Discovery Studio 讲义中文.docx
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DiscoveryStudio讲义中文
附录：
准备一个PDB文件作为同源性
建模模板
同源建模的基本原理是，你映射的一个未知的蛋白质序列一种已知蛋白质的结构。
因此，如果你没有已知的蛋白质，或模板，你将无法建立模型。
模板的共同来源是蛋白质在结构生物信息学研究的实验室数据银行（目标）。
该网站RCSB是HTTP：
//www.rcsb。
org/。
蛋白质数据库（PDB）可能是世界上领先的公共源三维生物分子数据
（1）。
截至七月2006，超过37000项可在PDB。
每个月都有更多的人加入。
X射线衍射仪和其它固态技术占大多数的结构。
然而，超过5500的核磁共振结构还可用。
这些沉积的结构包括蛋白质，肽，核酸，碳水化合物，这些分子的配合物。
在发现工作室环境中工作的这些分子是一个关键的过程给你的建模工作。
这个练习如何准备一个PDB文件作为一个模板同源建模项目。
你将在课程中学习如何：
•加载PDB文件直接从蛋白质数据银行，
•生产和检验蛋白质报告，
•清除晶体单元电池，
•分裂分子，
•删除不需要的组件，和保存已完成的文件。
1、开始发现工作室
我们必须有发现工作室开始行使。
推出发现工作室客户端，如果它没有运行。
如果发现工作室已经在运行，从窗口菜单，选择关闭所有命令如果提示保存任何分子或数据，请选择“不”。
2、加载PDB文件
现在，我们将直接从目标通过DiscoveryStudio界面加载PDB文件。
注意：
文件|打开网址…命令只会获得文件通过网络连接一个数据库服务器。
如果连接不可能返回错误。
检查你的导师或系统管理员，如果一个连接是可从您的车间位置。
从文件下拉菜单，选择命令打开网址。
在对话框中，网址应该是指目标网站。
更换与1t64URL的最后四个字。
点击打开按钮。
如果一个PDB不能连接，所需的文件中的数据文件是可用的目录1t64_original.pdb。
在3D窗口中显示的结构是两人HDAC8蛋白的晶体结构在复杂的抑制剂，684个晶体的水，和几个离子。
抑制剂是曲古抑菌素A，一个很好的研究组蛋白去乙酰化酶抑制剂
（2）。
从“视图”菜单中选择“层次”命令。
注意层次视图中组件的分布。
我们将重新安排组件为了方便工作的结构。
3、检查蛋白质报告
在深入了解蛋白质，我们应该花一点时间来看看有什么。
一种快速的方法完成这项任务是使用蛋白质报告。
在蛋白质报告和公用事业工具面板，去蛋白质信息部分，然后点击蛋白质报告命令。
这将一个文本文档总结关键信息的HTML窗口打开1t64蛋白结构。
正如我们有多个分子在视图中，该报告从一个分子列表。
滚动下来的报告，你会注意到，首先有2条链，一个和B。
此外，还有其他的构象和缺失的残基，这两个链。
还有更多链中的问题的残留量比在乙链。
进一步向下滚动，你会看到有几个配体和离子包括在结构和晶体的水。
根据数据的报告，我们可以得出结论，乙链是一个更好的模板比连锁。
但我们要清楚我们几个非原子以及。
4、删除单元电池
晶体单元单元在分子力学计算中的意义不大。
有时它只是更容易删除单元电池。
从结构的菜单，选择水晶细胞pullright菜单。
选择删除单元格命令。
请注意，在层次视图中的更改为单元单元格信息被删除。
扩大对象1t64验证蛋白质和水分子仍然存在。
5、拆分分子系统的组成部分
这个文件是由多个部分组成的。
我们可以通过层次结构查看组件其他练习窗口。
然而，我们实际上可以分开的组件的PDB文件更快的分割命令。
访问工具浏览器。
然后访问蛋白质报告和公用事业工具。
找分裂工具组。
列出了三个选项，并将在一个瞬间描述。
单击所有命令。
注意在层次视图中的更改。
PDB文件的四个组成部分已
隔离到单独的对象
四的成分是蛋白质（1t64_a和1t64_b），配体（1t64_nonprotein），和结晶水（1t64_water）。
拆分命令的三个选项允许在如何处理对象的操作中有一定的灵活性。
所有
打出的层次结构视图中所有链和非蛋白结构为独立的对象，并列出每个氨基酸序列为序列单独序列。
蛋白
打出所有的蛋白链结构为独立的对象层次结构中的每个视图和列表的氨基酸序列为序列单独序列。
非蛋白
打出配体，如为单独的对象的水域在层次视图其他非蛋白结构和列表的任何非蛋白多肽序列在序列视图分离的序列。
6、除去水
对于这次演习，我们将删除晶体的水分子。
有几种方法水可以被移除。
在这种情况下，当我们拆分系统和开发新的层次，我们将使用层次视图。
在层次视图中，选择进入1t64_water。
输入应选择在两个层次视图和三维窗口。
点击键盘上的删除键。
从两个层次视图和三维窗口中的水分子被删除。
7、除去配位体和离子
无论是配位体，也没有离子所需的我们的同源性建模实验。
所以我们可以删除它们。
在层次视图中，选择进入1t64_nonprotein。
点击键盘上的删除键。
从两个层次视图和三维窗口中除去的配位体和离子分子。
8、删除一个蛋白质单位
双蛋白链在本单位细胞中显示。
然而，只有一个将需要作为模板。
一个人的意志，将取决于个体链的质量。
在这种情况下，我们在蛋白质报告中看到，有更多的残留物与问题（缺少的原子和替代的构象），因此，我们将保留只有乙链。
在层次视图中，选择进入1t64_a。
点击键盘上的删除键。
只有乙链仍然可见。
9、清洁蛋白质
发现工作室可以自动完成所需的任务，以适当的准备一个蛋白质能量计算。
在进行清洁操作之前，我们可以指定操作通过偏好对话框进行。
从“编辑”菜单中选择“首选项”命令。
在“首选项”对话框中，展开“蛋白质公用事业”页。
选择干净的蛋白质页面。
在这一点上，我们有几个可供选择的选项。
这些选项将共同解决可能在PDB文件存在的问题。
例如，X射线晶体结构通常会没有氢原子，所以必须添加。
此外，链端必须设置正确的化学物质和残留的残留的原子必须放置。
描述的选项下面。
对的问题
非标准名称
检查原子名称是否符合标准如果需要的话，他们的名字和改正。
障碍（保留一个设置）
检查无序原子和保留第一套。
不完整的残基
增加了缺失的侧链原子的氨基酸。
这操作不会填充缺少的循环区域。
所需的PH值
允许的可离子化的氨基的质子化状态酸和末端被控制使用标准的pKa值。
质子化状态之后的任何修改的氢调通过下列选项总站。
氢
如果修改氢选检查，氢会增加按需要。
所有的氢原子：
添加所有氢原子。
只有那些极性氢：
氢原子可能会参与氢键将加入。
无氢：
没有添加氢原子。
总站
如果修改总站选项被选中，然后总站将被添加或删除，如。
固定连接和键订单
确保氨基酸有正确的键秩序。
此选项将不会影响非标准氨基酸或配体。
现在我们将设置干净的蛋白质偏好。
打开喜好如图1所示（在下一页）。
单击“确定”按钮偏好对话框并返回到三维窗口。
现在，我们实际上可以把蛋白质清洗干净。
在层次视图中，选择进入1t64_A
图1：
清洁蛋白偏好板
访问工具浏览器。
然后访问蛋白质报告和公用事业工具。
单击“干净”命令。
几分钟后，蛋白质结构，是目前在三维窗口的变化。
最值得注意的是氢原子现在加入到结构中。
其他操作也已执行也如完成一个缺失的残基和校正原子名。
10、拯救新的复杂
我们将保存这种蛋白质用于以后的使用。
确保三维窗口是活动的。
点击“适合屏幕”按钮。
从文件下拉菜单，选择“另存为…”命令。
对象名称输入名称1t64。
确保类型的文件：
参数设置为查看（*。
MSV）。
单击“保存”按钮。
11、完成课程
关上发现工作室的所有窗口。
从“窗口”菜单中选择“关闭”命令。
或者，你可以简单地退出发现工作室。
如果要求保存任何数据，请选择No。
有了这个教训，我们采取了由各种分子实体PDB文件。
我们有打破这些分子组成和重组他们的需要。
然后我们保存结构。
使用发现工作室的同源建模，我们需要尽我们的严格进行能量计算时。
因此，它是没有必要的类型的分子，以只要我们不做一个能量计算。
同源建模只需要一个有效的蛋白质结构为模板，这就是我们在这里所做的。
References:
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2.YoshidaM,KijimaM,AkitaM,BeppuT.1990.PotentandspecificinhibitionofmammalianhistonedeacetylasebothinvivoandinvitrobytrichostatinA.JBiolChem265:
17174265：
17174
手在练习：
序列搜索
课程1：
爆炸搜索
在ε-组蛋白赖氨酸的氨基乙酰化具体发挥关键作转录和基因调控（11）。
乙酰基的去除是通过，组蛋白去乙酰化酶（HDAC），deactylate核小体组蛋白。
最近，抑制剂组蛋白去乙酰化酶已确定诱导生长抑制、分化和凋亡癌细胞死亡（9），因此具有一定的药物潜力。
然而，有HDACs的几类；和，在每个基因的表达有显著作用（7）。
开发类HDAC抑制剂是一种策略被用于抗癌的发展药物。
为了设计这些特异性抑制剂，对不同的目标酶的结构将所需。
然而，而不是等待晶体结构，工作已经开始创造HDACs同源模型（15）。
在王和同事的研究中，同源模型建立了四个I类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的结合模式探讨。
我们在这个工作坊中使用这项工作作为练习的基础。
在开始任何同源建模实验之前，你必须要有一个同源蛋白建立您的模型。
发现工作室提供访问爆炸和PSI-BLAST搜索蛋白质序列数据库。
爆炸搜索被用来识别目标序列的近同源序列
（1）。
重复BLAST搜索用于识别更遥远的同系物
（2）。
在本教程中，您将运行一个序列的BLAST搜索人类组蛋白去乙酰化酶（HDAC1）在PDB数据库中找到同源序列。
我们会用点击来帮助确定一个合适的模板建立HDAC1同源模型。
完成这门课之后，你会很熟悉：
•从外部来源阅读到发现工作室的序列，
•使用爆炸协议进行搜索，并
•加载和分析所获得的点击量。
1、获得目标序列
注意：
如果你的互联网连接和浏览器可在您的指导，请检查
训练场地。
如果没有，一个准备好的文件可供行使。
我们将开始获得我们的目标或未知结构的序列。
在你的电脑上启动您的互联网浏览器。
输入网址http:
//www.ncbi.nih.gov/database/去NCBI数据库。
在搜索框中，改变Entrez蛋白质。
然后输入GenBank登录号q13547。
点击去进行搜索。
你会看到人类组蛋白去乙酰化酶HDAC1的入口（14）。
该项的格式为无法装入发现工作室。
我们必须改变格式。
更改显示设置FASTA。
HDAC的序列是现在显示在FASTA格式或皮尔森（12），可阅读发现工作室。
FASTA格式是一种常用的简单的ASCII文本文件转移序列。
但是，我们需要把这个序列插入一个文件中。
接下来的显示设置下拉菜单标记发送到。
更改发送到参数文件。
下一步是依赖于特定的浏览器和设置。
因此，指令是相当普遍。
一个对话框应该问你想做的文件。
选择保存。
如果提示一个文件名，输入sequences.fasta。
如果提示一个位置，选择桌面。
保存文件。
该文件将保存在您的桌面上。
如果您有麻烦定位或下载该文件，不关心。
序列在车间的数据文件是可用的，通常在数据文件桌面上的文件夹。
此外，还有无数的地方，我们可以得到的序列。
例如，我们可以使用AccelrysGCG（俗称威斯康星州包）和搜索数据库。
或者我们可以去其他的数据库，如互联网上可用SWISS-PROT（HTTP：
//www.expasy。
org/运动/）。
无论我们得到的序列，它必须在被发现工作室阅读的文件格式。
合适的格式的列表是讲座介绍。
2、开始发现工作室
我们必须有发现工作室开始行使。
推出发现工作室客户端，如果它没有运行。
如果发现工作室已经在运行，从窗口菜单中，选择关闭所有命令。
如果提示保存任何分子或数据，请选择“不”。
3、负荷的HDAC1序列
我们将负载的人类蛋白deacteylase序列文件。
从文件下拉菜单，选择命令打开。
在类型的文件：
下拉，选择序列格式过滤掉非顺序文件。
单击桌面图标以跳转到桌面。
选择刚才下载的序列文件sequences.fasta或任何你已经命名的文件。
如果您无法找到该文件，你可以浏览到桌面/文件目录和使用文件hdac1.fasta。
点击打开按钮。
序列窗口将出现我们未知的氨基酸序列。
DiscoveryStudio给出序列来自NCBI指数名称。
我们将它重命名为更容易理解的东西。
在“序列”窗口中，双击“序列”或“序列”的名称。
确保整个序列被高亮显示。
右键单击并选择“重命名”顺序。
在打开输入的对话框中名称HDAC1。
点击确定。
取消一切。
3、运行一次爆炸搜索
你可以通过协议访问爆炸程序。
从协议资源管理器中，打开蛋白质建模协议组。
选择爆炸协议。
参数浏览器将显示为一个爆炸搜索可用的设置。
序列的参数，输入序列窗口名称序列：
HDAC1。
以类似的方式指定结构，特定的序列被附加到该名称的序列窗口。
您只能选择一个序列，在搜索中使用。
确保数据库参数设置为pdb_nr95。
默认的数据库是一个高质量的、非冗余设置来自PDB（3）。
其他支持数据库的nrdBNCBI、EBI、PDBnrdb90，和Swiss-Prot中描述演讲。
如果你将一个新的格式化数据库添加到数据库目录中，它也是上市。
确保矩阵参数设置为BLOSUM62。
你必须使用BLOSUM选项（6）或（4）PAM矩阵。
该BLOSUM62矩阵一个合理的开始在大多数搜索。
确保间隙的调整设置为true。
这个选项让你选择是否使用跳空爆炸或进行计算搜索可以运行。
空位BLAST是PSI-BLAST一迭代的等效
（2）。
我们将把剩下的选项设置为默认值如下：
缺口成本存在：
11延伸：
1
期望值10
滤波器低复杂度Ture
输出序列数250
这四个参数允许您指定搜索将继续进行。
它超越了本次研讨会的范围，以解释所有的选项可能。
通过爆炸的讨论搜索在AccelrysGCG车间是可用的。
爆炸选项也彻底在最近的一本书（8）中讨论。
单击“运行”按钮。
运行将开始和完成在几秒钟。
4、查看地图视图中的输出
当运行完成时，任务完成对话框出现。
点击“确定”按钮。
当运行完成时，出现了“爆炸”窗口（图1）。
使爆炸窗口活动。
图1：
用地图视图窗口
地图视图给出了一个图形表示的点击量，显示为一行每序列。
酒吧的颜色根据点击的位。
着色的一个传说是显示在地图视图的顶部。
分数越高，分数越高。
将查询序列显示在视图的顶部，作为一个标尺，用残基索引。
视图可以可以放大和缩小使用视图|变换命令，鼠标上的滚动按钮，或控制键和+或键盘上的键。
当视图滚动到它的最大尺寸，的标尺被改变来显示单个残基。
你可以将鼠标悬停在地图上的任何一个点击查看和点击的信息显示。
把鼠标放在第一次成功，等待弹出出现。
弹出的文本框中给出了描述序列，序列号，该开始和结束位置的查询序列和开始和结束的命中序列，和命中得分。
注意，第一次打击是组蛋白去乙酰化酶8的PDB文件1t64代表（13）。
这是让我们想建立一个组蛋白去乙酰化酶模型。
在原文件中Wangetal.，结构1t64不可用。
把鼠标移到二次。
注意，这个打击是组蛋白去乙酰化酶样蛋白（HDLP）通过PDB文件1c3p代表（5）。
HDLP的发现是用原来的建模研究的蛋白质几乎相同王和同事，1c3r（5）。
所以，我们可以说，我们已经找到了相同的模板在他们的学习中。
我们没有得到同样的打击1c3r由于使用的非冗余数据库。
把鼠标移到第三个命中。
请注意，这个打也是一种组蛋白去乙酰化酶样蛋白但细菌的同源组蛋白去乙酰化酶水解酶。
它是由PDB文件表示（10）1zz1。
这个打击，是1t64，不可在原王等人的时间。
研究。
点击鼠标左键可以选择点击。
给了一个具体的打击当前选择，按住鼠标移动或控制键。
图2：
在表视图中显示的爆炸搜索结果
5、检查表视图中的点击量
数据的另一个视图可以作为表视图（图2）。
表格视图显示每行一行每行附加信息。
确保在地图视图中没有选择。
在地图视图的底部是标签。
单击“表格”选项卡。
现在的表格视图是显示。
数据报告基本上是相同的，在地图视图中发现，除了表格形式。
在表中的点击率可以通过左键点击列标题来排序。
什么时候该表被排序，根据顺序在地图视图中的点击顺序改变表格视图。
在表视图中，可以选择左键单击。
这些点击率也在地图视图中选择。
反向也是正确的；在地图视图中选择一个命中也选择在表视图中的命中。
查看表视图中的前两个点击。
在值列，期望值击中可能被发现。
为1t64和1c3p，很低的期望值，表明这些是好的点击。
打1zz1还具有低的期望值却不低，作为第一个。
通知还宽的差异之间的能量值为第一三安打，其余的桌子。
值是由同一位得分机会得分的期望。
低值表示一个真正的打击。
然而，单独的值可能是不够的。
你也应该考虑对准长度。
在表视图中，检查列的序列长度和对齐长度。
注意前两打（1t64和1c3p）是在他们的一个重要部分HDAC1对齐长度。
第三打1zz1对齐在更短的长度。
最后，在剩下的条目表盖HDAC1更小的部分。
最后一个标签是文本视图。
这是原爆输出为ASCII文本文件。
6、载荷对准
点击几个方式可以加载到发现工作室。
返回地图视图。
同时按住移位键，左键点击三次点击。
在地图视图区域中，单击右键单击右键。
选择命令加载序列和对齐方式。
还注意到五个加载命令可用。
几分钟后，一个新的序列窗口打开的三个点击和原始基因序列（与原来的名字）。
从地图视图或表视图中，五个加载选项可供选择序列，序列，和结构的序列窗口和三维窗口。
这些简要说明选项。
负载选择的序列
加载的序列的选定的点击进入一个序列窗口
负载选定的结构
加载的蛋白质结构的选定的点击进入一个三维窗口。
序列被提取到一个序列中窗口，如果序列窗口优先选项自动创建序列窗口，它是关闭的默认。
负载序列和调整
加载序列和序列比对的序列，选择的点击率，并将它们对齐根据爆破或PSI-BLAST查询序列校准。
序列区域以外的命中对齐通过爆炸或报道是对齐的方法序列中的空白。
负载结构和调整
负载的蛋白质结构的选定的点击，提取他们的序列为一序列窗口，并将其对齐序列的查询序列，根据爆炸或PSI-BLAST对齐。
负载对齐的区域
加载选定的命中率从爆炸或PSI-BLAST输出。
加载顺序和对齐方式和负载结构和对齐命令加载查询序列在其全部进入序列窗口。
对齐查询序列中的空白当点击加载时选择点击。
任何命令，负荷结构只有在数据库中搜索是pdb_nr95或PDB，我们这里。
对于其他的数据库，执行命令将带来一个错误消息指出，PDB标识码丢失。
的PDB文件的位置指定编辑|偏好…|文件资源管理器|PDB的位置。
7、保存序列比对
我们将为未来的使用保存这一校准。
从“文件”菜单中选择“保存为。
设置类型的文件：
参数序列文件。
设置文件名为blast_search。
单击“保存”按钮。
在正常的工作，你可能想保存三PDB文件尽可能好我们希望使用的模板。
8、检查序列比对
花一刻时间检查序列比对。
激活序列窗口序列结构对齐-序列窗口。
如果你向下滚动序列窗口，你会发现大量的残留物不匹配。
在你看到任何一个之前，你需要在序列标尺上滚动1500实质对齐。
通过寻找背景颜色的对齐方式将被发现序列。
序列窗口显示未知的命中的对齐方式。
着色是基于命中与目标序列相似性的研究。
9、为下一个练习做准备
在进行下一个练习之前，我们将关闭所有的窗口。
从“窗口”菜单中选择“关闭”命令。
如果要求保存任何数据，请选择NO。
爆炸算法是一种有用的算法来寻找未知的模板。
这是一个敏感从序列数据库中查找近同源序列的方法。
如果序列数据库是从结构数据库PDB等，我们可以使用模板结构建立同源建模。
识别更远程的同系物，PSI-BLAST可能在下一个练习中所描述的。
参考文献：
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