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Ramachandran Plot(拉氏图、拉曼图)的解读

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发表于 2012-10-29 14:21:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 西大-song 于 2013-3-10 17:23 编辑

    元芳,关于拉式图,你怎么看?
    回大人,此处必有蹊跷。。。
    1、基本背景介绍:Ramachandran 等人于 1963年 至 1968年 根据肽单位刚性球面模型计算出来的,以ψ和φ的角度为横纵坐标,规定φ,ψ 角允许的构象区域的一个图形。Ramachandran Plot表示的就是α碳的两面角,φ(phi)表示一个肽单位中α碳左边C-N键的旋转角度, ψ(psi)表示α碳右边C-C键的旋转角度,理论上这C-N键和C-C键都可以自由的转动,由于键的转动会带动其他原子的一起转动,所以在实际中由于分子各个基团的空间障碍和作用力的影响,Ramachandran Plot就有了允许出现的区域和不允许出现的区域。
    2、作用:拉氏图表现的就是氨基酸残基理论上可以出现的构象,拉氏图主要的应用就是,对同源建模后模型质量的检测(注意:拉氏图不涉及能量,仅仅是检测构象是否合理)。
    3、拉氏图的介绍:很多软件都可以生成Ramachandran Plot,软件不同生成的拉曼图的形式不同,区域的颜色也会不同。此处以Swiss-PdbViewer的拉氏图进行注解。拉曼图主要分为三个区域,允许区(其他软件多为深色区),最大允许区(软件多为浅色区)和不允许区(空白区)。下图中,黄色区域是核心区,该区构象是立体化学允许区,可以稳定存在(再次声明拉曼图不考虑能量问题)。蓝色区域是最大允许区,该区构象在立体化学中可以存在,但是不稳定。空白区是立体化学不允许的,不能存在。

拉氏图

拉氏图


图1 拉氏图区域介绍。
①pdb文件名称;②显示鼠标所指氨基酸名称(该图未显示);③右手α螺旋分布区;④左手α螺旋分布区;⑤β折叠分布区;⑥⑦由于0°和360°重合,所以±180°是可以连在一起的,所以⑥⑦两区和⑤区其实连在一起的。
    4、拉氏图的解读:我们对拉氏图的解读,主要看模型氨基酸在几个区的分布情况。一般来说落在允许区(图中黄色区域)和最大允许区(蓝色区域)的氨基酸残基占整个蛋白质的比例高于90%的,我们可以认为该模型的构象符合立体化学的规则。
    如果落在不允许区(空白区域)内的点较多,出了模型建的有些问题外,原来的模板对应的这些氨基酸残基的扭转角就是不正常的,也有可能是活性位点结合底物后发生的扭曲,这里也正好说明了酶和底物的结合是诱导契合的。当然对于落于空白区的点,我们也要具体问题具体分析,我们知道氨基酸分子的侧链都不同而且差异很大,侧链会造成键的旋转受限,这就导致了氨基酸在拉氏图中的分布也是具有一定的偏好性。比如甘氨酸侧链只是一个氢原子,它的角度范围基本不受什么限制,所以甘氨酸在拉氏图上的位置范围就非常的大。而脯氨酸由于带有一个五元环的侧链,它在拉氏图上的分布区域就非常小。
    最后再次说明,Ramachandran Plot只是氨基酸残基扭转角的一种可视化表示,没有考虑能量问题,所以拉氏图也只是一个同源建模最基本的检测分析,作为一个参考。
QQ截图20121029134858.jpg

图2 蛋白质1zunA的拉氏图

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发表于 2017-1-13 22:23:41 | 显示全部楼层
受益良多,简明易懂,谢谢
发表于 2012-10-29 18:55:22 | 显示全部楼层
哪个软件能计算出,合理区、不合理区等aa占的比例呢?元芳,你怎么看?
发表于 2012-10-29 19:05:42 | 显示全部楼层
没有基础的,居然都能看懂,写的真好。
 楼主| 发表于 2012-10-29 19:20:10 | 显示全部楼层
 楼主| 发表于 2012-10-29 19:39:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 西大-song 于 2012-10-29 19:40 编辑
浙农林—老张 发表于 2012-10-29 18:55
哪个软件能计算出,合理区、不合理区等aa占的比例呢?元芳,你怎么看?

这点给忘了,谢谢老张哥的问题!感谢阿里哥,提供了该网:http://nihserver.mbi.ucla.edu/SAVES/把建好的模型pdb提交到这个网站可以,运行procheck后会有结果统计,比如上文中用的那个模型的统计结果:“* Ramachandran plot: 87.8% core 9.6% allow 1.2% gener 1.5% disall ”
发表于 2012-10-31 19:39:10 | 显示全部楼层
西大-song 发表于 2012-10-29 19:39
这点给忘了,谢谢老张哥的问题!感谢阿里哥,提供了该网:http://nihserver.mbi.ucla.edu/SAVES/把建好的 ...

写得真的挺好的  已看就能懂,先谢谢西大-song了   还有个问题就是“* Ramachandran plot: 87.8% core 9.6% allow 1.2% gener 1.5% disall ”这里给出的选项中数值再多少表明PDB文件是合理的
发表于 2012-10-31 19:39:26 | 显示全部楼层
西大-song 发表于 2012-10-29 19:39
这点给忘了,谢谢老张哥的问题!感谢阿里哥,提供了该网:http://nihserver.mbi.ucla.edu/SAVES/把建好的 ...

写得真的挺好的  已看就能懂,先谢谢西大-song了   还有个问题就是“* Ramachandran plot: 87.8% core 9.6% allow 1.2% gener 1.5% disall ”这里给出的选项中数值再多少表明PDB文件是合理的
 楼主| 发表于 2012-11-1 09:13:53 | 显示全部楼层
w06410801041 发表于 2012-10-31 19:39
写得真的挺好的  已看就能懂,先谢谢西大-song了   还有个问题就是“* Ramachandran plot: 87.8% core 9. ...

核心区(core)和允许区(allow)百分比加起来大于90%就可以了。
发表于 2012-11-1 20:58:19 | 显示全部楼层
很好很强大,感谢
发表于 2012-12-20 22:01:59 | 显示全部楼层
学习...很好很强大,感谢
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