ZłóżX

FoldX to algorytm projektowania białek , który wykorzystuje empiryczne pole siłowe . Potrafi określić efekt energetyczny mutacji punktowych oraz energię interakcji kompleksów białkowych (w tym Białko- DNA ). FoldX może mutować łańcuchy boczne białek i DNA przy użyciu biblioteki rotamerów opartej na prawdopodobieństwie , jednocześnie badając alternatywne konformacje otaczających łańcuchów bocznych.

Aplikacje

  • Przewidywanie wpływu mutacji punktowych lub ludzkich SNP na stabilność białek lub kompleksy białkowe
  • Projektowanie białek w celu poprawy stabilności lub modyfikacji powinowactwa lub specyficzności
  • Modelowanie homologii

Pole siłowe FoldX

Funkcja energii obejmuje warunki, które okazały się ważne dla stabilności białka, gdzie energia rozwijania ( ∆G) docelowego białka jest obliczana za pomocą równania:

∆G = ∆G vdw + ∆G solvH + ∆G solvP + ∆G hbond + ∆G wb + ∆G el + ∆S mc + ∆S sc

Gdzie ∆G vdw jest sumą wkładów Van der Waalsa wszystkich atomów w odniesieniu do tych samych oddziaływań z rozpuszczalnikiem. ∆G solvH i ∆G solvP to różnica energii solwatacji odpowiednio dla grup apolarnych i polarnych przy przechodzeniu ze stanu rozłożonego do złożonego. ∆Ghbond to różnica energii swobodnej między tworzeniem wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego w porównaniu z tworzeniem międzycząsteczkowego wiązania wodorowego (z rozpuszczalnikiem). ∆G wb to dodatkowa stabilizująca energia swobodna dostarczana przez cząsteczkę wody tworzącą więcej niż jedno wiązanie wodorowe z białkiem (mostki wodne), której nie można uwzględnić przy niewyraźnych przybliżeniach rozpuszczalnika. ∆G el jest wkładem elektrostatycznym grup naładowanych, w tym dipola helisy . ∆S mc to koszt entropii mocowania szkieletu w stanie złożonym. Termin ten zależy od wewnętrznej tendencji danego aminokwasu do przyjmowania pewnych kątów dwuściennych. ∆S sc to entropiczny koszt utrwalenia łańcucha bocznego w określonej konformacji. Wartości energii ∆G vdw , ∆G solvH , ∆G solvP i ∆G hbond przypisane każdemu typowi atomu zostały wyprowadzone z zestawu danych eksperymentalnych, a ∆S mc i ∆S sc zostały wzięte z oszacowań teoretycznych. Wkład Van der Waalsa pochodzi z przenoszenia energii z pary do wody, podczas gdy w białku przechodzimy od rozpuszczalnika do białka.

Dla interakcji białko-białko lub interakcji białko-DNA FoldX oblicza ∆∆G interakcji:

∆∆G ab = ∆G ab - (∆G a + ∆G b ) + ∆G kon + ∆S sc

∆G kon odzwierciedla wpływ oddziaływań elektrostatycznych na k na . ∆S sc to utrata entropii translacyjnej i rotacyjnej po utworzeniu kompleksu.

Kluczowe cechy

  • RepairPDB : minimalizacja energii struktury białkowej
  • BuildModel : mutageneza in silico lub modelowanie homologii z przewidywanymi zmianami energii
  • AnalyseComplex : obliczanie energii interakcji
  • Stabilność : przewidywanie zmian energii swobodnej między alternatywnymi strukturami
  • AlaScan : skan alaninowy in silico struktury białka z przewidywanymi zmianami energii
  • SekwencjaSzczegóły : rozkład energii swobodnej na resztę na oddzielne terminy energii (wiązanie wodorowe, energia Van der Waalsa, elektrostatyka, ...)

Interfejs graficzny

Natywny FoldX jest uruchamiany z wiersza poleceń . Wtyczka FoldX do YASARA została opracowana w celu uzyskania dostępu do różnych narzędzi FoldX w środowisku graficznym. Wyniki np. mutacji in silico lub modelowania homologii za pomocą FoldX można bezpośrednio analizować na ekranie.

Parametryzacja cząsteczek

W wersji 5.0 do oprogramowania dodano możliwość parametryzacji wcześniej nierozpoznawanych molekuł w formacie JSON.

Dalsza lektura

  •    Schymkowitz J, Borg J, Stricher F, Nys R, Rousseau F, Serrano L (2005). „Serwer WWW FoldX: pole siłowe online” . Kwasy nukleinowe Res . 33 (problem z serwerem WWW): W382–8. doi : 10.1093/nar/gki387 . PMC 1160148 . PMID 15980494 .
  •    Schymkowitz J, Rousseau F, Martins IC, Ferkinghoff-Borg J, Stricher F, Serrano L (2005). „Przewidywanie miejsc wiązania wody i metali oraz ich powinowactwa za pomocą pola siłowego Fold-X” . Proc Natl Acad Sci USA . 102 (29): 10147–52. Bibcode : 2005PNAS..10210147S . doi : 10.1073/pnas.0501980102 . PMC 1177371 . PMID 16006526 .
  •   Guerois R, Nielsen JE, Serrano L (2002). „Przewidywanie zmian w stabilności białek i kompleksów białkowych: badanie ponad 1000 mutacji”. J Mol Biol . 320 (2): 369–87. doi : 10.1016/S0022-2836(02)00442-4 . PMID 12079393 .
  •    Delgado J, Radusky LG, Cianferoni D, Serrano L (2019). „FoldX 5.0: praca z RNA, małymi cząsteczkami i nowym interfejsem graficznym” . Bioinformatyka . btz184 (20): 4168–4169. doi : 10.1093/bioinformatyka/btz184 . PMC 6792092 . PMID 30874800 .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=FoldX&oldid=1041244556 ”