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2013年1月23日星期三

神奇的 VirtualBox

VirtualBox 是個「虛擬電腦」，一個模擬的個人電腦的硬體環境，
在虛擬的電腦硬體中執行作業系統、測試軟體。

就好像電腦裡面又有一台電腦一樣，當然占的空間也是不小，
廉價筆電實在是有點不堪負荷哪，速度慢又愛當機。

但是，透過 VirtualBox 裡頭的作業系統，
可以在虛擬電腦跟實際的電腦系統同時運作，
可以獨立的執行一些程式。

好像可以在裡面測試病毒不會傷到自己的電腦，但是我不知道在裡面玩病毒要幹麻...

anyway，安裝完之後，

一開始開啟會看到這個畫面，

先匯入應用裝置 ( ← 這簡直是一大考驗)，

在執行前，要先設定CPU、記憶體，設定分享資料夾，然後啟動。

這就是電腦中的電腦桌面摟

利用這個 VirtualBox 可以執行 NWCHEM ：計算量子化學和分子動力

首先，要先將有 ".nw" 副檔名的檔案裡面的"gcpair"改成"abc"，

abc就是我們要計算的protein拉。

接下來運算，

首先是 prepare-0，完成運算後，將 ABC.top、ABC_ref.rst，copy and paste 到 equilibrate-1。

再來，到 equilibrate-1 完成運算後，將 ABC.top、ABC_ref.rst 和 dyna-0.nw 丟到 analysis-2。

在 analysis-2 完成運算後(ana.nw/ana1.nw)，輸入 vmd ，就可以看到水分子和蛋白質分子。

其實過程上，比較困難的是運算的過程，

要搞清楚指令怎麼輸入，

照著指令，就可以帶你到每個資料夾裡面，輸入 nwchem 及要計算的東西，進行運算。

最後在VMD呈現結果，

就可以看到整個結構的立體互動關係，

還有水分子在扭動，

還可以讓他旋轉喔。

而這整個檔案最終也會產生一個 "abc_refend.pdb"檔案，

這個檔案把他丟到 pymol 裡面一樣可以開啟，

雖然從這邊看水分子不會動，

但是其他的呈現方式設定就可以隨心所欲摟！

算出來的那一刻真是令人感動

最後，感謝洪鳳嬬兒，兒是可愛的意思，的大力幫助。

內容如下，

1. 利用自己實驗的基因，或虛擬一個。
2. 找出相關疾病，相關基因，文獻。
3. 利用 NCBI gene 找出所有相關資訊
4. 利用 blast 進行至少 10 個物種的序列，進行親緣分析。
5. 在 GEO 中尋找與該基因相關的表達結果。
6. 利用 GEO 與 2. 的結果，以 string 進行 PPI 分析。
7. 再以 string 結果以 GEO 結果比對，預測你的實驗結果。
8. 將該基因進行蛋白質結構預測。

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1. 利用自己實驗的基因，或虛擬一個。

今天的主角是 ZAP70 ：zeta-chain (TCR) associated protein kinase 70kDa [ Homo sapiens ]

2. 找出相關疾病，相關基因，文獻。

利用 DisGeNET，搜尋ZAP70

可以看到

Diseases associated to this gene
Genes associated to this gene

首先，先看與ZAP70相關的疾病，
在這邊僅列出幾個，包括：

Immunologic Deficiency Syndromes
Severe Combined Immunodeficiency
Primary T-Cell Immunodeficiency Disorders
Arthritis, Rheumatoid
Carcinoma

接著，與ZAP70相關的基因，例如：CD40、ENO1、GRK6、CD28、ADRBK1 等等，因為太多就不一一列舉摟。

另外，從 NCBI -GEO profile 搜尋ZAP70，也可以找到相關的疾病，以及他人做過的實驗結果。

例如這個跟 Rheumatoid Arthritis 類風濕性關節炎(RA)有關的研究

並更進一步找到實驗來源的文獻

3. 利用 NCBI gene 找出所有相關資訊

基本介紹

zeta-chain (TCR) associated protein kinase 70kDa

Official Symbol：: ZAP70

Other Aliases：: SRK, STCD, STD, TZK, ZAP-70

Other Designations：: 70 kDa zeta-associated protein；

70 kDa zeta-chain associated protein；

syk-related tyrosine kinase；

tyrosine-protein kinase ZAP-70；

zeta-chain associated protein kinase, 70kD

Location：: 2q12

Annotation：: Chromosome 2, NC_000002.11 (98330031..98356323)

Gene type：protein coding
Summary：This gene encodes an enzyme belonging to the protein tyrosine kinase family, and it plays a role in T-cell development and lymphocyte activation. This enzyme, which is phosphorylated on tyrosine residues upon T-cell antigen receptor (TCR) stimulation, functions in the initial step of TCR-mediated signal transduction in combination with the Src family kinases, Lck and Fyn. This enzyme is also essential for thymocyte development. Mutations in this gene cause selective T-cell defect, a severe combined immunodeficiency disease characterized by a selective absence of CD8-positive T-cells. Two transcript variants that encode different isoforms have been found for this gene. [provided by RefSeq, Jul 2008]

genomic context

genomic region, transcripts, and products

清楚顯示ZAP70在chromosome上的相關位置，並可進一步連接至 ZAP70 mRNA及protein sequence。

ZAP70 在 NCBI- PubMed 上相關的文獻，目前共有242篇。

與 ZAP70 相關的 gene

更多好康內容都在

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/7535

4. 利用 blast 進行至少 10 個物種的序列，進行親緣分析。

run blast

選取10個物種 download genebank

之後，利用CLC，開啟檔案

一定要先alignment → create alignment

才能把tree畫出來 → create tree

就可以從樹狀圖看出誰跟誰最相近

5. 在 GEO 中尋找與該基因相關的表達結果。

ZAP70 in gastric cancer

6. 利用 GEO 與 2. 的結果，以 string 進行 PPI 分析，7. 再以 string 結果以 GEO 結果比對，預測你的實驗結果。

先看zap70 本身和哪些protein有interatction

我把從 GEO 找到 zap70 在RA相關研究上的有關基因，IRF1、CXCL10、CCL5

以及在 DisGeNET 找到的與在RA研究中與zap70相關的基因，CD28、CD40、、ENO1、ADRBK1、GRK6

選取幾個在string中進行protein-protein interaction。

一開始兩個部份確實是有interaction的，

但是與zap70並沒有直接關連，

所以我又按了"+"，增加他的partners，

然後就會發現多了幾個protein之後，

確實就可以幫他們的關係串在一起，

但是另外三個沒有明顯的關係，

我想是因為在RA中，與zap70相關的基因實在是太多了，

想必其中是有很複雜的關係，

如果多按幾個"+"，

可能最終可以看到他們的interaction。

8. 將該基因進行蛋白質結構預測。

接續剛剛的string，可以直接點protein name，

有一些protein的基本介紹，以及他的結構分析。

如下：

點進去更可以直接連接到PDB website，

但是要看結構的話

可以從 pymol 去看比較好，直接從pymol輸入PDB ID，

便可以直接download protein structure，

還可以把結構用成自己喜歡的樣子唷~

但是因為這個protein不知道在幹麻在 pymol 裡都不能換顏色

不美麗只好捨棄他看看 PDB 的圖就好摟

這學期的課終於終於終於要結束了嘛!! 呀呼!!