基于Uni-Fold的单体蛋白结构预测与评估

导言

Hermite®平台中的Uni-Fold模块，首次成功复现了AlphaFold2的全规模训练，可实现蛋白质单体及蛋白多聚体的结构预测。在本教程中，您将学习使用Uni-Fold模块实现蛋白质多聚体的结构预测，并通过调用Hermite中的Protein Alignment模块，进行预测结构与真实实验结构的比对，评价蛋白质结构预测的准确性。

获取Protein Sequence：

• 从RCSB网站直接下载。

• 已下载好的文件：rcsb_pdb_8AZC.fasta

• 或直接Copy以下序列。

> 8AZC_1|Chain A|Papain-like protease nsp3|Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (2697049) GPMDGEVNSFSGYLKLTDNVYIKNADIVEEAKKVKPTVVVNAANVYLKHGGGVAGALNKATNNAMQVESDDYIATNGPLKVGGSCVLSGHNLAKHCLHVVGPNVNKGEDIQLLKSAYENFNQHEVLLAPLLSAGIFGADPIHSLRVCVDTVRTNVYLAVFDKNLYDKLVSSFLEMKSEK

1. Protein Folding

1.1 入口

• 左侧通用菜单栏Function → Structure Modeling → Protein Folding。

1.2 蛋白序列导入

• 在右侧出现的Protein Folding界面（红框内所示）中输入蛋白序列。将8AZC的序列粘贴至Chain A的输入框中。

• 在“Calculation”栏，显示了预估的计算Balance消耗。

• Job Name处将该任务进行命名为 Fold_8AZC 后，点击Submit提交任务。

1.3 结果查看

• 点击左侧通用菜单栏的Job → 在弹出的Job List界面处找出 Fold_8AZC 任务 → 点击 Show。

• 蛋白预测结果显示于 3D Workspace 界面中。同时预测结构的pLDDT得分和 Distance map 图显示该预测结构的置信度评价。pLDDT 打分越高，说明此位置的氨基酸预测置信度越高。

2. Protein Alignment

2.1 将蛋白结构导入3D Workspace窗口

• 在同一个 Project中，点击左侧通用菜单栏File → Get PDB。

• 在弹出的窗口中输入PDB ID：8AZC，点击Import导入该蛋白质结构。推进使用Protein Preparation模块对导入的Protein进行Preparation。

2.2 调用Protein Alignment模块

2.2.1 入口

• 调用Protein Alignment 模块比对蛋白结构：左侧通用菜单栏Function → General → Protein Alignment。

2.2.2 参考蛋白结构导入

• 界面右侧出现的Protein Alignment操作窗口，首先导入参考蛋白结构：点击Select Structure，弹出Select Structure窗口 → 在Structure Hierarchy内选中Preparation好的8AZC蛋白结构 → Select Structure窗口点击OK。

2.2.3 需比对蛋白结构导入

• Next点击后进入比对蛋白的选择窗口，导入需要比对的蛋白结构：点击Select from Project，弹出Select from Project窗口 → 在Select from Project窗口中选择Fold_8AZC → 点击OK。

2.2.4 参数设置

• Next点击后进入参数设置页面，Alignment Atoms选择基于蛋白之间的MainChain进行比对，Residue的范围包括ResID 50-150。Job Name处将该任务命名为8AZC_Align，点击Submit提交该任务。

2.3 结果分析

2.3.1入口

• 左侧通用菜单栏Job → 在弹出的Job List窗口中找到任务 8AZC_Align → 点击Operation下的操作 Show 展示该任务。

2.3.2结果展示与说明

• 蛋白结构的叠合图像结果显示于3D Workspace窗口，界面右侧出现Protein Alignment Result窗口显示蛋白的比对结果。

• 经过蛋白结构比对，发现Uni-Fold预测的单体蛋白8AZC的结构与原蛋白结构的RMSD值为0.32 Å，相似性高，说明Uni-Fold能比较准确地预测SARS-CoV-2 NSP3的蛋白结构。