MCP-ANM和PRS仿真
该存储库包含MATLAB和Python脚本，用于执行MCP-ANM（膜接触概率各向异性网络模型）和MCP-mANM（膜接触几率多尺度各向异性网络模式）模拟，以及用于对蛋白质施加膜张力或推/拉力的蛋白质响应扫描（PRS）。该工作流程从PDB文件和相关的MCP（膜接触概率）数据中生成一系列拉伸构象。
概述
该管道由以下步骤组成：
- PDB文件准备
- 下载并定位蛋白质结构（例如，从OPM数据库），确保与膜对齐（Z轴法线）。
- MCP文件生成
- 使用MCP预测器生成 .csv 包含每个残留物的膜接触概率的文件。
- MCP-ANM和MCP-mANM仿真
- MATLAB：运行 mcpANM.m 或 mcpmANM.m 计算Hessian矩阵，并使用PDB和MCP文件对正常模式进行本征分解。 - python：使用 mcpANM.py 或 mcpmANM.py 出于同样的目的。
- 力方向计算
- Python脚本(force_direction.py)计算每个残差的张力矢量，另存为 *_normals.txt，用于膜张力模拟。
- 通过PRS调节膜张力
- MATLAB：脚本 mcpmANM_PRS_tension_model.m 对膜接触残留物施加平面内力，在不同的张力水平下产生构象。 - python：脚本 mcpmANM_PRS_tension_model.py 执行相同的任务。
- 推/拉力模拟
- MATLAB：脚本 mcpmANM_PRS_tether_model.m 对特定残留物施加固定力（例如，F=（0,0,1））以进行推/拉研究。 - python：脚本 mcpmANM_PRS_tether_model.py 提供同等功能。
文件描述
| 文件 | 描述 |
|---|---|
6pwn.pdb | 机械敏感通道MscS的示例PDB文件（PDB ID:6pwn）。 |
6pwn.mcp | MCP预测器为6pwn结构生成的MCP文件示例。；此文件是通过从6pwn.csv中提取MCP数据得到的，在实践中可以直接使用6pwn.csv省略 |
6pwn.csv | MCP预测器为6pwn结构生成的MCP文件示例。 |
6pwn_normals.txt | 每个残基的张力矢量示例文件，由下式生成 force_direction.py. |
MATLAB文件
| 文件 | 描述 |
|---|---|
pdbread.m | 读取PDB文件，提取Cα坐标、残差名称、B因子和链数。 |
MCP_read.m | 读取MCP（膜接触概率）文件（支持.MCP和.csv格式），过滤并返回MCP值超过指定阈值的残留物索引。 |
calculateHessian.m | 计算用于ANM计算的Hessian矩阵。 |
calculateHessian_kernal.m | 计算用于mANM计算的Hessian矩阵。 |
filewrite.m | 使用正确的链分配写入输出PDB文件。 |
mcpANM.m | MCP-ANM模拟的主脚本。 |
mcpmANM.m | MCP mANM模拟的主脚本。 |
mcpmANM_PRS_tension_model.m | 使用PRS和MCP mANM施加膜张力。 |
mcpmANM_PRS_tether_model.m | 使用固定力用MCP mANM模拟推/拉力。 |
Python文件
| 文件 | 描述 |
|---|---|
mcpANM.py | MCP-ANM模拟的主脚本。 |
mcpmANM.py | MCP mANM模拟的主脚本。 |
mcpmANM_PRS_tension_model.py | 使用PRS和MCP mANM施加膜张力。 |
mcpmANM_PRS_tether_model.py | 使用固定力用MCP mANM模拟推/拉力。 |
force_direction.py | 计算力方向矢量（张力矢量）。 |
MCP预测器
可访问：\
使用说明
设置环境
- MATLAB：需要MATLAB R2018b或更高版本。
- python：需要安装了NumPy、SciPy和Matplotlib的Python 3.x。
生成MCP文件
使用MCP预测器创建 .csv 把你的蛋白质归档。
运行模拟
- 打开
mcpANM.m或mcpmANM.m,mcpANM.py或mcpmANM.py，设置PDB和MCP文件名，并运行MCP-ANM/MCP mANM。 - 跑
force_direction.py（在Python中）生成*_normals.txt. - 跑
mcpmANM_PRS_tension_model.m或mcpmANM_PRS_tension_model.py用于膜张力模拟。 - 推/拉模拟：运行
mcpmANM_PRS_tether_model.m或mcpmANM_PRS_tether_model.py向特定区域施加固定力（例如，F=（0,0,1））。
许可证和引用
此代码用于学术研究。使用时请引用相关出版物。
韩忠杰，王磊，陈松。膜蛋白动力学和机械敏感离子通道的改进各向异性网络模型。DOI：https://doi.org/10.1103/xc5f-xr7n.
联系
如需帮助，请联系韩忠杰，电话： zjayhan@pku.edu.cn.