纽普生物

预测蛋白点突变对功能影响的在线工具(Part-1)

研究蛋白点突变带来的结构改变,最好的自然是通过实验手段得到突变蛋白的结构。但是初期的研究,或者无法实验得到结构的蛋白,各式在线工具都可以方便的进行分析和预测,不需要学习专业的软件就可以得到非常漂亮,直观的数据。

本文以human PD-L1 (Uniprot: Q9NZQ7),V55F点突变为例子,通过8大类在线工具,全方位分析突变可能的影响。

第一类,预测点突变是有害突变还是中性。

注意只能用于SNP错义突变,其他比如缺失,插入。移码都等都不适用。

1.1 PolyPhen-2 (Polymorphism Phenotyping) ,

网站:http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/

可以看到这个点突变预测为对损害蛋白功能,置信度1.0,序列比对可见55V非常的保守,对蛋白功能应该很重要:

1.2 SIFT 和 Provean (Protein Variation Effect Analyzer)

网站: http://provean.jcvi.org/protein_batch_submit.php?species=human

按照要求填入蛋白和点突变信息:Q9NZQ7 55 V VF

可以同时得到PROVEAN和SIFT分数和定性, 一般PROVEAN分数小于-2.5就可以认为是有害的(deleterious)突变:

第二类,预测点突变引起的蛋白稳定性改变(计算ΔΔG)。

这一类原理都大同小异,但是预测数据可能不一致,可以每个工具都试一下然后挑选对文章最有利的数据。需要先找到或者预测蛋白的结构,提交突变的信息,就可以得到数据了。本演示用的结构文件为PDB:5JDS

2.1 PoPMuSiC (需要邮箱注册)

网站:https://soft.dezyme.com/query/create/pop

填入PDB编号和突变的位置信息,即可得到预测结果,可以看到 V55F 突变以后ΔΔG上升(0.82 Kcal/mol),蛋白稳定性下降。

2.2 DUET

网站:http://biosig.unimelb.edu.au/duet/stability

同理,上传5JDS结构,DUET预测结果,可以看到稳定性有明显的下滑:

2.3 MaestroWeb

网站:https://pbwww.che.sbg.ac.at/maestro/web

用类似的方法,可以计算出下面的数值,可以看到稳定性有明显的下滑,与之前的预测一致:

2.4 SAAFEC

网站:http://compbio.clemson.edu/SAAFEC/userInputParams.html

表格和上传PDB都没有什么难度,可以很快得到一个非常详细的表格,并且可以下载预测的突变蛋白结构,如下图。值得注意的是ΔΔG是WT减去MT,所以正数表示突变以后稳定性上升,负数表示稳定性下降。这个突变的结果是-2.26 Kcal/mol, 说明突变以后稳定性下降明显,与之前3个分析结果一致。

Souce: 纽普生物    2020-04-19