蛋白質結構預測方法與工具

發(fā)表時間：2024-11-18 訪問次數(shù)：1241

蛋白質結構預測對于生物醫(yī)學研究至關重要，揭示蛋白質的功能機制、設計新的藥物和治療方法、理解疾病發(fā)生的分子基礎等等。通過預測蛋白質的三維結構，科學家可以在實驗測定之前對蛋白質的潛在功能進行假設和研究。

今天，小編整理了蛋白質結構預測的幾種主要方法和工具，幫助大家更好地了解這一領域的前沿進展。

1. AlphaFold 3

AlphaFold 3是由谷歌DeepMind開發(fā)的蛋白質結構預測工具，相較于前兩代，它不僅專長于蛋白質結構預測，更拓展至DNA、RNA等生物分子的結構解析與相互作用預測。預測的蛋白質結構精度非常高，接近實驗測定的水平。其核心結合了Transformer模型與Evoformer模塊處理多序列比對，理解進化信息與氨基酸相互作用，提升預測準確性。

AlphaFold3的一個重要特點是它提供了一個免費的服務器，研究人員可以通過這個服務器提交預測請求，獲得蛋白質、DNA、RNA以及相關分子復合物的結構模型。需要注意的是，服務器的使用有一定的限制，每天的預測次數(shù)有限。

網(wǎng)址：https://alphafold.ebi.ac.uk/

2. SWISS-MODEL

SWISS-MODEL是一款采用同源建模法（homology modeling）進行蛋白質三級結構預測的全自動在線平臺。只需提供氨基酸序列，SWISS-MODEL便能快速生成預測的蛋白三維結構模型。SWISS-MODEL每周會根據(jù)UniProtKB蛋白組的數(shù)據(jù)對13種物種的所有序列進行建模，預測精度非常高。

網(wǎng)址：https://www.swissmodel.expasy.org/

3. I-TASSER

I-TASSER是由張陽教授發(fā)明的，一種基于穿線法的結構預測方法，首先通過增強型二級結構的Profile-Profile Threading Alignment（PPA）搜索可能的蛋白質折疊，然后通過迭代的Threading ASSEmbly Refinement（TASSER）程序來組裝和優(yōu)化模型。I-TASSER能夠預測蛋白質的結構并提供關于蛋白質功能的預測，包括蛋白質-配體結合位點的識別等。

需要注意：使用需要教育賬號進行注冊，一個賬號一次只能預測一個結構。

網(wǎng)址：https://zhanggroup.org/I-TASSER/

4. Phyre2

Phyre2（Protein Homology/Analogy Recognition Engine Version 2）是Phyre的升級版，主要使用遠程同源檢測的方法對蛋白序列進行3D建模，預測配體結合位點和氨基酸變異影響( nonsynonymous SNPs)，Phyre2分析功能強大，界面簡潔，操作簡單，是一款很實用的蛋白結構、功能和變異預測分析的在線工具。特別適合處理序列相似性較低的蛋白質。