本书主要向广大读者详细介绍蛋白质结构模建、蛋白质的分子对接、蛋白质-蛋白质相互作用的模拟、蛋白质结构的分子动力学模拟等操作。每一种分析技术都选择两种软件，一是在业界声誉最好的商用软件，二是应用最普遍的免费软件。计算分析的对象都是各位编者个人在实践工作中的具体的分析对象。期望通过阅读本手册，可以使从事生命科学与生物技术研究的广大科研工作者能够掌握相关的技术要领，学会掌握这些方法，为他们的科研工作服务。

蛋白质结构预测是一种不依赖晶体培养、迅速、简便的获得蛋白质结构的方法，对于分子生物学、蛋白质工程、药物设计等领域研究工作具有重要的意义。

本书涵盖了蛋白质结构预测的主流手段与方法，包括同源建模、折叠模式识别、分子对接、蛋白质—蛋白质复合物的结构模拟、分子结构模拟等，以蛋白质结构研究的具体操作和经典实例为素材，使得蛋白质结构预测不仅仅停留在理论阶段，让读者能够轻松地掌握蛋白质结构预测的应用技术。

本书可供从事蛋白质科学研究的研究生、高年级本科生及其他研究人员参考阅读。

第一章 蛋白质结构概述 1

 第一节 蛋白质的结构层次 1

一、一级结构 1

二、二级结构 1

三、三级结构（折叠模式） 2

四、四级结构 2

 第二节 蛋白质结构的测定方法 2

一、X射线晶体学 2

二、核磁共振 4

三、结构分析的其他方法 4

 第三节 蛋白质结构预测的意义 5

第二章 蛋白质二级结构预测 7

 第一节 蛋白质二级结构预测概述 7

 第二节 蛋白质二级结构预测实例 8

第三章 利用同源模建法预测蛋白质结构 10

 第一节 同源模建的基本原理及基础 10

 第二节 同源模建预测蛋白质结构的基本步骤 11

一、参考蛋白搜索 11

二、确定结构保守区 11

三、蛋白主链的模建 11

四、侧链安装 12

五、优化处理 12

六、合理性检测 12

 第三节 利用SWISS-MODEL服务器进行蛋白质结构同源模建操作实例 12

一、登录服务器，输入目标序列 12

二、模建结果与分析 13

 第四节 利用Discovery Studio结构模拟系统进行同源模建操作实例 15

一、识别模板，比对模板 16

二、将模板进行比对 19

三、将目标序列与模板比对 23

四、使用MODELER构建目标序列的3D模型 25

五、模型评估 26

第四章 利用折叠模式识别法预测蛋白质结构 32

 第一节 折叠模式识别法的基本原理 32

 第二节 折叠模式识别法预测蛋白质结构的操作实例 33

一、程序的安装 33

二、Threader程序的运行 33

三、结果分析 34

四、过滤假阳性结果 36

第五章 蛋白质分子对接技术 37

 第一节 蛋白质分子对接概述 37

 第二节 利用LibDock进行分子对接的基本操作方法及实例 37

一、准备分子对接体系，执行分子对接计算 38

二、分析对接结果 43

 第三节 利用Flexible Docking进行受体和配体柔性的分子对接实例 46

一、准备对接的分子体系，完成分子对接计算 46

二、分析配体对接结果 49

 第四节 利用AutoDock程序进行分子对接的操作及研究实例 50

一、AutoDock的安装 50

二、AutoDock的基本应用 52

三、实例分析 68

第六章 蛋白质-蛋白质复合物的结构模拟 70

 第一节 蛋白质与蛋白质对接的意义 70

 第二节 利用ZDOCK来研究蛋白质-蛋白质的对接 70

一、设定一次ZDOCK计算 71

二、分析ZDOCK结果 72

三、利用RDOCK优化对接构型 75

四、使用RMSD分析结合界面的氨基酸 76

 第三节 利用Hex研究大分子与大分子之间的相互作用 78

一、Hex的安装 79

二、Hex的基本应用 79

三、对接实例 84

第七章 蛋白质结构的分子动力学模拟 85

 第一节 蛋白质分子动力学模拟概述 85

 第二节 Discovery Studio平台中分子动力学操作实例 86

一、准备分子动力学体系，执行分子动力学计算 86

二、分析分子动力学计算结果 90

 第三节 利用NAMD进行分子动力学计算的操作及研究实例 95

一、NAMD简介 95

二、NAMD程序的安装与使用 95

三、构建模型 97

四、分子动力学模拟 102

五、可视化与数据处理 108

 第四节 利用GROMACS进行分子动力学模拟操作 113

一、GROMACS介绍 113

二、GROMACS的下载及安装 113

三、GROMACS的基本操作 114

本书主要参考文献 123

附录 部分蛋白质结构预测相关的网上资源 124