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同源建模的可靠性

已有 6088 次阅读 2009-12-4 03:40 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记|关键词:同源建模,分子模拟| 分子模拟, 同源建模

最近一直在做同源建模,基本上都是在modeller中完成。但我发现不论怎么建模,或者采用何种工具或者方法,都会有很多的和合理性。比如:键长不合理,残基过近接触,氢键的长度不合理,二面角不合理......

一方面在modeller自己产生模型的时候,可以让它自己作一些MD(自己实践证明,并非MD做得越多越好,采用slow_large作MD,模型反而更差);另一方面,可以在MOE中固定不合理残基的主链,然后在minimization.虽然MOE中的GizMOE也有能量最小化的模块而且是针对同源建模的,但貌似结果并没有单独固定backbone作优化得好。

拿我自己作建模的结果来说:identiy=54%, similiarity=81%。但统计下来还是有不合性,具体结果见下面。
一般的同源建模的同源性很少能有这么高的,而且我的双模板建模,两个模板的同源性和相似度都这么高,modeller的优化基本上是全优化步骤,算了30个结构,花费了整整3天的时间(我的电脑是4核2.83G的CPU)。
理论上说模型应当是很不错的才对,但并没有完全好。感觉很奇怪,今天花费了一天的时间用scifinder查找同源建模的文章,发现很多已经发表的文章都没怎么做优化就发表了;有些自称是自己highly optimization了,我下载了他的pdb文件检测发现,atom clash非常多,键参数也有很多的问题。

这么看来,我们是否可以得到一个结论:同源建模的结果的不合理性是完全可以接受的呢?

最近看到的有一篇专门针对modeller的结构评估: protein science 2008(17)1881-1893

另外专门发帖到modeller论坛,有个在斯坦福的家伙( http://stanford.edu/~joaor/),他看了我的结果后给我回复如下:
If you look at your structure and it seems plausible enough, I'd say it's ok to ignore those errors. Besides, if you're doing docking and the interacting region seems to be ok, that's more than enough. Unless you expect some large conformational changes upon binding.

另外请教一个曾经发表在JMC建模的作者Marta Filizola 讨论他的工作,并引出本贴问题,他的回复是:
You are correct that models may have a small percentage of atomsbonds/dihedral/angles etc that deviate far from ideal values. However,the more models you build, the better chance you have (depending onwhich scoring function you are using) to select a best score model withminimal errors.
Whether or not improper bonds or angles, far away from theactive-site, would impact the active site conformation is possible,though unlikely. In any case, it may be irrelevant if you are usingyour model for rigid protein - flexible ligand docking, which is whatwe used the models for in our paper.

此外专门请教了CAS某计算课题组的L博士,他的回答是:这些不合理性是可以接受的。

另外下载了很多建模相关的文献和对对应pdb文件,分析发现这些结构中都存在一些不合理的参数。

看来答案是可以肯定的:这些不合理的区域完全可以接受(只要不影响分析的对象)。

Planarity      37 .ASN.C        38 .PRO.N        38 .PRO.CA       38 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    25.814
Planarity      70 .LYS.C        71 .PRO.N        71 .PRO.CA       71 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    25.745
Planarity     110 .VAL.C       111 .PRO.N       111 .PRO.CA      111 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    26.279
Planarity     124 .LYS.C       125 .PRO.N       125 .PRO.CA      125 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    34.951
Planarity     186 .HIS.C       187 .PRO.N       187 .PRO.CA      187 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    29.622
Planarity     203 .PHE.C       204 .PRO.N       204 .PRO.CA      204 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    27.584
Planarity     230 .LEU.C       231 .PRO.N       231 .PRO.CA      231 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    32.365
Planarity     251 .ILE.C       252 .PRO.N       252 .PRO.CA      252 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    30.416
Planarity     378 .GLU.C       379 .PRO.N       379 .PRO.CA      379 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    28.846
Planarity     381 .ASP.C       382 .PRO.N       382 .PRO.CA      382 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    25.169
Planarity     405 .GLY.C       406 .PRO.N       406 .PRO.CA      406 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    27.089
Planarity     421 .THR.C       422 .PRO.N       422 .PRO.CA      422 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    39.361
Planarity     498 .TYR.C       499 .PRO.N       499 .PRO.CA      499 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    29.264
Planarity     531 .THR.C       532 .PRO.N       532 .PRO.CA      532 .PRO.CD
code = N   -CH2  ,angle =    35.266

----------  Set number   1


_____________________________________________________________________________


Strongest energies for the  vdWaals  interactions
____________________________________________
     1     420 .TYR.HD1 -    422 .PRO.HD1    1.024         1368.3740
     2      75 .TYR.HE1 -     99 .ASP.HA     1.206          192.4885
     3     446 .THR.HG22-    448 .GLN.H      1.030          141.9660
     4     367 .VAL.HG12-    524 .LEU.HD13   1.295           81.4790
     5     531 .THR.C   -    532 .PRO.HD1    1.693           70.7275


_____________________________________________________________________________


Strongest energies for the  H-bonds  interactions
____________________________________________
     1     392 .VAL.O   -    396 .LYS.H      1.598            4.5827
     2     134 .ASP.OD2 -    164 .ARG.HH12   1.600            4.3958
     3      21 .ASN.H   -     33 .PHE.O      1.617            3.1636
     4      58 .ASN.OD1 -    533 .LYS.H      1.623            2.7584
     5     353 .ILE.O   -    511 .ALA.H      1.626            2.5749


_____________________________________________________________________________


Strongest energies for the  Elect.   interactions
____________________________________________
     1     339 .ASN.OD1 -    526 .ALA.O      2.543            6.8403
     2     298 .ASN.OD1 -    298 .ASN.O      2.566            6.5724
     3       9 .HIS.HE2 -    483 .GLU.OE2    1.747           -6.5305
     4     454 .CYS.O   -    456 .PRO.O      2.594            6.4314
     5      37 .ASN.HD21-     42 .THR.O      1.657           -6.1484


_____________________________________________________________________________

                            Non-bonded contributions
                           _________________________


   Normal pairs
               H-bonds :   N.pairs=  14009  energy=  -480.
               Elect.  :   N.pairs= 660798  energy= -0.417E+04
               vdWaals :   N.pairs= 671296  energy=   264.

    1-4 pairs
               H-bonds :   N.pairs=      9  energy= -0.251
               Elect.  :   N.pairs=  21298  energy=  0.460E+04
               vdWaals :   N.pairs=  21289  energy=  0.156E+04

        Total
               H-bonds :   N.pairs=  14018  energy=  -480.
               Elect.  :   N.pairs= 682096  energy=   425.
               vdWaals :   N.pairs= 692585  energy=  0.183E+04

Total non-bonded energy :  0.177E+04
Bru_cmd



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