蛋白-蛋白残基能量分解(Decomposition)绘图工具

蛋白 - 蛋白相互作用decomp
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示例图
Analysis Brief残基能量分解柱状图, 按 gmx_MMPBSA TDC 全量帧表逐残基平均, 按链着色

蛋白-蛋白残基能量分解(Decomposition)绘图工具decomp · Protein–Protein

概述

残基能量分解(per-residue energy decomposition)把 MM-PBSA 结合自由能拆分到界面上的每一个残基:对 gmx_MMPBSA 输出的 TDC(Total Decomposition Contribution)帧表逐帧取值后按残基平均,即得每个残基对结合的贡献柱。深负柱即能量热点(hotspot)——突变这些残基对亲和力影响最大,是理性设计突变与解释结合机理的落点。

本工具专门解析 FINAL_DECOMP_MMPBSA.dat 中的 TDC 帧表(全量帧逐残基记录),自动完成“逐帧 → 残基均值”聚合,并按链分色成柱。与只给总数的结合能分量图不同,分解图回答的是“到底是哪几个残基在起作用”。

输入格式.dat,.txt,.csv多文件叠画单文件导出PNG 600 dpi / PDF 矢量数据隐私纯本地处理 · 零上传

输入数据格式

格式说明
gmx_MMPBSA 分解输出FINAL_DECOMP_MMPBSA.dat(TDC 帧表,含残基编号与逐帧能量)
兼容格式.dat / .txt / .csv
聚合方式TDC 帧表自动逐残基平均,无需手工预处理

结果解读

柱高绝对值排序即热点排名:界面热点残基 TDC 常在 −2 ~ −8 kJ/mol 量级,|TDC| 超过 −5 kJ/mol 的残基通常会被 Ala 突变显著削弱结合(可与本站丙氨酸扫描工具衔接验证)。正柱(不利结合)多来自去溶剂化未获补偿的极性残基,个别正柱是正常的,成片正值则提示结合模式可疑。

把分解图与接触频率矩阵并排读:高频接触 + 深负柱 = 几何与能量双重热点;高频接触但贡献平平 = 界面旁观者;低频接触深负柱需检查是否为间接(经变构/水介导)贡献。发表时建议报告每残基 TDC 的帧均值与标准差。

使用步骤

  1. gmx_MMPBSA 计算 decomposition(-decompcomp 等),得到 FINAL_DECOMP_MMPBSA.dat
  2. 把 dat 拖入投递区;TDC 帧表自动聚合。
  3. 调整柱宽、配色(按链分色)与图例。
  4. 导出 600 dpi PNG / 矢量 PDF。

所有解析与渲染均在浏览器本地完成:上传入口就是文件选择器本身,数据不经过任何服务器, 断网环境同样可用。可以先用本页工作台的“一键载入示例数据”体验全流程,再换自己的模拟输出。

常见问题

TDC、SDC、CDC、BDC 有什么区别?

gmx_MMPBSA 的分解输出有四种口径:TDC=总分解贡献(Total,侧链+骨架),SDC=侧链贡献,CDC=骨架贡献,BDC=回旋(Backbone,CDC 同义旧称)。热点分析惯例用 TDC;研究侧链化学时看 SDC。本工具聚合 TDC 帧表。

逐残基能量的单位是什么?

kJ/mol(gmx_MMPBSA 默认)。若需要 kcal/mol,乘以 0.239 换算;与 AMBER MMPBSA.py 输出(默认 kcal/mol)比较时注意单位。

为什么分解图比结合能总量图更适合找热点?

总量图给出的是整体 ΔG 及其物理分量;分解图把能量定位到残基坐标上。热点残基识别、突变效应预测、界面改造设计都发生在残基粒度——这也是 Alanine Scanning 实验的计算对应物。