Name: De Novo 및 In Silico 단백질 설계를 위한 I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, HADDOCK 서버 및 HEX loria 적용 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 8 s
Description: 학습하세요 I-TASSER와 trRosetta를 활용한 항균 단백질 구조 예측 및 HADDOCK 도킹 분석 방법을. 이 계산적 접근법은 항생제 내성 병원체 치료제 개발에 활용됩니다.

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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>온라인 서버</td></tr><tr><td>컴퓨터</td><td>AMD</td><td>N/A</td><td>SO: XP, W7, W8, W10, ubuntu, linux</td></tr><tr><td>HADDOCK 서버</td><td>BONVINLAB</td><td>N/A</td><td>온라인 서버</td></tr><tr><td>HEX 5.2</td><td>BBSRC-INRIA</td><td>N/</td><td>A 다운로드 온라인 서버</td></tr><tr><td>I-TASSER</td><td>ZHANG LAB</td><td>N/</td><td>A 다운로드 온라인 서버</td></tr><tr><td>MUSCLE</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>온라인 서버</td></tr><tr><td>NCBI</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>온라인 서버</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>온라인 서버</td></tr><tr><td>trRosetta 서버</td><td>YANG LAB</td><td>N/</td><td>A 온라인 서버</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>

de novo 및 in silico 단백질 설계를 위한 i tasser, trrosetta, ucsf chimera, haddock 서버 및 hex loria 적용

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

개발 중인 시퀀스는 K(X)3KW(X)2K(X)2K 공식을 사용하며, 여기서 (X)는 G, A, V, I 또는 L28일 수 있습니다. 얻어진 검색 결과에는 300개 이상의 아미노산의 단백질 서열이 포함되었으며, 이는 부분 서열과 반대되는 완전한 단백질 서열로서의 상태로 인해 선택되었습니다. 이 연구에는 완전한 염기서열이 필수적이라는 점에 유의해야 합니다. 각 수용체/멤브레인 채널의 기능은 또한 염기서열 정보 내에서 또는 별도의 데이터베이스 검색에서 검색되었습니다. 얻어진 결과에는 모든 유형의 단백질이 포함되었습니다. 그러나 모든 것이 이 프로토콜에 유용한 것은 아닙니다. 결과적으로, Na/H 반운반체에 초점을 맞추기 위해 선택은 양서류의 피부에서와 같이 세포가 수생 환경에서 육상 환경으로 이동하는 것과 같은 환경 변화를 겪을 때 미생물 세포의 모양을 유지하고 삼투압 조절과 관련성을 고려하여 이루어졌습니다.
<p class...

De Novo 및 In Silico 단백질 설계를 위한 I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, HADDOCK 서버 및 HEX loria 적용

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

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

프로토콜은 cryo - 전자 tomography와 3 차원 영상 처리를 사용하여 막 단백질의 구조를 결정하기 위해 높은 처리량 접근 방식을 설명합니다. 이것은 시편 준비의 세부 사항, 데이터 수집, 데이터 처리 및 해석을 포함하고, 접근, HIV - 1 봉투 당단백질에 대한 대표적인 대상의 생산 마칩니다. 이러한 계산 절차는 원격 작업 및 데이터 처리 및 구조 분석에 기여하는 연구자와 학생을 수있는 방식으로 설계되었습니다.

Cryo - 전자 Tomography 및 자동 하위 tomogram 평균을 사용하여 HIV의 봉투 Glycoproteins의 분자 구조 결정

I - TASSER 파이프라인을 사용하여 단백질의 구조와 기능 특성화 기반 컴퓨터에 대한 지침이 설명되어 있습니다. 쿼리 단백질 시퀀스에서 시작, 3D 모델은 여러 스레딩 정렬을 사용하여 생성 및 구조 조립 시뮬레이션을 반복하고 있습니다. 기능성 inferences는 이후 알려진 구조와 기능을 가진 단백질 일치를 기반으로 그려져있다.

컴퓨터 기반의 단백질 구조 및 기능 예측을위한 프로토콜

우리는 단백질 설계의 몇 가지 중요한 영역을 다룰 수 있는 computational de novo 단백질 설계 방법을 개발했습니다. 이러한 방법을 보급하기 위해 단백질 설계를 위한 온라인 도구인 Protein WISDOM을 제시합니다(http://www.proteinwisdom.org). 구조적 주형에서 시작하여 안정성 향상을 위한 단량체 단백질과 결합 친화도 향상을 위한 복합체의 설계를 수행할 수 있습니다.

단백질 지혜 : 용 워크 벤치<em&gt; 실리코에</em&gt;<em&gt; 드 노보</em생체 분자의&gt; 디자인

인간과 돼지 : 우리는 두 개의 매우 상동 FVIII 형태의 막 결합 구조를 해결하기 위해 적용 극저온 전자 현미경, 지질 나노 기술 및 구조 분석의 조합을 제시한다. 나선형으로 마이너스로 충전 된 지질 나노 튜브 (LNT)에있는 두 개의 기능 재조합 FVIII의 형태를 구성하는 우리의 실험실에서 개발 된 방법론을 설명한다.

지질 나노 튜브에 혈액 응고 인자 VIII의 나선형 조직

이 프로토콜 cryo 전자 현미경 검사 법, 효율적으로 최소한의 노력 및 독성, 단백질 추출, 정화, 포유류 세포에 있는 유전자를 표현 하는 데 사용 되는 잠재 시스템을 포함 하 여 이온 채널 구조를 결정 하는 데 사용 하는 기법을 설명 합니다. 그리고 품질 검사, 샘플 그리드 준비 및 심사, 뿐만 아니라 데이터 수집 및 처리.

식 및 단일 입자 Cryo 전자 현미경 검사 법에 의하여 구조 결심에 대 한 인간의 지질 민감한 양이온 채널 TRPC3의 정화

생체 분자 모델링의 핵심 기술은 단백질에 활성 부위를 표시하고 표시하는 것입니다. 이 기술은 매크로 분자 시각화를위한 네 가지 인기있는 무료 프로그램을 사용하여 입증된다 : iCn3D, Jmol, PyMOL, UCSF ChimeraX.

분자 시각화 프리웨어를 사용하여 효소 활성 사이트 모델링

이 문서에서는 3개의 cryo-EM 처리 플랫폼(예: cryoSPARC v3, RELION-3 및 Scipion 3)을 효과적으로 활용하여 고해상도 구조 결정을 위한 다양한 단일 입자 데이터 세트에 적용할 수 있는 단일하고 강력한 워크플로우를 만드는 방법을 설명합니다.

cryoSPARC, RELION 및 Scipion을 사용한 견고한 단일 입자 Cryo-Electron Microscopy (cryo-EM) 처리 워크플로우

이 프로토콜은 거대분자의 CryoEM 맵에서 소분자 리간드를 모델링하는 데 사용할 수 있는 도구를 소개합니다.

Modeling Ligands into Maps Derived from Electron Cryomicroscopy(전자 극저온 현미경에서 파생된 맵으로 리간드 모델링)

여기서는 신약 개발에 필수적인 Sanglifehrin A와 Cyclophilin A/Ganoderiol-F 간의 단백질-리간드 결합 상호작용을 구조 중심으로 설계하는 프로토콜을 제시합니다. 리간드-수용체 복합체의 안정성은 분자 역학 시뮬레이션을 통해 평가되었습니다.

새로운 사이클로필린 A 억제제 및 가노데리올-F 유도체의 구조 유도 설계 및 개발: 실리코 내 접근법

E16 랫 태아의 Utero의 심실 주입 및 Electroporation에

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