學習目標:

在蛋白質結構研究與分析應用主題方面,我們在這次的結構生物資訊研習會提供了系統性的概念與操作學習。主題結合本核心自行研發與網路上常用的生物資訊資料庫與工具,套裝規劃課程內容,以實際蛋白質研究主題引導學員切入學習;自蛋白質基礎結構解析開始,教導學員如何利用蛋白質結構視覺化軟體瞭解蛋白質的結構特性,接著進行蛋白質結構模擬、蛋白質結構預測、蛋白質結構比對與電腦輔助藥物設計(包含分子建構、對接與虛擬篩選)等一系列的研究流程,提供學員系統性的概念與操作學習,使其具備實際應用相關生物資訊工具分析蛋白質相關功能特性與藥物設計基礎的能力。

 

  1. 結構視覺化軟體操作:PyMOL。提供學員基本的PyMOL操作技巧,製作高品質的蛋白質3D結構圖形, PyMOL也是發表論文最常使用的蛋白質結構視覺化軟體之一。
  2. Molecular graphics softwares有非常多,像是RasMol, PyMOL, Cn3D, Swiss PDB viewer, MOLMOL, MolScript, Raster3D, Chimera等,結構視覺化的軟體是一種顯現生物巨分子結構的軟體,可轉換相關原子的空間座標,包含蛋白質、DNA、RNA、化學小分子和金屬等皆可藉由視覺化軟體來呈現其結構。利用結構視覺化軟體可以輔助觀察巨分子的結構、作用力、表面特性等,尤其在藥物設計、分子模擬上有很大的應用空間。因此,至少學習1-2種結構視覺化軟體操作與熟練,將會在蛋白質結構分析方面達到事半功倍的效果。
 
  1. 蛋白質結構生物資訊應用與實例介紹/ Protein Data Bank (PDB)的介紹
  2. 介紹Circular Permutation (CP)在蛋白質結構上的操作與應用
  3. 提供學員基本的蛋白質工程概念,引導應用與實作。
 
  1. 蛋白質結構模擬與預測: SWISS-MODEL 與 (PS)2: Protein Structure Prediction Server
  2. 了解蛋白質的基礎結構特性與學習基本的結構視覺化軟體操作之後,便可以針對自己手上的蛋白質進行初步的模擬與預測。
  3. 模擬出來的結構記得可到PDBsum, http://www.ebi.ac.uk/pdbsum/,利用PROCHECK檢視其Ramachandran plot
 
  1. 利用結構比對方法搜尋相近的蛋白質: iSARST
    提供學員學習基本的蛋白質結構比對原理與方法,引導學員利用模擬出的蛋白質進行結構比對, 搜尋相近的蛋白質, 了解相關蛋白質的功能特性。
  2. 分子對接(molecular docking)與虛擬藥物篩選實作。
  3. 探討Ligand的結合位置與蛋白質-小分子藥物間的交互作用。
 

完成學習目標

自蛋白質基礎結構開始, 分別介紹蛋白質結構視覺化軟體操作、 蛋白質結構模擬、蛋白質結構預測、蛋白質結構比對、分子對接與虛擬藥物篩選, 提供學員系統性的概念與操作學習, 俾有利於探討後續蛋白質相關的功能特性。