Tyrosinase 建模尝试 (一)

lrf1980

前几天大概把modeller 网站的manual里的一些例子看了一遍，加上自己的理解，写了一些总结，方便自己理顺思路。但是再怎么顺的思路，如果在应用上无法取得好的效果，可能最后都要回归到问题的本身，就是我是否真的都理解了这些知识并掌握了应用的技能，所以想挑一个蛋白质来尝试一下，是否自己能够把模型用modeller建出来。

选这个tyrosinase这个蛋白质有几个原因：
1. 这个是化妆品研究的经典蛋白质，负责黑色素合成生物通路中的很重要一步。
2. 美白的话题，我想大家都是会感兴趣的。
3. 我个人一直觉得在化妆品行业其实应该充分利用CADD的工具做前期的开发。如果Tyrosinase能成功建模，说不定能帮助筛到新的美白成分

前提：当然做同源建模是需要做大量的文献调查的，了解蛋白质本身，及其功能口袋的情况等等。因为我只是想通过modeller的各模块来尝试建模，所以这部分的工作没有做，等有时间再做做，然后重新把模型建一遍。目前的尝试，基本所有的信息都是从uniprot来的。

建模准备工作：
1. 了解human tyrosinase这个蛋白质，登录www.uniprot.org这个网站，将tyrosinase输入搜素栏，很快网站就给出很多的相关蛋白。我们找到human tyrosinase这个蛋白质， P14679 编号。打开，我们就能看到详细的介绍。对于内容，我大概关注了两部分； 其一，蛋白质的基本结构信息，其二，蛋白质的氨基酸序列。我把我摘出来的基本信息贴出来（最后在附件文件里也有）
Sites Information
Feature key    Position(s)    Length    Description    Graphical view    Feature identifier    Actions
Metal binding    180 – 180    1    Copper ABy similarity            
Metal binding    202 – 202    1    Copper ABy similarity            
Metal binding    211 – 211    1    Copper ABy similarity            
Metal binding    363 – 363    1    Copper BBy similarity            
Metal binding    367 – 367    1    Copper BBy similarity            
Metal binding    390 – 390    1    Copper BBy similarity            

Subcellular location
Melanosome membrane 2 Publications; Single-pass type I membrane protein 2 Publications
Topology
Feature key            Position(s)    Length    Description    Graphical view    Feature identifier              Actions
Topological domain    19 – 476    458    Lumenal, melanosomeSequence Analysis                 Add         BLAST
Transmembrane           477 – 497    21    HelicalSequence Analysis                         Add         BLAST
Topological domain     498 – 529    32    CytoplasmicSequence Analysis                         Add         BLAST

more information about this protein can be found from the following link:
http://www.uniprot.org/uniprot/P14679

个人是这么解读这部分信息的，首先这个蛋白包含了6个金属离子的binding site，如果这六个金属离子binding site是在或新口袋，那么建模的过程中，对这几个site要特别的注意； 另外transmembrane在477-497， 那么前面的19-476可能是我们用来建模的序列。最后也确实是选的这个序列。用NCBI blast整个序列时，也会给出哪段区域属于tyrosinase superfamily。
2. 递交序列到NCBI blast上去找寻相似的蛋白质序列，来需找合适的模板。这个很简单，提交，等结果就好，我在附件的压缩包里有详细的记录，及我选的可能模板。（我挑选的用于做compare分析的蛋白质有3NM8， 3NQ5, 4HD4, 4HD7, 4J6T, 4J6U, 4J6V, 4P6R)
3. 做好compare之后就可以来选择模板了，在这里需要提一下，如何利用uniprot的信息了，因为在uniprot里给出来的信息中，金属binding site binding的是Cu， 所以尽量挑蛋白质含有Cu的，同时我们需要模板里有tyrosine配体。这样能提高模型的准确度。最后我选的是 3NQ5, 4HD4, 4P6R.
4. 选好模板后，就可以align序列，然后用快速建模的模块，或者automodel的模块先建出一个模型出来，看看这个模型大概什么样子。然后来判断下一步该如何进行。
5. 从模型上来看，该模型有一段很长的loop离口袋区域很远，而且在各模板里，也没有这段氨基酸序列，所以这里我做了一个假设性处理，认为这段loop对口袋的结构可能不会有很大影响，所以将tyrosinase的序列删除了该段，得到一个新的tyrosinase序列，命名成tyro2.然后以该序列作为新的目标蛋白，加原来的模板重新建模，附件中我也贴了剪切前后模型的对比。（不知道这种做法是否合理，没有这方面的知识，所以我成为假设性处理）

                          -未完待续