Тип | Инструмент структурной биоинформатики |
---|---|
Лицензия | бесплатно для использования, исходный код недоступен |
Веб-сайт | https://swissmodel.expasy.org/ |
SWISS-MODEL - это веб-сервер структурной биоинформатики, предназначенный для моделирования гомологии трехмерных структур белков. Гомологическое моделирование в настоящее время является наиболее точным методом создания надежных трехмерных моделей структуры белка и обычно используется во многих практических приложениях. В методах гомологического (или сравнительного) моделирования используются экспериментальные белковые структуры («шаблоны») для построения моделей для эволюционно связанных белков («мишеней»).
Сегодня SWISS-MODEL состоит из трех тесно интегрированных компонентов: (1) конвейер SWISS-MODEL - набор программных инструментов и баз данных для автоматизированного моделирования структуры белков, (2) SWISS-MODEL Workspace - графическая рабочая среда пользователя в сети., (3) Репозиторий SWISS-MODEL - постоянно обновляемая база данных моделей гомологии для набора модельных протеомов организмов, представляющих большой биомедицинский интерес.
Конвейер SWISS-MODEL состоит из четырех основных этапов построения модели гомологии данной структуры белка:
Рабочее пространство SWISS-MODEL объединяет программы и базы данных, необходимые для моделирования структуры белков, в рабочее пространство на базе Интернета. В зависимости от сложности задачи моделирования могут применяться разные режимы использования, в которых пользователь имеет разные уровни контроля над отдельными этапами моделирования: автоматический режим, режим согласования и режим проекта. Полностью автоматизированный режим используется, когда достаточно высокая идентичность последовательности между мишенью и шаблоном (gt; 50%) позволяет вообще не вмешиваться человеком. В этом случае в качестве входных данных требуется только последовательность или код доступа UniProt белка. Режим выравнивания позволяет пользователю вводить свои собственные выравнивания целевого шаблона, с которых начинается процедура моделирования (т. Е. Этап поиска шаблонов пропускается и редко вносятся лишь незначительные изменения в предоставленное выравнивание). Режим проекта используется в более сложных случаях, когда требуется ручная корректировка выравнивания целевой объект-шаблон для улучшения качества результирующей модели. В этом режиме входными данными является файл проекта, который может быть сгенерирован инструментом визуализации и структурного анализа DeepView (Swiss Pdb Viewer), чтобы позволить пользователю исследовать и управлять выравниванием целевого шаблона в его структурном контексте. Во всех трех случаях на выходе получается файл pdb с атомными координатами модели или файл проекта DeepView. Четыре основных этапа моделирования гомологии могут повторяться итеративно до тех пор, пока не будет достигнута удовлетворительная модель.
Рабочее пространство SWISS-MODEL доступно через веб-сервер ExPASy или может использоваться как часть программы DeepView (Swiss Pdb-Viewer). По состоянию на сентябрь 2015 года он был процитирован 20000 раз в научной литературе, что сделало его одним из наиболее широко используемых инструментов для моделирования структуры белков. Инструмент бесплатен для академического использования.
Репозиторий SWISS-MODEL обеспечивает доступ к актуальной коллекции аннотированных трехмерных моделей белков для набора модельных организмов, представляющих большой интерес. Модельные организмы включают человека, мышь, C.elegans, E.coli и различные патогены, включая коронавирус 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2). Репозиторий SWISS-MODEL интегрирован с несколькими внешними ресурсами, такими как UniProt, InterPro, STRING и Nature PSI SBKB.
Новые разработки экспертной системы SWISS-MODEL: (1) автоматическое моделирование гомоолигомерных ансамблей ; (2) моделирование основных ионов металлов и биологически значимых лигандов в белковых структурах; (3) оценки надежности локальной (по остаткам) модели на основе функции локальной оценки QMEAN; (4) отображение функций UniProt на модели. (1) и (2) доступны при использовании автоматизированного режима SWISS-MODEL Workspace; (3) всегда предоставляется при расчете модели гомологии с использованием SWISS-MODEL Workspace, а (4) доступен в репозитории SWISS-MODEL.
В прошлом точность, стабильность и надежность конвейера серверов SWISS-MODEL подтверждалась эталонным проектом EVA-CM. В настоящее время серверный конвейер SWISS-MODEL участвует в проекте CAMEO3D [1] (Continuous Automated Model EvaluatiOn), который непрерывно оценивает точность и надежность услуг прогнозирования структуры белка в полностью автоматизированном режиме.