SWISS-MODEL es un servidor web de bioinformática estructural dedicado al modelado por homología de estructuras de proteínas en 3D. [1] [2] El modelado de homología es actualmente el método más preciso para generar modelos de estructura de proteínas tridimensionales fiables y se utiliza habitualmente en muchas aplicaciones prácticas. Los métodos de modelado de homología (o comparativos) utilizan estructuras de proteínas experimentales ("plantillas") para construir modelos de proteínas relacionadas con la evolución ("objetivos").
En la actualidad, SWISS-MODEL consta de tres componentes estrechamente integrados: (1) La tubería SWISS-MODEL: un conjunto de herramientas de software y bases de datos para el modelado automatizado de la estructura de proteínas, [1] (2) El espacio de trabajo SWISS-MODEL: un banco de trabajo gráfico de usuario, [2] (3) El repositorio SWISS-MODEL: una base de datos actualizada continuamente de modelos de homología para un conjunto de proteomas de organismos modelo de alto interés biomédico. [3]
La tubería SWISS-MODEL comprende los cuatro pasos principales involucrados en la construcción de un modelo de homología de una estructura de proteína determinada:
El espacio de trabajo SWISS-MODEL integra programas y bases de datos necesarios para el modelado de la estructura de proteínas en un espacio de trabajo basado en la web. Dependiendo de la complejidad de la tarea de modelado, se pueden aplicar diferentes modos de uso, en los que el usuario tiene diferentes niveles de control sobre los pasos de modelado individuales: modo automático, modo de alineación y modo de proyecto. Se utiliza un modo totalmente automático cuando una identidad de secuencia suficientemente alta entre el objetivo y la plantilla (> 50%) no permite ninguna intervención humana. En este caso, solo la secuencia o UniProtSe requiere el código de acceso de la proteína como entrada. El modo de alineación permite al usuario ingresar sus propias alineaciones de plantilla de destino a partir de las cuales comienza el procedimiento de modelado (es decir, se omite el paso de búsqueda de plantillas y rara vez solo se realizan cambios menores en la alineación proporcionada). El modo de proyecto se utiliza en casos más difíciles, cuando se necesitan correcciones manuales de las alineaciones de la plantilla de destino para mejorar la calidad del modelo resultante. En este modo, la entrada es un archivo de proyecto que puede ser generado por la herramienta de visualización y análisis estructural DeepView (Swiss Pdb Viewer), [4]para permitir al usuario examinar y manipular la alineación de la plantilla de destino en su contexto estructural. En los tres casos, la salida es un archivo pdb con coordenadas atómicas del modelo o un archivo de proyecto DeepView. Los cuatro pasos principales del modelado de homología pueden repetirse iterativamente hasta que se logre un modelo satisfactorio.
Se puede acceder al espacio de trabajo SWISS-MODEL a través del servidor web ExPASy , o se puede utilizar como parte del programa DeepView (Swiss Pdb-Viewer). En septiembre de 2015, se ha citado 20000 veces en la literatura científica [5], lo que la convierte en una de las herramientas más utilizadas para el modelado de estructuras de proteínas. La herramienta es gratuita para uso académico.
El repositorio SWISS-MODEL proporciona acceso a una colección actualizada de modelos de proteínas tridimensionales anotados para un conjunto de organismos modelo de gran interés general. Los organismos modelo incluyen humanos , [6] ratones , [7] C.elegans , [8] E. coli , [9] y varios patógenos, incluido el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2). [10] El repositorio SWISS-MODEL está integrado con varios recursos externos, como UniProt , [11] InterPro , [12] STRING , [13] y Nature PSISBKB. [14]