空腔程序

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本页列出了识别和提供大分子空腔可视化选项的程序。广义地说,““包括口袋、隧道和通道。

  • 入口是大分子表面从空腔到溶剂的开口。
  • A类口袋是一个有一个入口的地面凹陷。
  • A类隧道连接两个或多个位置,可能有也可能没有表面入口[1][2][3].
  • A类通道连接两个入口[3].
  • A类孔隙可能意味着通过完整膜蛋白的跨膜通道[4]
  • 一些洞室埋设在地下,没有入口(例如:第三个drf). 这些埋藏的洞穴有时被称为空隙[4][5][6].

几乎所有的蛋白质都有不规则的表面和浅口袋,大多没有已知的功能。有些蛋白质有很深的囊袋,例如乙酰胆碱酯酶中的催化阴离子峡谷(例如。1/吨). 这种深口袋也可以称为进入功能或催化场所的隧道[1][2].

这个示例如下所示是膜近端腔SARS-CoV-2尖峰蛋白(6兹吉). 膜近端腔是一个防止膜融合药物的潜在靶点从而防止感染。

空腔与通道

下面按字母顺序列出的程序可以分类如下。

I.空洞

这些程序可以识别大分子原子之间的空腔,或光滑大分子表面下的空腔(大于探针直径)。无需指定起始位置.

二、。渠道/隧道

这些程序要求指定一个或多个起始位置因此,它们可能无法识别与指定起点无关的空洞。他们寻找连接起点与曲面或指定终点的通道/隧道。

三、 其他

AVP(高级副总裁)

AVP(另一个无效程序):“空隙定义为蛋白质中不易被溶剂溶解的空穴给定半径的分子(例如水)可以容纳的。。。最初使用的是课程网格(默认为1A),但在接近蛋白质时,更精细的网格(默认值为0.1A)是对已使用和脱离网格的位置进行了探索。“除了定位空隙外,该计划还评估包装质量。

(待续。。。)

CASTp公司

CASTp公司:
膜近端腔SARS-CoV-2尖峰蛋白(6兹吉)显示为蓝色的半透明信封。

  • 左:探头半径2.5°。
  • 右侧:探头半径1.4Å(默认值)。

CASTp公司:C类计算的A类的tlasS公司表面地形第页鱼藤素。“CASTp是基于计算几何的最新理论和算法结果。它有很多优点:1)可以通过解析方法识别腔和腔,2)精确定义了本体溶剂和腔之间的边界,3)所有计算参数都是旋转不变的,不涉及离散化,并且它们使得不使用点表面或网格点。“(参见比较注释[7].)浅口袋(没有横截面超过管口直径)未显示。不需要起始位置。探头半径(默认为1.4°)可调。

显示蛋白质序列,指示在显示的空腔中排列的残基。单击残留物会相应地使三维视图居中。

Web服务器可视化是在3Dmol.js中实现的,除了旋转和缩放之外,它似乎没有提供用户可自定义的选项,例如居中或隐藏蛋白质动画。

2018年夏季发布的CASTp 3.0[8]。可用作web服务器和PyMOL插件。可以使用PyMOL插件下载结果以进行脱机查看。

CAVER公司

CAVER公司用于分析和可视化蛋白质结构中的隧道和通道。隧道是指从埋藏在蛋白核心中的空腔通向周围溶剂的空腔通路。与隧道不同,通道引导通过蛋白质结构,并且它们的两个末端都通向周围的溶剂。“它”支持分子动力学模拟分析。"

CAVER可以作为Java命令行程序、PyMOL插件和CAVER分析师.

个人经历:caver.jar公司:虽然我在macOS 10.14 Mojave(当前使用Java 1.8.0_271)中经常使用Jmol.jar,但我无法启动caver.jar。有很多文档,但没有关于macOS的具体信息。探察员_分析员2:我无法在macOS或Windows 10中启动此程序。发送给caver(at)caver.cz的援助电子邮件请求没有收到回复。埃里克·马茨2020年12月18日18:03(UTC)

CAVER网站

CAVER网站,2019年出版[3],通过简单的用户界面提供对CAVER的web访问。必须指定起点。CAVER试图利用催化残留物使酶更容易做到这一点。对于非酶,最好是用户选择一些氨基酸(很容易从序列列表中完成,尽管左栏中的编号对于6zgi是错误的)。当选择它们时,它们的平均位置(起点)以JSmol显示。

个人经验:在6zgi的所有3条链中选择Asn907后(这些链围绕着膜近端腔的最深部分),在处理>10分钟后,处理完成后无法显示结果由于“代理错误-从远程服务器读取时出错”。不同作业的结果相同。Chrome和Firefox的结果相同。埃里克·马茨2020年12月18日20:08(UTC)

ChExVis公司

现金等价物:
通过膜近端腔的45个通道之一SARS-CoV-2尖峰蛋白(6兹吉)在所有3条链中指定为Asn907(黑色箭头).

现金支出可视性:通道提取和可视化[9].

2020年12月问题:指定PDB ID总是失败,并显示“无法连接到RSCB站点。在RCSB数据库中找不到指定的PDB-ID。请检查PDB-ID或自己上传PDB文件。”但如果您上传PDB文件。

仅限于有两个入口的通道。一次只能显示一个频道。通道表示为重叠的球体,因此径向对称。提供显示通道直径的通道配置文件图,可以使用许多不同的属性对其进行着色。提供了通道排列原子的列表(不是电子表格),这些原子可以显示为蓝色通道上的黄色原子。

个人经验:针对SARS-CoV-2尖峰蛋白6兹吉,我指定了一个用户定义的站点作为包围膜近端腔最深部分的3个残基(同源三聚体所有3条链中的Asn 907)。结果是有45个频道通过这个网站。可视化是在JSmol中实现的,但由于所有渲染选项都会模糊通道,因此高分子渲染选项受到限制。有一条薄的主干线将有助于减少对频道的遮挡,或提供半透明效果,例如对于卡通。此外,通道的半透明性也无法看到其中的任何配体。埃里克·马茨2020年12月18日21:33(UTC)

焦耳(Jmol)

Jmol公司:
膜近端腔SARS-CoV-2尖峰蛋白(6兹吉)Jmol绘制为等值面。

  • 左:空腔探头半径2.6°。
  • 右:空腔探头半径1.4°。

(两者都使用了默认的高分子表面平滑探针半径10°。)

焦耳(Jmol)可以识别和显示口袋和空洞作为等值面。示例如所示Jmol/空洞和隧道,在这里您还可以找到内部腔和口袋命令的解释。空腔是指大分子原子之间的空间,其大小足以容纳空腔探头(默认空腔探针半径1.2°,可配置),或平滑的大分子表面(默认表面探针半径10°,可设置)和大分子原子之间的凹槽。起点不相关。口袋被描绘成张开嘴(图示:粉红色、橙色、黄色、蓝色);内部空腔(埋藏空洞;空洞)被描述为闭合等值面(此处图示为绿色)。

Jmol有一个广泛的命令语言,在可视化空腔方面提供了极大的灵活性。然而,一次显示多个等值面碎片,并以不同的颜色给碎片着色(如左图所示)是很麻烦的。

Jmol Java独立应用程序可从下载jmol.org网站它还可用作JSmol,这是Proteopedia中大多数页面中使用的Javascript实现。

Jmol经常更新。2020年12月,最近一次更新是2020年11月19日。

地图_频道

地图_频道提供大分子晶体中溶剂通道的识别和可视化[10].

摩尔坐标系

摩尔坐标系[11]用于识别大分子中的通道。

个人体验:服务器似乎发生故障的。2020年12月提交的三份作业,带有PDB ID或上传的PDB文件,均立即报告“MolAxis运行中发生意外错误。请检查输入分子和参数。”。向埃坦·亚菲发出的电子邮件询问没有收到回复。埃里克·马茨2020年12月18日21:45(UTC)

MOLE在线

MOLE在线:
膜近端腔SARS-CoV-2尖峰蛋白(6兹吉)从指定点(腔最深部分的中心)渲染为3个隧道。

MOLE在线[4]定位并表征通道、隧道和孔隙。指定起始点时会获得最佳结果,可从催化现场地图集(CSA)。通道表示为重叠球体的链,因此径向对称。可视化在LiteMol中,它有许多用于渲染的菜单选项,但不提供透明度。薄的“C-α记录道”是最不模糊的。可以指定起点终点通过选择(可点击的序列列表)、剩余列表或XYZ点。可以通过复选框显示检测到的空腔的任何子集。通过在3D渲染中单击选择腔体后:列出衬里残留物(未准备好电子表格);列出了瓶颈(半径?)和长度(但不是面积或体积)等属性;将显示一个图形,显示沿通道长度的选定属性(亲水性、疏水性、电荷、极性等)。

可以以多种格式下载结果,包括PyMOL、VMD和Chimera。下载PDB格式时,通道由元素“X”、组“TUN”的原子表示,序列号=隧道ID。

个人经历:当SARS-CoV-2尖峰蛋白6兹吉提交时,空腔(连接到表面)和空隙会自动显示。无代表膜近端腔。当通过XYZ(215.6、215.6和157.6)确定膜近端腔最深部分的中心时,隧道被检测到,包括右图中的三人。这是默认设置腔体参数:探头半径5年。隧道检测到该参数设置为1.4或2.0Ω。

PACUPP公司

PACUPP公司:
膜近端腔SARS-CoV-2尖峰蛋白(6兹吉)呈现为表面深度着色的伪原子,显示三扇窗户.

  • 左:腔定义=粗糙(伪原子半径2.5º)。
  • 右:腔定义=精细(伪原子半径1.5°)。


腔内含有抑制剂和3个水氧化合物。

空腔测量。

乙酰胆碱酯酶催化囊1/吨含有抑制剂石杉碱A地面入口空腔细节:超精细。请参见如何在PACUPP中获取这些视图.

帕库普],P(P)套筒A类C类空泡单位P(P)伪证P(P)蛋白质,通过填充假原子来识别空洞(钬、钬,认为是“空洞”;参见比较注释[7]). 空腔是指大分子原子之间的空间,其大小足以容纳空腔探头(默认空腔探针半径1.5°,可配置),或平滑的大分子表面(默认表面探针半径10°,可设置)和大分子原子之间的凹槽。起点不相关。下面详细介绍了一个示例PACUPP:使用蛋白质中伪原子的囊和腔。有关如何使用PACUPP的更多示例,请参见YouTube视频和幻灯片,网址为molviz.org/pacupp,您也可以从中下载程序。

PACUPP提供了许多专门用于可视化空洞的简单命令,主要是单字母命令。有些人会调用一个对话框,用户在其中输入信息。列出电子表格就绪文本文件。学习PACUPP命令比学习Jmol命令容易得多。

PACUPP是一个Jmol脚本。它处理蛋白质数据库每个时间≤15秒。对于核糖体或蛋白酶体等可能需要数分钟的大型模型,PACUPP提供无人值守的批处理模式。

2020年12月首次发布。

另请参见

工具书类

  1. 1 1.1Marques SM、Daniel L、Buryska T、Prokop Z、Brezovsky J、Damborsky J。酶通道和盖茨是药物设计中的相关目标。2017年9月医学研究修订版;37(5):1095-1139. doi:10.1002/med.21430。Epub 2016年12月13日。PMID:27957758数字对象标识:http://dx.doi.org/10.1002/med.21430
  2. 2 2.1Kingsley LJ,Lill MA。酶中的底物隧道:结构-功能关系和计算方法。蛋白质。2015年4月;83(4):599-611. doi:10.1002/port.24772。Epub 2015年2月28日。PMID:25663659数字对象标识:http://dx.doi.org/10.1002/port.24772
  3. 3 3.1 3.2Stourac J、Vavra O、Kokkonen P、Filipovic J、Pinto G、Brezovsky J、Damborsky J和Bednar D.Caver Web 1.0:蛋白质中隧道和通道的识别以及配体转运的分析。核酸研究2019年7月2日;47(W1):W414-W422。doi:10.1093/nar/gkz378。PMID:31114897数字对象标识:http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkz378
  4. 4 4.1 4.2Pravda L、Sehnal D、Tousek D、Navratilova V、Bazgier V、Berka K、Svobodova Varekova R、Koca J、Otyepka M.MOLEonline:一种用于分析通道、隧道和孔隙的网络工具(2018年更新)。核酸研究,2018年7月2日;46(W1):W368-W373。doi:10.1093/nar/gky309。PMID:29718451数字对象标识:http://dx.doi.org/10.1093/nar/gky309
  5. 这个CASTp服务器使用术语空隙.
  6. 术语空隙用于程序AVP(另一个无效程序)来自英国伦敦大学学院Andrew C.R.Martin团队。
  7. 7 7.1与CASTP相比,PACUPP使用网格点。因此,当网格点偏移点间距的一半时,其空腔边界略有不同,这是它提供的一个选项。请参见偏移:命中或未命中&空洞体积在里面如何使用PACUPP.
  8. Tian W,Chen C,Lei X,Zhao J,Liang J.CASTp 3.0:蛋白质表面形貌的计算图谱。核酸研究,2018年7月2日;46(W1):W363-W367。doi:10.1093/nar/gky473。PMID:29860391数字对象标识:http://dx.doi.org/10.1093/nar/gky473
  9. Masood TB、Sandhya S、Chandra N、Natarajan V.CHEXVIS:分子通道提取和可视化工具。BMC生物信息学。2015年4月16日;16:119. doi:10.1186/s12859-015-0545-9。PMID:25888118数字对象标识:http://dx.doi.org/10.1186/s12859-015-0545-9
  10. Juers DH,Ruffin J.MAP_CHANNELS:一种帮助可视化和表征大分子晶体中溶剂通道的计算工具。应用结晶器杂志。2014年11月28日;47(第6部分):2105-2108。doi:,10.1107/S160057671402281X。eCollection 2014年12月1日。PMID:25484846数字对象标识:http://dx.doi.org/10.107/S160057671402281X
  11. Yaffe E、Fishelovitch D、Wolfson HJ、Halperin D、Nussinov R.MolAxis:大分子通道识别服务器。《核酸研究》,2008年7月1日;36(Web服务器问题):W210-5。doi:,10.1093/nar/gkn223。Epub 2008年4月29日。PMID:18448468数字对象标识:http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkn223

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