之前一直是使用Swiss model（http://swissmodel.expasy.org/interactive）做同源建模，這個(gè)服務(wù)器很簡(jiǎn)單，只要輸入自己目的蛋白的序列即可，或者你自己提供模板，再輸入蛋白序列，界面友好，但是它有幾點(diǎn)不足之處，比如當(dāng)你用蛋白A來(lái)模建蛋白B的時(shí)候，A序列比B序列短，那么構(gòu)建出來(lái)的B就會(huì)缺少氨基酸，也就是說(shuō)它不能自動(dòng)補(bǔ)充那幾個(gè)少的氨基酸，同源建模的理論前提是模板和目的蛋白的序列相似度要高于30%，對(duì)于沒(méi)有高度相似模板的蛋白也是無(wú)法用這個(gè)服務(wù)器的。最近我需要構(gòu)建一個(gè)蛋白，而這個(gè)蛋白沒(méi)有序列相似的模板，那么這種情況就需要從頭建模的方法，我使用的是I-TASSER (http://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER/)。它的好處是你可以自己設(shè)置二硫鍵連接方式，二級(jí)結(jié)構(gòu)，模板，從頭建模，意味著從頭到尾，每個(gè)氨基酸都不缺少，但是它構(gòu)建的時(shí)間較長(zhǎng)，往往需要半天到一天出結(jié)構(gòu)，且不能一個(gè)賬號(hào)同時(shí)提交多個(gè)任務(wù)，只能等一個(gè)任務(wù)結(jié)束后再提交下一個(gè)。

該文是為那些未做過(guò)同源建模的同學(xué)提供，對(duì)于已非常熟悉該方法的，就不需要花時(shí)間看這篇文章了。當(dāng)你拿到一個(gè)多肽或蛋白序列A，要構(gòu)建它的結(jié)構(gòu)，可依照下面的步驟：

1. 搜索是否有同源蛋白的結(jié)構(gòu)解析

用Blastp (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PROGRAM=blastp&PAGE_TYPE=BlastSearch&LINK_LOC=blasthome)，搜索protein data bank數(shù)據(jù)庫(kù)（一個(gè)收集了所有結(jié)構(gòu)解析了的多肽及蛋白的數(shù)據(jù)庫(kù)）里是否有A的同源序列

2 建模

2.1 有同源序列且序列相似度高于30%，且同源序列的長(zhǎng)度比A長(zhǎng)

那么就選擇Swiss model (http://swissmodel.expasy.org/interactive)進(jìn)行同源模建

2.2 無(wú)同源序列，或者同源序列比A短很多

只能選擇從頭模建的方法，這里推薦I-TASSER (http://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER/)，因?yàn)槲抑挥眠^(guò)這個(gè)服務(wù)器，界面也很友好，需要簡(jiǎn)單注冊(cè)一個(gè)賬號(hào)

(1) 在OptionI中可設(shè)置二硫鍵的連接方式(點(diǎn)擊Explanation里面有詳細(xì)的設(shè)置氨基酸連接的書(shū)寫(xiě)方式)：

(2) 在OptionIII中可設(shè)置二級(jí)結(jié)構(gòu)，哪些氨基酸是α-helix，哪些是β-sheet等(點(diǎn)擊Explanation里面有詳細(xì)的書(shū)寫(xiě)方式)

當(dāng)然還有其它選項(xiàng)，如可自行添加template等，按照個(gè)人需要去設(shè)置

3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1 調(diào)節(jié)二硫鍵

有的二硫鍵距離靠近但未連接上，可用spdbv軟件將二硫鍵連接上，方法如下：

(1) 打開(kāi)spdbv軟件，將待分析結(jié)構(gòu)拖入軟件中

(2) 如圖要連接這兩個(gè)半胱氨酸，將兩者側(cè)鏈展示出來(lái)，如圖：

(3) 旋轉(zhuǎn)二硫鍵

A. 先點(diǎn)擊一下如下紅色圈圈中的圖標(biāo)，再點(diǎn)擊要旋轉(zhuǎn)的半胱氨酸的側(cè)鏈原子（黃色圈圈中）

B. 然后會(huì)出現(xiàn)如下這樣的黑色箭頭(紅色框框出)，按這些箭頭即可調(diào)節(jié)側(cè)鏈的位置，使兩者側(cè)鏈靠近

C. 能量最小化

選中所有的氨基酸（左鍵在control panel框里全選所有的氨基酸，如氨基酸被選中，在control panel框中會(huì)變?yōu)榧t色）

選中后，選擇最上面一排工具欄中的Tools—energy minimazition即完成能量最小化

保存結(jié)構(gòu)

File—Save—Current layer

3.2 能量最小化

方法較多，可使用gromacs這類(lèi)動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行能量最小化，也可簡(jiǎn)單使用spdbv軟件進(jìn)行能量最小化。

其它結(jié)構(gòu)的優(yōu)化按照個(gè)人需求。

4 展示結(jié)構(gòu)

我常用的展示蛋白結(jié)構(gòu)的軟件是pymol和molmol，pymol界面友好，更容易操作，molmol需要差一些命令，但其做出的圖也很好看，各有優(yōu)缺點(diǎn)，我是兩者互補(bǔ)著用。它們常用的功能如下：

4.1 pymol

原子疊加（用于結(jié)構(gòu)拼接時(shí)候）；

設(shè)定二級(jí)結(jié)構(gòu)原件（可自行定義某段氨基酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)）；

連接化學(xué)鍵，如生成缺失的酰胺鍵；

原子間距離的計(jì)算和展示；

4.2 Molmol

展示二硫鍵；

自動(dòng)連接缺失的酰胺鍵；