Model szwajcarski - Swiss-model

SZWAJCARSKI MODEL
Rodzaj Narzędzie bioinformatyki strukturalnej
Licencja darmowy do użytku, kod źródłowy niedostępny
Strona internetowa https://swissmodel.expasy.org/

SWISS-MODEL to web-serwer bioinformatyki strukturalnej przeznaczony do modelowania homologicznego struktur białkowych 3D. Modelowanie homologiczne jest obecnie najdokładniejszą metodą generowania wiarygodnych trójwymiarowych modeli struktury białek i jest rutynowo wykorzystywane w wielu praktycznych zastosowaniach. Homologiczne (lub porównawcze) metody modelowania wykorzystują eksperymentalne struktury białkowe ("szablony") do budowania modeli białek pokrewnych ewolucyjnie ("cele").

Obecnie SWISS-MODEL składa się z trzech ściśle zintegrowanych komponentów: (1) Potok SWISS-MODEL – zestaw narzędzi programowych i baz danych do zautomatyzowanego modelowania struktury białek, (2) SWISS-MODEL Workspace – graficzny interfejs użytkownika oparty na sieci WWW , (3) Repozytorium SWISS-MODEL – stale aktualizowana baza danych modeli homologii dla zestawu proteomów organizmów modelowych o dużym znaczeniu biomedycznym.

Rurociąg

Potok SWISS-MODEL składa się z czterech głównych etapów, które są zaangażowane w budowanie modelu homologii danej struktury białka:

  1. Identyfikacja szablonów strukturalnych. BLAST i HHblits służą do identyfikacji szablonów. Szablony są przechowywane w SWISS-MODEL Template Library (SMTL), która pochodzi z PDB .
  2. Dopasowanie sekwencji docelowej i struktury matrycy.
  3. Modelowanie i minimalizacja energii. SWISS-MODEL implementuje podejście do sztywnego montażu fragmentów do modelowania.
  4. Ocena jakości modelu z wykorzystaniem QMEAN, potencjału statystycznego średniej siły.

Obszar roboczy

Przestrzeń robocza SWISS-MODEL integruje programy i bazy danych wymagane do modelowania struktury białek w internetowej przestrzeni roboczej. W zależności od złożoności zadania modelowania można zastosować różne tryby użytkowania, w których użytkownik ma różne poziomy kontroli nad poszczególnymi etapami modelowania: tryb automatyczny, tryb wyrównania i tryb projektu. W pełni zautomatyzowany tryb stosuje się, gdy wystarczająco wysoka identyczność sekwencji między celem a matrycą (>50%) pozwala w ogóle na brak interwencji człowieka. W tym przypadku jako dane wejściowe wymagana jest tylko sekwencja lub kod dostępu UniProt białka. Tryb wyrównania umożliwia użytkownikowi wprowadzenie własnych wyrównań szablonu docelowego, od których rozpoczyna się procedura modelowania (tj. krok wyszukiwania szablonów jest pomijany i rzadko wprowadzane są tylko niewielkie zmiany w dostarczonym wyrównaniu). Tryb projektu jest używany w trudniejszych przypadkach, gdy potrzebne są ręczne korekty wyrównania szablonu docelowego w celu poprawy jakości wynikowego modelu. W tym trybie dane wejściowe to plik projektu, który może zostać wygenerowany przez narzędzie do wizualizacji i analizy strukturalnej DeepView (Swiss Pdb Viewer), aby umożliwić użytkownikowi zbadanie i manipulowanie wyrównaniem docelowym szablonem w jego kontekście strukturalnym. We wszystkich trzech przypadkach wynikiem jest plik pdb ze współrzędnymi atomu modelu lub plik projektu DeepView. Cztery główne etapy modelowania homologii można powtarzać iteracyjnie, aż do uzyskania zadowalającego modelu.

SWISS-MODEL Workspace jest dostępny za pośrednictwem serwera WWW ExPASy lub może być używany jako część programu DeepView (Swiss Pdb-Viewer). Od września 2015 r. był cytowany 20000 razy w literaturze naukowej, co czyni go jednym z najczęściej używanych narzędzi do modelowania struktury białek. Narzędzie jest bezpłatne do użytku akademickiego.

Magazyn

Repozytorium SWISS-MODEL zapewnia dostęp do aktualnego zbioru opatrzonych adnotacjami trójwymiarowych modeli białek dla zestawu organizmów modelowych o dużym ogólnym znaczeniu. Organizmy modelowe obejmują człowieka , mysz , C. elegans , E. coli i różne patogeny, w tym koronawirus 2 ostrego zespołu ostrego układu oddechowego (SARS-CoV-2). Repozytorium SWISS-MODEL jest zintegrowane z kilkoma zewnętrznymi zasobami, takimi jak UniProt , InterPro , STRING i Nature PSI SBKB.

Nowe osiągnięcia systemu eksperckiego SWISS-MODEL umożliwiają (1) automatyczne modelowanie zespołów homo-oligomerycznych ; (2) modelowanie niezbędnych jonów metali i biologicznie istotnych ligandów w strukturach białkowych; (3) oszacowania wiarygodności modelu lokalnego (na resztę) w oparciu o lokalną funkcję wyniku QMEAN; (4) mapowanie funkcji UniProt do modeli. (1) i (2) są dostępne w trybie automatycznym SWISS-MODEL Workspace; (3) jest zawsze podawany podczas obliczania modelu homologii przy użyciu przestrzeni roboczej SWISS-MODEL, oraz (4) jest dostępny w repozytorium SWISS-MODEL.

Dokładność i niezawodność metody

W przeszłości dokładność, stabilność i niezawodność potoku serwerów SWISS-MODEL była weryfikowana w ramach projektu porównawczego EVA-CM . Obecnie potok serwerów SWISS-MODEL uczestniczy w projekcie CAMEO3D [1] (Continuous Automated Model EvaluatiOn), który stale ocenia dokładność i niezawodność usług predykcji struktury białek w sposób w pełni zautomatyzowany.

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Zobacz też