免疫组学研究
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抽象的

使用 Spanner 弥合单模板和基于片段的蛋白质结构建模之间的差距

Mieszko Lis、Taeho Kim、Jamica J. Sarmiento、Daisuke Kuroda、Huy Viet Dinh、Akira R. Kinjo、Kar-lou Amada、Srinivas Devadas、Haruki Nakamura 和 Daron M. Standley

背景：随着实验确定的蛋白质结构的覆盖范围的增加，基于片段的结构建模方法预计将在结构建模中发挥越来越重要的作用。在这里，我们介绍一种结构建模方法，通过该方法可以通过添加结构片段来扩展初始结构模板，以更紧密地匹配对齐的查询序列。创建了按内部坐标索引的蛋白质片段数据库，并实施了一种新颖的检索方法。在片段选择和组装之后，侧链被替换，并且通过限制能量最小化来完善全原子模型。我们在 Span-ner 程序中实现了所提出的方法，并使用之前发布的一组 367 个免疫球蛋白 (Ig) 环对其进行了基准测试，来自蛋白质结构预测关键评估 (CASP) 实验的 206 个历史查询模板对和比对，以及远程同源查询模板对之间的 217 个结构比对。基于约束的建模软件 MODELLER 和之前报告的 RosettaAntibody 结果被用作参考。结果：建模结构中的误差通过与天然结构的均方根偏差（RMSD）来评估，作为查询模板序列同一性的函数。对于使用单个片段对每个环进行建模的 Ig 基准集，发现 Spanner (3 +/- 1.5 Å) 的平均 RMSD 位于 MODELLER (4 +/- 2 Å) 和 RosettaAntibody 之间(2 +/- 1 Å)。对于 CASP 和结构比对基准，间隙代表建模残基的一小部分，Spanner 和 MODELLER 之间的差异远小于任一程序的标准差。Spanner Web 服务器和源代码可从 http://sysimm.ifrec.osaka-u.ac.jp/Spanner/ 获取。结论：对于典型的同源建模，平均而言，Spanner 至少与 MODELLER 使用的无模板约束驱动方法一样好。Ig 模型结果表明，当间隙区域代表比对的重要部分时，Spanner 有效利用片段库以及局部序列和二级结构信息，可显着提高模型准确性，而无需大幅增加计算成本。jp/扳手/。结论：对于典型的同源建模，平均而言，Spanner 至少与 MODELLER 使用的无模板约束驱动方法一样好。Ig 模型结果表明，当间隙区域代表比对的重要部分时，Spanner 有效利用片段库以及局部序列和二级结构信息，可显着提高模型准确性，而无需大幅增加计算成本。jp/扳手/。结论：对于典型的同源建模，平均而言，Spanner 至少与 MODELLER 使用的无模板约束驱动方法一样好。Ig 模型结果表明，当间隙区域代表比对的重要部分时，Spanner 有效利用片段库以及局部序列和二级结构信息，可显着提高模型准确性，而无需大幅增加计算成本。