Bio3D-webとのタンパク質配列構造ダイナミクスの関係の研究

注記：典型的なBio3D-webセッションは、5つの連続した依存するステップを経て進められます（ 図1を参照）。各ステップは、ウェブアプリケーションの連続ナビゲーションタブ、すなわちSEARCH、ALIGN、FIT、PCA、およびeNMAとして実装されます。 1.構造検索と選択（SEARCH） 入力構造 例えば 、PDBを検索することにより、アデニル酸キナーゼ（Adk）のPDB IDを取得する[http://www.rcsb.org/pdb]。あるいは、目的のタンパク質アミノ酸配列を、 例えば UniProt [http://uniprot.org]から入手する。 Adk用の4文字の長さのPDB ID（ 例： 1AKE）を入力するか、タンパク質配列を「Input structure or sequence」パネルのテキストボックスに貼り付けます。 ヒットの選択 最初のパネルの青色の「次へ」（ヒット選択）ボタンをクリックするか、単にパネルにスクロールダウンします。B）「ヒット選択」さらなる解析のために。 「包含構造の総数を制限する」スライダがカットオフの上のすべての構造を含むように最大値に設定されていることを確認します。 「包括BitScoreカットオフを調整する」を低くして、より遠くに関連するヒットを含めるか、それを増やして除外します。 オプションのヒットフィルタリング 最初のパネルの青色の「次へ」（ヒット選択）ボタンをクリックするか、単にパネルC）「次の分析のための関連構造のオプションのフィルタリング」までスクロールします。 選択されたヒットは、テーブルの内容を検査することにより、 例えば PDB名、種、および結合したリガンドを、関連する構造を表すことを確認してください。 必要に応じて、テーブルの行をクリックして、選択した構造のサブセットを手動で修正します。 注：青色で強調表示された行は、後続のタブでさらに解析するために選択されたPDB IDを示します。 2。複数配列アライメント分析（ALIGN） ALIGNタブをクリックして、SEARCHタブから選択した構造の配列アライメントを実行します。 アライメントの要約 パネルA）の「整列要約」の整列要約を確認してください。関心領域が1つ以上の構造のギャップによって整列され、マスクされていないことを確認します。 必要に応じて、「Display alignment editing options」を切り替えて、望ましくないPDB ID、 たとえば欠損がないPDBを削除します。 配列アラインメント解析 収集された構造のシーケンスベースのクラスタリング分析を実行するには、青色の「次へ」（分析）ボタンをクリックします。 プロットオプションDendrogramを選択します。 ClusterをK groupsスライダに調整し、構造をk個のグループに分割します。 必要に応じて、「クラスタリングおよび出力オプションを追加」チェック・ボックスを切り替えて、クラスタリング方法を変更します（オプション）。 </o1> 残渣保存分析 青色の「次へ」（Conservation）ボタンをクリックして、カラムごとの残渣保存量を計算します。 整列構造セットを選択して、各整列位置での残基保存のプロットを生成します。 ファミリーの代表メンバーを含む関連するPFAMシードアライメントに関して計算された保存を示すために、PFAMシードアラインメントと整列した構造を選択する。 シーケンスアライメント表示 青色の「次へ」（整列）ボタンをクリックすると、ブラウザ内整列可視化ツールで完全な整列が表示されます。 3.構造フィッティングと解析（FIT） FITタブを入力して構造の重ね合わせを実行します。 構造重畳 「PDBを表示」チェックボックスを切り替えて、整列したタンパク質を可視化します。ブラウザー内のn個の構造体。 目視検査により、タンパク質構造が対応する関連領域に重なることを確認する。マウスをクリックして回転する構造上にドラッグし、スクロールしてズームします。 「カラーオプション」をクリックして、構造体の色付けを調整します。配色オプションには、アライメント位置、位置ごとの構造的変動性、RMSDクラスターグループ、シーケンスクラスターグループ、位置合わせされた領域、および2次構造が含まれます。 特別な分子ビューアプログラムで視覚化するために、従来のPDBファイルまたは単一のPyMOLセッションファイルとして重畳構造をダウンロードします。 構造解析 収集されたPDB構造の構造ベースのクラスタリングを実行するには、青色の「次へ」（分析）ボタンをクリックします。 プロットオプションドロップダウンメニューでRMSDヒートマップを切り替えます。 クラスタリングの方法を含め、クラスタリングのオプションを調整する「より多くのクラスタリングと出力オプション」チェックボックスを切り替えることによって、 注記：ペアのRMSDデータは、樹状図、ヒストグラム、またはヒートマップとして視覚化することもできます。 残渣の変動 青色の「次へ（RMSF）」ボタンをクリックすると、各残差（RMSFプロットとして表示）の構造的変動性が表示され、主要な二次構造要素がx軸の周辺領域に表示されます。 Show B-factorsチェックボックスを切り替えて、参照構造の結晶学的BファクタをRMSFプロットにオーバーレイします。 4.主成分分析（PCA） 「PCA」タブを入力して主成分分析を実行します。 主成分の視覚化 ブラウザの視覚化ツールを使用してPCで記述された動作を視覚化するには、[Show PC Trajectory]チェックボックスを切り替えます。 「プリンcipalコンポーネント1 "が最初のドロップダウンメニューから選択されます。 他のPCで記述された動作を視覚化するには、「Principal Componentの選択」ドロップダウンメニューから目的のPCを選択します。 軌道の色を「カラーオプション」ドロップダウンメニューから変更します。 変位の大きさで色を付けるには、[カラーオプション]から[位置ごとの変動]を選択します。 [Principal Component Visualization]パネルの[Download PDB trajectory]ボタンをクリックすると、PCで記述されたモーションの軌跡ビューが表示されます。 「Download PyMOL」セッションファイルのボタンをクリックして、動きをベクトルフィールドとして与えるPyMOLセッションファイルを生成します。 コンフォーマー分析 青色の「次へ」（プロット）ボタンをクリックして、選択した2つのPCに個々の構造を投影します。 「X軸のPC」が1に設定されていること、「PC on Y軸 "を2に設定します。構造を他のPCに投影するには、それに応じてPCの番号付けを調整します。 PCベースのクラスタリングを使用してプロット内の構造を色付けするには、[PCサブスペースでクラスタ化]を選択します。 「RMSDベースの」クラスタリングによって色付けする「RMSD」。 「Sequence」はシーケンスベースのクラスタリングで色付けします。 プロット内の個々の点をクリックして、構造にラベルを付けます。または、プロットの下にある「PCAコンフォーマルプロット注釈」テーブルの1つ以上の構造を強調表示します。 部分空間スライダ内のPCをクラスタリングアルゴリズムのためのより多くの/少ないPCにスライドさせます。 残余貢献 青色の「次へ」（残余分）ボタンをクリックして、個々のPCへの残留分を計算します。 PC番号を「プリンシパルコンポーネントの選択」テキストボックスに含めて、追加のPCの寄稿をプロットします。 「Spread li」を切り替えます。nes "チェックボックスをオンにすると、残留物の寄与を互いに重ね合わせてプロットしないようにします。 "Multiline plot"チェックボックスをオフにして、残余寄与を別々のプロットにプロットします。 RMSF値を含めるには、[FMS]タブの[Show RMSF]を切り替えます。 5.アンサンブル標準モード解析（eNMA） ノーマルモード（NM）計算を開始するには、[eNMA]タブをクリックします。 フィルタ構造 構造の包含/除外のために "Cutoff"を下げたり上げたりして、構造の数を調整します。 緑色の「Run Ensemble NMA」をクリックして、NMA計算を開始します。 標準モードの視覚化 eNMAタブの2番目のパネル（Normal Modes Visualization）までスクロールし、NMを視覚化します。 注記：デフォルトでは、PC-1との重複度が最も高いNM（類似度）がビジュアルizationウィンドウ。 他のNMや他のPDB構造で記述されたモーションを視覚化するには、「Choose Mode」と「NMs for structure」のドロップダウンメニューから目的のNMと構造を選択します。 残渣の変動 eNMAのために選択された構造の残基の揺らぎを計算するために、青色の "Next"（Fluctuations）ボタンをクリックしてください。 RMSDベースのクラスタリングを使用して変動プロファイルをカラーリングするには、「RMSDによるクラスタ」を切り替えます。 RMSIPベースのクラスタリングによって変動プロファイルの色を付けるには、「RMSIPによるクラスタ」を切り替えます。 グループ化された変動プロファイルを互いに離れてプロットするには、「スプレッドライン」チェックボックスを切り替えます。 NMAとPCAの比較 青色の「次へ」（PCA-vs-NMA）ボタンをクリックして、個々のNMとPCの類似度を計算します。 Pを選択「Structure of NMsの比較」ドロップダウンメニューから「DB ID」を選択して、この構造のNMとPCAタブで計算されたPCとの類似性を計算します。 重複分析 青色の「次へ」（オーバーラップ解析）ボタンをクリックすると、計算されたNMと2つの選択された構造間の構造差ベクトルの重なりが計算されます。 「構造体のNMを比較」ドロップダウンメニューから「参照」PDB IDを選択し、参照PDBとのペアワイズ比較のために構造テーブル内の1つ以上のPDB IDを選択します。 クラスタリング分析 青色の「次へ」（クラスタリング）ボタンをクリックして、ペアワイズNM類似性（RMSIP）に基づいて構造クラスタリングを実行します。