简介

算法原理

简介

DSSP是用于对蛋白质结构中的氨基酸残基进行二级结构构像分类的标准化算法，由Wolfgang Kabsch和Chris Sander设计。DSSP数据库是由此算法生成的一个存放蛋白质二级结构分类数据的数据库，其中包括了PDB数据库(Protein Data Bank)中的所有条目。算法名称Define Secondary Structure of Proteins由作者在其原始论文中，作为实现该算法的Pascal语言程序名称所提及。DSSP数据库英文全称则为Definition of Secondary Structure of Proteins。

算法原理

DSSP算法使用PDB格式的原子级分辨率的蛋白质三维结构坐标集数据，依靠以静电学定义进行的氢键识别，以及对主链和侧链二面角的计算，从而得到每个氨基酸残基的二级结构构象参数。算法使用的键能公式为：

E=q1q2{1/rON+1/rCH-1/rOH-1/rCN}·332 kcal/mol

其中q1=0.42，q2=0.20。以上参数来自分别为-0.42e和+0.20e的羰基氧原子和氨基氢原子间的局部电荷、以及羰基碳原子和氨基氮原子间的互斥电荷。当键能小于-0.5 kcal/mol时，DSSP算法将其定义为一个氢键。DSSP根据氢键模式，可以识别八种类型的二级结构构像，各构像拥有各自的标识符。这八种构像为：310螺旋，α-螺旋，π-螺旋三种螺旋，分别以G、H和I标识，它们的识别特征是残基与主链中分别3、4、5个后续残基间形成氢键并产生重复序列；两种β-折叠片中的氢键对类型，平行与反向平行桥中，单独的桥结构标识为B，即β-桥，含有β-凸起的折叠片标识为E；在其余构像种，包含即具有螺旋典型特征，连接螺旋与折叠结构的转角区域表示为T，具有高曲率，即从第i个主链α碳原子指向第i+2个的向量与从第i-2个α碳原子指向第i个的向量间夹角小于70°的区域标识为S，这也是程序中唯一不依靠氢键分类的构像，剩余的环状区域标识为L。

这八种构像在实用中又常被归为三个大类：螺旋(G、H和I)、折叠(E和B)以及环状结构(其余所有标识符)。