The Packer: Optimizing Sidechains （侧链优化）

Rosetta 中用于优化侧链的主要算法称为 Packer。 可以这样理解这个问题：假设有一个结构（称之为 pose），其主链构象是固定的。在结构中的每个位置，都有一个离散的侧链可能列表，这些可能被称为 rotamers（旋转异构体），其中一个 rotamer 是某种特定氨基酸残基类型侧链的特定构象。的目标是为每个位置选择一个 rotamer，使得所有 rotamer 的组合具有最低的能量。这正是 Packer 要解决的问题。 下图解释什么是 rotamers (维基百科 (opens new window))： 由于这个问题很复杂，Packer 使用了蒙特卡洛方法来解决这个问题。

通过 fixbb 应用程序调用 Packer（最简单使用）

使用 Rosetta 的 fixbb 应用程序来在一个输入结构（pose）上调用 Packer。

<path_to_Rosetta_directory>/main/source/bin/fixbb.default.linuxgccrelease -in:file:s 1l2y.pdb -in:file:fullatom -resfile resfile.txt -nstruct 5 >log.txt 2>err.txt &

这个程序会对输入结构（这里是 trp cage mini-protein，1l2y.pdb）进行侧链打包（packing）。它将运行 5 次，并生成 5 个输出结构文件。

[!warning] 需要特别注意的是，如上所述的 Packer 问题对每个位置上候选侧链的性质并没有任何假设。这些可能性列表既可以包含同一种侧链的不同构象，也可以包含不同类型侧链的构象。因此，Packer 是一个功能非常强大的工具来进行氨基酸序列设计。 Packer 的默认行为是：对每个位点进行设计，允许 20 种标准氨基酸的所有 rotamer 被使用。

进阶使用 Packer：TaskOperations

在 Rosetta 中，TaskOperation 用来告诉 Packer，对于结构中的每个残基（residue），应该怎么处理。TaskOperations 可以通过多种方式传递给 Packer，而不同的 TaskOperation 会以不同方式改变 Packer 的行为。 用户可以在命令行中通过 -resfile 选项传入 resfile，从而控制 Packer 的行为，这实际上就隐式调用了 ReadResfile TaskOperation。

[!note] Resfile 可以基于残基编号控制：氨基酸类型；是否使用额外 rotamer；以及其他 packer 行为。 Resfile文件格式，简要说明如下：

• NATRO：保留原始 rotamer 和氨基酸；
• NATAA：保留原始氨基酸，但允许 rotamer 改变；
• ALLAA：允许任意氨基酸进行完整设计；
• PIKAA 后接一串氨基酸的单字母代码，限制该位置只允许这些氨基酸设计。 例如：1 A PIKAA NT表示第 1 个残基可以是 N 或 T。