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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
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。
图2 蛋白质1zunA的拉氏图
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