PDB Reader & Manipulator

PDB Reader&Manipulator是最基本但功能强大的工具。它允许您从RCSB PDB（带有PDB条目ID）下载PDB文件或从您的机器上传它，并使用以下选项将其转换为CHARMM可读格式：

部分选择蛋白质链，

残基的改性，

端基组选择，

质子化选择，

二硫键选择，

磷酸化选择，

生成生物功能单元，以及

晶体生成。

请注意

视频演示中有一个PDB阅读器和机械手演示来说明如何使用这个模块。

您要读取的PDB结构中的残基必须在CHARMM拓扑文件（toppar. str）中定义。否则，CHARMM将被异常终止。

配体读取及其FF生成可能很棘手，并且存在一些潜在问题。请阅读这些问题。

VMD生成的PDB文件可能对PDB阅读器和机械手有问题；如果您在VMD中准备了PDB文件，请阅读这些问题。

确保在PDB文件中的每个链之后都有一个“TER”记录

如果您正在使用AMBER，请阅读本文

参考文献

S. Jo, T. Kim, V.G. Iyer, and W. Im (2008)

CHARMM-GUI: A Web-based Graphical User Interface for CHARMM. J. Comput. Chem. 29:1859-1865

S. Jo, X. Cheng, S.M. Islam, L. Huang, H. Rui, A. Zhu, H.S. Lee, Y. Qi, W. Han, K. Vanommeslaeghe, A.D. MacKerell, Jr., B. Roux, and W. Im (2014)

CHARMM-GUI PDB Manipulator for Advanced Modeling and Simulations of Proteins Containing Non-standard Residues. Adv. Protein Chem. Struct. Biol. 96:235-265

S.J. Park, N.R. Kern, T. Brown, J. Lee, and W. Im (2023)

CHARMM-GUI PDB Manipulator: Various PDB Structural Modifications for Biomolecular Modeling and Simulation (2023) J. Mol. Biol. 167995

第1步

download是从数据库中找

upload是直接上传

第2步

PDB内容信息

模型/链的操作

可以选择里面的Type类型，PRO是指protein，A是segid

第3步

第3步

封端基团，下面是PDB阅读器中的终端补丁残留物。

请注意，NNEU、CNEU和CT1端子封盖在Amber FF中不可用。

N-temminus是指蛋白质分子的氨基酸序列中的第一个氨基酸，通常被缩写为N端。N-teminus在蛋白质的合成过程中是最先被合成的部分，因此也被称为“起始端”。

C-temminus是指蛋白质分子的氨基酸序列中的最后一个氨基酸，通常被缩写为C端。C-temminus在蛋白质的合成过程中是最后被合成的部分，因此也被称为“终止端”。

第3步

如果先选择Amino acid可以批量处理

一系列残基进行替换

可以用-删除

add可以再增加‘

这个是做突变

质子化状态

通过pH值进行设定，不要自己去修改质子化的状态，因为必须要适合

磷酸化

磷酸化是将磷酸基团加在中间代谢产物上或加在蛋白质（protein）上的过程。

磷酸化（英语：Phosphorylation）或称磷酸化作用，是指在蛋白质或其他类型分子上，加入一个磷酸（PO4）基团，也可定义成“将一个磷酸基团导入一个有机分子”。此作用在生物化学中占有重要地位。 蛋白质磷酸化可发生在许多种类的氨基酸（蛋白质的主要单位）上，其中以丝氨酸为多，接着是苏氨酸。而酪氨酸则相对较少磷酸化的发生，不过由于经过磷酸化之后的酪氨酸较容易利用抗体来纯化，因此酪氨酸的磷酸化作用位置也较广为了解。

泛素化/SUMO 化修饰

点击edit

泛素化是指泛素（一类低分子量的蛋白质）分子在一系列特殊的酶作用下，

将细胞内的蛋白质分类，从中选出靶蛋白分子，并对靶蛋白进行特异性修饰的过程。这些特殊的酶包括泛素激活酶、结合酶、连结酶和降解酶等。

类泛素化（或称为小泛素化，Small Ubiquitin-like Modifier, SUMO）修饰作为一种重要的翻译后修饰方式，

其对蛋白质的功能具有重要的调节作用，主要包括调节蛋白质的细胞定位，蛋白质之间的相互作用以及蛋白质的活性等方面

GPI锚定

GPI锚定是真核生物中普遍存在的翻译后修饰，通过将水溶性前体蛋白锚定在细胞膜上，发挥信号转导、催化、细胞黏附等生物学功能。

糖基化/聚糖配体：

糖基化是在酶的控制下，蛋白质或脂质附加上糖类的过程，起始于内质网，结束于高尔基体。在糖基转移酶作用下将糖转移至蛋白质，和蛋白质上的氨基酸残基形成糖苷键。蛋白质经过糖基化作用，形成糖蛋白。糖基化是对蛋白的重要的修饰作用，有调节蛋白质，帮助蛋白质折叠功能作用。

添加脂质尾端

CHARMM-GUI支持脂肪酸对蛋白质残基的六种共价附着：棕榈酰化（对CYS）、肉豆蔻酰化（对N-末端GLY或对LYS）、法尼基化（对CYS）、香叶基化（对CYS）和细菌脂蛋白的三酰化（对N-末端CYS）。用于酰基链附着的每个选定残基将被替换为CYSP（用于棕榈酰化）、GLYM（用于肉豆蔻酰化）、LYSM（用于赖氨酸肉豆蔻酰化）、CYSF（用于法尼基化）、CYSG（用于香叶基化）和CYSL（用于细菌脂蛋白的三酰化）。

在膜蛋白的情况下，选择“这是膜蛋白吗？”将选择的脂质尾放置在以Z=0为中心的双分子层的疏水核心中。

装订肽

可用的蛋白质缝合方法分为三大类：

闭环复分解

半胱氨酸双烷基化

点击反应

添加 FRET/LRET 荧光团标签

目前有三种类型的染料标签。用户应该检查生成的结构（step1_pdbreader. pdb），以确保染料没有面对蛋白质内部。这种情况很少见，但即使没有检测到空间冲突也可能发生。

Cy3-马来酰亚胺和Cy5-马来酰亚胺：染料通过马来酰亚胺部分与蛋白质表面的Cys偶联。在马来酰亚胺上的sp3碳和Cys的硫化物原子之间形成C-S键。C-S键的形成在马来酰亚胺部分中产生手性中心。染料可以以S或R构象连接，实验上不容易区分。染料-Cys偶联物的S和R构型都存在，用户可以指定使用哪一种。

BODIPY：BODIPY也与表面Cys残基共轭。附着的BODIPY染料的前体是BODIPY 8-氯甲烷。在Cys共轭时，C-Cl键断裂，形成C-S键。

模型 LBT 循环（多个）

LBT环路

如果蛋白质含有任何稀土元素结合标签（LBT），请选中此框并列出配位稀土离子的LBT环氧原子。请注意：

1. CHARMM-GUI使用人工稀土离子（称为线性时不变系统），因此不应在之前的PDB阅读页面中选择LBT中的任何实际稀土离子。

2. LBT是通过线性时不变系统离子与所选氧原子的虚拟键合实现的，因此在模拟过程中线性时不变系统离子总是与所选氧原子配位。

3.不建议选择超过8个线性时不变系统配位氧原子。

4.可以使用LBT-Pred来模拟蛋白质中的LBT循环。

添加 MTS 试剂：氮氧自由基自旋标记物。

向蛋白质添加自旋标签

目前有三种类型的旋转标签。

对于CYR1和CYR5，选择的残基将分别突变为CYR1和CYR5残基。这两个残基都基于CYS，并具有共价键连接的自旋标签。

对于CY2R，必须选择两个残基，这些残基将突变成CYS，然后自旋标签的共价键附着（PATCH）到它们的侧链上（见下图）。为了便于指导，第二个位点选择可用于i+4、i+3和i+2位置。然而，在第二个位点在初级序列方面不靠近的情况下，自定义第二个位点选择选项也可用。

除了显式自旋标签外，还提供三种类型的虚拟自旋标签，OND、OND3和OND4。OND、OND3和OND4分别模拟CYR1、CY2R和CY2R的转聚体状态。如果选择了虚拟自旋标签，则所选残基将保持为相同的残基（除非选中ALA突变框），并且虚拟自旋标签共价键连接（通过PATCH）。对于OND3和OND4，虚拟自旋标签也将分别连接到残基i+3和i+4位置。

添加 MTS 试剂：化学修饰剂

非标准氨基酸/RNA 替换：

赖氨酸/精氨酸翻译后修饰

生成的一个是单个的

另外生成的是全部的一个晶体，多一个crystal的结构