Name: Anwendung von I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, HADDOCK Server und HEX loria für das De Novo und In Silico Design von Proteinen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 8 s
Description: Lernen Sie computergestützte Proteinstrukturvorhersage mit I-TASSER, trRosetta und HADDOCK für antimikrobielle Wirkstoffentwicklung. Diese Methoden ermöglichen die Validierung von Proteindesigns vor in vitro Tests.

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<ol><li>McArthur, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+infectious+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Nurs+Clin+North+Am%22%5BJournal%5D)">Emerging infectious diseases.</a> Nurs Clin North Am. 54 (2), 297-311 (2019).</li>
<li>Schilliger, L., Paillusseau, C., Francois, C., Bonwitt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Major+emerging+fungal+diseases+of+reptiles+and+amphibians%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens%22%5BJournal%5D)">Major emerging fungal diseases of reptiles and amphibians.</a> Pathogens. 12 (3), 429(2023).</li>
<li>Campbell, L. J., Garner, T. W. J., Hopkins, K., Griffiths, A. G. F., Harrison, X. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outbreaks+of+an+emerging+viral+disease+covary+with+differences+in+the+composition+of+the+skin+microbiome+of+a+wild+United+Kingdom+amphibian%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Outbreaks of an emerging viral disease covary with differences in the composition of the skin microbiome of a wild United Kingdom amphibian.</a> Front Microbiol. 10, 1245(2019).</li>
<li>Lorch, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Snake+fungal+disease%3A+An+emerging+threat+to+wild+snakes%5BTitle%5D)+AND+%22Philos+Trans+Royal+Soc+Lond+BBiol+Sci%22%5BJournal%5D)">Snake fungal disease: An emerging threat to wild snakes.</a> Philos Trans Royal Soc Lond BBiol Sci. 371 (1709), 20150457(2016).</li>
<li>Costa, S., Lopes, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saprolegniosis+in+amphibians%3A+An+integrated+overview+of+a+fluffy+killer+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Jo+F+BaselSwitz%22%5BJournal%5D)">Saprolegniosis in amphibians: An integrated overview of a fluffy killer disease.</a> Jo F BaselSwitz. 8 (5), 537(2022).</li>
<li>Lemieux-Labonté, V., Dorville, N. A. S. -Y., Willis, C. K. R., Lapointe, F. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antifungal+potential+of+the+skin+microbiota+of+hibernating+big+brown+bats+%28Eptesicusfuscus%29+infected+with+the+causal+agent+of+White-Nose+Syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Antifungal potential of the skin microbiota of hibernating big brown bats (Eptesicusfuscus) infected with the causal agent of White-Nose Syndrome.</a> Front Microbiol. 11, 1776(2020).</li>
<li>Hoyt, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Field+trial+of+a+probiotic+bacteria+to+protect+bats+from+White-Nose+Syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Field trial of a probiotic bacteria to protect bats from White-Nose Syndrome.</a> Sci Rep. 9 (1), 9158(2019).</li>
<li>Origgi, F. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ophiodimyces+ophiodiicola%2C+etiologic+agent+of+snake+fungal+disease%2C+in+Europe+since+late+1950s%5BTitle%5D)+AND+%22Emerg+Infect+Dis%22%5BJournal%5D)">Ophiodimyces ophiodiicola, etiologic agent of snake fungal disease, in Europe since late 1950s.</a> Emerg Infect Dis. 28 (10), 2064-2068 (2022).</li>
<li>Van Rooijk, P., Martel, A., Haesebrouck, F., Pasmans, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphibian+chytridiomycosis%3A+a+review+with+a+focus+on+fungus+host+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Vet+Res%22%5BJournal%5D)">Amphibian chytridiomycosis: a review with a focus on fungus host interactions.</a> Vet Res. 46, 137(2015).</li>
<li>Fisher, M. C., Garner, T. W. J., Walker, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+emergence+of+Batrachochytrium+dendrobatidis+and+amphibian+Chytridiomycosis+in+space%2C+time%2C+and+host%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Global emergence of Batrachochytrium dendrobatidis and amphibian Chytridiomycosis in space, time, and host.</a> Ann Rev Microbiol. 63 (1), 291-310 (2009).</li>
<li>Hancock, R., Brinkman, F. S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Function+of+Pseudomonas+porins+in+uptake+and+efflux%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Function of Pseudomonas porins in uptake and efflux.</a> Ann Rev Microbiol. 56 (1), 17-38 (2002).</li>
<li>Carfrae, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibiting+fatty+acid+synthesis+overcomes+colistin+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Inhibiting fatty acid synthesis overcomes colistin resistance.</a> Nat Microbiol. 8 (6), 1026-1038 (2023).</li>
<li>Robson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Denovo+protein+folding+on+computers.+Benefits+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Comp+Biol+Med%22%5BJournal%5D)">Denovo protein folding on computers. Benefits and challenges.</a> Comp Biol Med. 143, 105292(2022).</li>
<li>Munita, J. M., Arias, C. A. Mechanisms of antibiotic resistance. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMunita%2C+JM+%22Microbiol+Spect%22">Microbiol Spect</a>. 4 (2), (2016).</li>
<li>Zheng, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+non-homologous+proteins+by+coupling+deep-learning+contact+maps+with+I-TASSER+assembly+simulations%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep+Met%22%5BJournal%5D)">Folding non-homologous proteins by coupling deep-learning contact maps with I-TASSER assembly simulations.</a> Cell Rep Met. 1 (3), 100014(2021).</li>
<li>Yang, J., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((I-TASSER+server%3A+New+development+for+protein+structure+and+function+predictions%5BTitle%5D)+AND+%22Nuc+Acid+Res%22%5BJournal%5D)">I-TASSER server: New development for protein structure and function predictions.</a> Nuc Acid Res. 43 (W1), W174-W181 (2015).</li>
<li>Du, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+trRosetta+server+for+fast+and+accurate+protein+structure+prediction%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Prot%22%5BJournal%5D)">The trRosetta server for fast and accurate protein structure prediction.</a> Nat Prot. 16 (12), 5634-5651 (2021).</li>
<li>Wang, W., Peng, Z., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-sequence+protein+structure+prediction+using+supervised+transformer+protein+language+models%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Comp+Sci%22%5BJournal%5D)">Single-sequence protein structure prediction using supervised transformer protein language models.</a> Nat Comp Sci. 2 (12), 804-814 (2022).</li>
<li>Pettersen, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((UCSF+Chimera-A+visualization+system+for+exploratory+research+and+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Chem%22%5BJournal%5D)">UCSF Chimera-A visualization system for exploratory research and analysis.</a> J Comp Chem. 25 (13), 1605-1612 (2004).</li>
<li>Ghoorah, A. W., Devignes, M. -D., Smail-Tabbone, M., Ritchie, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+docking+using+case-based+reasoning%5BTitle%5D)+AND+%22Proteins%3A+Struct+Funct+Bioinf%22%5BJournal%5D)">Protein docking using case-based reasoning.</a> Proteins: Struct Funct Bioinf. 81 (12), 2150-2158 (2013).</li>
<li>Battey, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+server+predictions+in+CASP7%5BTitle%5D)+AND+%22Proteins%3A+Struct+Funct+Bioinf%22%5BJournal%5D)">Automated server predictions in CASP7.</a> Proteins: Struct Funct Bioinf. 69 (S8), 68-82 (2007).</li>
<li>Kryshtafovych, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+template-based+modeling+in+CASP12%5BTitle%5D)+AND+%22Proteins%3A+Struct+Funct+Bioinf%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the template-based modeling in CASP12.</a> Proteins: Struct Funct Bioinf. 86 (S1), 321-334 (2018).</li>
<li>Anishchenko, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+tertiary+structure+prediction+and+refinement+using+deep+learning+and+Rosetta+in+CASP14%5BTitle%5D)+AND+%22Proteins%3A+Struct+Funct+Bioinf%22%5BJournal%5D)">Protein tertiary structure prediction and refinement using deep learning and Rosetta in CASP14.</a> Proteins: Struct Funct Bioinf. 89 (12), 1722-1733 (2021).</li>
<li>Kinch, L. N., Schaeffer, R. D., Kryshtafovych, A., Grishin, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Target+classification+in+the+14th+round+of+the+critical+assessment+of+protein+structure+prediction+%28CASP14%29%5BTitle%5D)+AND+%22Proteins%3A+Struct+Funct+Bioinf%22%5BJournal%5D)">Target classification in the 14th round of the critical assessment of protein structure prediction (CASP14).</a> Proteins: Struct Funct Bioinf. 89 (12), 1618-1632 (2021).</li>
<li>Honorato, R. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+biology+in+the+clouds%3A+The+WeNMR-EOSC+ecosystem%5BTitle%5D)+AND+%22FrontMolBiosci%22%5BJournal%5D)">Structural biology in the clouds: The WeNMR-EOSC ecosystem.</a> FrontMolBiosci. 8, 729513(2021).</li>
<li>Van Zundert,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+HADDOCK2.2+Web+Server%3A+User-friendly+integrative+modeling+of+biomolecular+complexes%5BTitle%5D)+AND+%22JMolBiol%22%5BJournal%5D)">The HADDOCK2.2 Web Server: User-friendly integrative modeling of biomolecular complexes.</a> JMolBiol. 428 (4), 720-725 (2016).</li>
<li>Macindoe, G., Mavridis, L., Venkatraman, V., Devignes, M. -D., Ritchie, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HexServer%3A+An+FFT-based+protein+docking+server+powered+by+graphics+processors%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl+Acid+Res%22%5BJournal%5D)">HexServer: An FFT-based protein docking server powered by graphics processors.</a> Nucl Acid Res. 28 (Web Server), W445-W449 (2010).</li>
<li>Agrawal, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+silico+approach+for+prediction+of+antifungal+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">In silico approach for prediction of antifungal peptides.</a> Front Microbiol. 9, 323(2018).</li>
<li>Shai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mode+of+action+of+membrane+active+antimicrobial+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Biopolymers%22%5BJournal%5D)">Mode of action of membrane active antimicrobial peptides.</a> Biopolymers. 66 (4), 236-248 (2002).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>BLAST</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Online-Server</td></tr><tr><td>Computer</td><td>AMD</td><td>N/A</td><td>SO: XP, W7, W8, W10, ubuntu, linux</td></tr><tr><td>HADDOCK server</td><td>BONVINLAB</td><td>N/A</td><td>Online-Server</td></tr><tr><td>HEX 5.2</td><td>BBSRC-INRIA</td><td>N/A</td><td>Download-Online Server</td></tr><tr><td>I-TASSER</td><td>ZHANG LAB</td><td>N/A</td><td>Download-Online Server</td></tr><tr><td>MUSCLE</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Online-Server</td></tr><tr><td>NCBI</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Online-Server</td></tr><tr><td>PYMOL</td><td>SCHR&Ouml; DINGER</td><td>N/A</td><td>Download-XP, W7, W8, W10, W11, LINUX</td></tr><tr><td>SWISS-MODEL</td><td>BIOZENTRUM</td><td>N/A</td><td>Online-Server</td></tr><tr><td>trRosetta server</td><td>YANG LAB</td><td>N/A</td><td>Online-Server</td></tr><tr><td>USCF CHIMERA</td><td>RBVI</td><td>N/A</td><td>Download-XP, W7, W8, W10, W11, LINUX</td></tr></tbody></table>

anwendung von i tasser, trrosetta, ucsf chimera, haddock server und hex loria für das de novo und in silico design von proteinen

Application of I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, HADDOCK server, and HEX loria for De Novo and In Silico Design of Proteins

Die in der Entwicklung befindliche Sequenz verwendet die folgende Formel: K(X)3KW(X)2K(X)2K, wobei (X) G, A, V, I oder L28 sein kann. Die erhaltenen Suchergebnisse umfassten Proteinsequenzen von mehr als 300 Aminosäuren, die aufgrund ihres Status als vollständige Proteinsequenzen ausgewählt wurden, im Gegensatz zu Teilsequenzen. Zu beachten ist, dass vollständige Sequenzen für die Studie unerlässlich sind. Die Funktionen der einzelnen Rezeptor-/Membrankanäle wurden...

Anwendung von I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, HADDOCK Server und HEX loria für das De Novo und In Silico Design von Proteinen

The frontiers of protein design lie in the construction of amino acid sequences and the incorporation of specific motifs, such as binding sites, into ...

application-i-tasser-trrosetta-ucsf-chimera-haddock-server-hex-loria

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Das Protokoll beschreibt eine High-Throughput-Ansatz zur Bestimmung Strukturen von Membranproteinen mittels Kryo-Elektronen-Tomographie und 3D-Bildverarbeitung. Es deckt die Einzelheiten der Probenvorbereitung, Datenerfassung, Datenverarbeitung und-interpretation, und schließt mit der Produktion von einer repräsentativen Ziel für den Ansatz, die HIV-1 Envelope Glykoproteins. Diese Berechnungsverfahren sind in einer Weise, Forscher und Studenten ermöglicht, remote arbeiten und einen Beitrag zur...

Bestimmung von Molekülstrukturen von HIV Hüllglycoproteine ​​mit Cryo-Elektronen-Tomographie und automatisierte Sub-Tomogramm Averaging

Richtlinien für die computergestützte strukturelle und funktionelle Charakterisierung von Proteinen unter Verwendung der I-Tasser Pipeline beschrieben. Ab Abfrage Proteinsequenz sind 3D-Modelle generiert mit mehreren Threading Ausrichtungen und iterative strukturellen Aufbau-Simulationen. Funktionelle Konsequenzen werden anschließend auf der Grundlage Übereinstimmungen mit Proteinen mit bekannter Struktur und Funktionen gezeichnet.

Ein Protokoll für die Computer-Based Protein Structure and Function Prediction

Wir haben computergestützte de novo Proteindesignmethoden entwickelt, die in der Lage sind, mehrere wichtige Bereiche des Proteindesigns anzugehen. Um diese Methoden zu verbreiten, stellen wir Protein WISDOM vor, ein Online-Tool für Proteindesign (http://www.proteinwisdom.org). Ausgehend von einem strukturellen Template kann das Design von monomeren Proteinen für erhöhte Stabilität und Komplexen für eine erhöhte Bindungsaffinität durchgeführt werden.

Protein WISDOM: A Workbench für<em&gt; In silico</em&gt;<em&gt; De novo</em&gt; Aufbau von Biomolekülen

Wir präsentieren eine Kombination von Cryo-Elektronenmikroskopie, Lipid Nanotechnologie und Strukturanalyse angewandt, um die Membran-gebundene Struktur von zwei hoch homolog FVIII Formen lösen: Mensch und Schwein. Die in unserem Labor entwickelt, um spiralförmig organisieren die zwei funktionellen rekombinanten FVIII-Formulare auf negativ geladenen Lipid-Nanotubes (LNT)-Methode beschrieben.

Helical Organisation der Blutgerinnungsfaktor VIII auf Lipid-Nanotubes

Dieses Protokoll beschreibt Techniken zur Bestimmung der Ionen-Kanalstrukturen von Kryo-Elektronenmikroskopie, darunter ein Baculovirus-System verwendet, um effizient Gene in Säugerzellen mit minimalem Aufwand und Toxizität, Proteingewinnung, Reinigung, und Qualitätsprüfung, Raster Probenvorbereitung und Screening, sowie Datenerfassung und Verarbeitung.

Ausdruck und Reinigung des menschlichen Lipid-Sensitive kation Kanal TRPC3 für die Strukturaufklärung von Single-Teilchen Kryo-Elektronenmikroskopie

Eine Schlüsselkompetenz in der biomolekularen Modellierung ist die Darstellung und Annotation aktiver Zentren in Proteinen. Diese Technik wird mit vier beliebten kostenlosen Programmen für die makromolekulare Visualisierung demonstriert: iCn3D, Jmol, PyMOL und UCSF ChimeraX.

Modellierung einer Enzym-Aktiv-Site mit Molekularer Visualisierung Freeware

Dieser Artikel beschreibt, wie drei Kryo-EM-Verarbeitungsplattformen, d. h. cryoSPARC v3, RELION-3 und Scipion 3, effektiv genutzt werden können, um einen einzigen und robusten Workflow zu erstellen, der auf eine Vielzahl von Einzelpartikeldatensätzen für die hochauflösende Strukturbestimmung anwendbar ist.

Ein robuster Einzelteilchen-Kryo-Elektronenmikroskopie-Verarbeitungs-Workflow (Kryo-EM) mit cryoSPARC, RELION und Scipion

Dieses Protokoll stellt die Werkzeuge vor, die für die Modellierung von niedermolekularen Liganden in KryoEM-Karten von Makromolekülen zur Verfügung stehen.

Modellierung von Liganden in Karten aus der Elektronenkryomikroskopie

Hier stellen wir ein Protokoll für das strukturgesteuerte Design der Protein-Ligand-Bindungsinteraktion zwischen Sanglifehrin A und Cyclophilin A/Ganoderiol-F vor, das für die Entdeckung neuer Medikamente unerlässlich ist. Die Stabilität des Ligandenrezeptorkomplexes wurde mittels molekularer Dynamiksimulation bewertet.

Strukturgesteuertes Design und Entwicklung neuartiger Cyclophilin-A-Inhibitoren und Ganoderiol-F-Derivate: Ein In-Silico-Ansatz

In Utero intraventrikuläre Injektion und Elektroporation von E16 Rattenembryonen

Lernen Sie computergestützte Proteinstrukturvorhersage mit I-TASSER, trRosetta und HADDOCK für antimikrobielle Wirkstoffentwicklung. Diese Methoden ermöglichen die Validierung von Proteindesigns vor in vitro Tests.

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