profile文件

用gnuplot或者 plot_profiles.py畫圖

那在這里我們直接用 plot_profiles.py畫圖了， plot_profiles.py在官網給的basic example文件里有。

當然如果你習慣用gunplot軟件畫圖，也可以達到同樣的效果。如果你沒有這個軟件的話，這里提供一個下載鏈接https://jaist.dl.sourceforge.net/project/gnuplot/gnuplot/5.4.3/gp543-win64-mingw.exe。使用命令行語句，‘plot “TvLDH.profile” using 1:42 with lines’

我們這里采用plot_profiles.py

圖7
這個pylab模塊在Matplotlib庫下，所以要提前安裝Matplotlib 在終端Terminal 執行命令 pip install matplotlib即可

圖8

在這里要注意一個事項，evaluate.py第一次運行一次，那么我只能得到一個畫圖的數據文件TvLDH.profile，但是我們還需要模板Template所用的數據，也就是圖中的綠線（Template）所用的數據，所以我們需要修改一下evaluate.py腳本，把下圖中圈紅線的修改一下，運行一下evaluate.py得到畫模板線的數據1bdmA.profile文件。

如果大家有Python基礎的話，理解起來還是很簡單的，當然對這些腳本的簡單理解和修改，也能很好的幫助大家理解modeller建模過程，如果大家感興趣的話，Ctrl+左鍵，可以直接查看一些方法的源代碼，進一步了解建模所運用的數學算法，如果不了解Python的話也沒關系啦，按照我介紹的步驟也能得到結果，同時我也會上傳一些步驟視頻。

圖9
修改為下圖：

圖10

最后一步：運行plot_profiles.py，生成dope_profile.png如下圖，學會制作這個圖很重要哦，接下來的多模板建模還要用到畫圖。

加油，各位！

寫的不好的地方，多多見諒(づ ●─● )づ，有什么疑問的地方，歡迎評論留言，別忘了點贊哦

圖11 作者：阿修的學習記錄分享 更多視頻教程，請訪問我嗶哩嗶哩的主頁：modeller建模
https://www.bilibili.com/read/cv15016935 出處：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的modeller建模的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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