كيف تستكشف بنية بروتين باستخدام عارض البروتينات المجاني في MolDraw
الإجابة المختصرة: افتح عارض البروتينات، واكتب معرّف PDB من أربعة محارف واضغط حمّل معرّف PDB، أو اضغط ارفع ملف PDB. اختر نمط السلسلة الافتراضي، ثم نسّق كل سلسلة في قائمة السلاسل. اسحب عبر تسلسل الأحماض الأمينية وانقر بزر الفأرة الأيمن لإعادة تنسيق ذلك الجزء أو إخفائه. احفظ العرض بصيغة PNG أو JPG، أو الإحداثيات بصيغة PDB أو XYZ أو OBJ أو X3D.
جرّب عارض البروتينات هنا
العارض الحي أدناه هو الأداة نفسها في الصفحة الكاملة. ويحمّل الكرامبين (1CRN) عند فتحه.
لماذا تستخدم عارض بروتينات في المتصفح؟
تعتمد وظيفة البروتين على شكله ثلاثي الأبعاد. وبرامج سطح المكتب مثل PyMOL أو ChimeraX قوية، لكن عليك تثبيتها وتعلّم أوامرها. أما لنظرة سريعة أو عرض في الصف أو شكل بسيط، فكثيرًا ما تكفي صفحة ويب.
هذه الصفحة هي أداة الويب المستقلة. وفي MolDraw أيضًا إضافة عارض البروتين داخل المحرر. تقع الإضافة بجانب رسمك وتضيف مخططات ألوان أكثر وأسطحًا جزيئية وصيغ تصدير إضافية. والصفحة المستقلة أخف وتُفتح دون المحرر.
بنى البروتينات باختصار
بنك بيانات البروتين (PDB) هو الأرشيف العام للبنى المحددة تجريبيًا للبروتينات والأحماض النووية ومعقداتها. ومعظمها يأتي من بلورات الأشعة السينية أو NMR أو المجهر الإلكتروني بالتبريد. ولكل مُدخلة معرّف من أربعة محارف، مثل 1CRN للكرامبين أو 4HHB لهيموغلوبين الإنسان منزوع الأكسجين.
تسرد المُدخلة إحداثيات الذرات. وتنتمي الذرات إلى وحدات، هي الأحماض الأمينية، المرقّمة على امتداد كل سلسلة. وللسلاسل معرّفات حرفية (A وB وC وهكذا). فللهيموغلوبين مثلًا سلسلتا α وسلسلتا β. وتُخزَّن الربيطات والأيونات والماء ذراتٍ غير متجانسة منفصلة. وأجزاء السلسلة التي لم تُحَل في التجربة تغيب ببساطة عن النموذج.
كل نمط عرض يجيب عن سؤال مختلف. فالنمط الشريطي يتتبع الهيكل الأساسي ويُظهر الحلزونات وخيوط β، فترى الطيّ العام. والعصي تُظهر الروابط بين الذرات، وتحتاجها للسلاسل الجانبية وتماسّات الارتباط. والكرات تملأ الحيز وتُظهر الرصّ. والسطح يُظهر الشكل الخارجي والجيوب؛ ولا ترسم هذه الصفحة الأسطح، لكن الإضافة داخل المحرر ترسمها.
صيغ الإدخال والتصدير
| التحميل | معرّف PDB يُنزَّل من RCSB بصيغة PDB، أو ملف .pdb من حاسوبك. |
|---|---|
| PNG وJPG | صورة للعرض الحالي. ويحصل JPG على خلفية بيضاء. |
| PDB | الملف المحمّل كما قُرئ. |
| XYZ | العنصر والإحداثيات لكل ذرة، بما فيها الذرات غير المتجانسة. |
| OBJ وX3D | نماذج نقطية بسيطة لمواضع الذرات. ولا تنسخ النمط الشريطي ولا الأنماط المعروضة على الشاشة. |
كيف تستكشف بنية خطوة بخطوة
- افتح العارض. يُحمَّل الكرامبين (1CRN) أولًا، فيمكنك تجربة عناصر التحكم فورًا.
- اكتب معرّفًا في معرّف PDB، مثل 4HHB، واضغط حمّل معرّف PDB. يسرد سطر الحالة السلاسل التي وجدها. ولفتح ملفك، اضغط ارفع ملف PDB.
- اختر شريطي (Cartoon) أو عصي أو كروي أو خطي في نمط السلسلة الافتراضي. وهذا يضبط كل السلاسل دفعة واحدة.
- اسحب في العرض ثلاثي الأبعاد لتدوير الجزيء، ومرّر العجلة للتكبير.
- في السلاسل، تعرض كل سلسلة عدد وحداتها وقائمة نمط ومنتقي ألوان ومربع Hide. واضغط Focus لإبراز تلك السلسلة بعصي برتقالية.
- في تسلسل الأحماض الأمينية، اسحب عبر وحدات في سلسلة واحدة. وانقر التحديد بزر الفأرة الأيمن لفتح نمط المقطع المحدد، واضبط النمط أو اللون أو أخفِ المقطع، ثم اضغط تطبيق.
- استخدم أزرار التنزيل لحفظ نتيجتك. ويفرغ مسح العارض.
ما الذي يفعله العارض
- أنماط لكل سلسلة: أعطِ كل سلسلة نمطها ولونها، أو أخفها، لترى كيف تنرصّ الوحدات الفرعية.
- عرض التسلسل: رموز أحادية الحرف لكل سلسلة، مرتبطة بالنموذج ثلاثي الأبعاد.
- أنماط المقاطع: أعد تنسيق جزء محدد من الوحدات أو أعد تلوينه أو أخفه. ويحتفظ كل مقطع مطبَّق بنمطه، فيمكنك تعليم عدة مواقع.
- التنزيلات: PNG وJPG وPDB وXYZ وOBJ وX3D.
طرق استخدامه في الصف والمختبر
- تدريس البنية الرباعية: حمّل 4HHB، وأعطِ كل سلسلة لونًا مختلفًا، وأخفِ سلسلة أو اثنتين لتُظهر كيف تتلاءم الوحدات الفرعية معًا.
- إبراز موقع: أبقِ البروتين بالنمط الشريطي واعرض حلقة ارتباط أو موقع طفرة عصيًّا ملونة.
- أشكال سريعة: جهّز عرضًا ونزّل صورة PNG لشريحة أو تقرير.
- الخطوات التالية: حوّل ربيطة مرتبطة إلى SMILES بأداة PDB إلى SMILES، أو احسب كتلة سلسلة بـحاسبة الوزن الجزيئي للبروتين، أو جهّز مستقبِلًا بأداة PDB إلى PDBQT.
نصائح وحدود
- النمط الشريطي يرسم أثر الهيكل الأساسي للسلاسل فقط، لا الربيطات ولا الأيونات ولا الماء. ولرؤيتها، بدّل السلسلة إلى عصي أو كروي أو خطي.
- للبنى الكبيرة، النمط الخطي هو الأخف.
- يأتي التسلسل من الوحدات الموجودة في النموذج. فالوحدات غير المحلولة لا تظهر، والوحدات التي لا يتعرف عليها العارض، كالنيوكليوتيدات، تظهر بالرمز X.
- يبقى التحديد ضمن سلسلة واحدة. ويستخدم تحديد التسلسل السحب والنقر بزر الفأرة الأيمن، لذا فالفأرة أسهل.
- التحميل بالمعرّف يحتاج إلى اتصال بالإنترنت.
تريد أسطحًا أو مخططات ألوان أكثر أو التصدير بصيغة GLB؟ استخدم إضافة عارض البروتين في محرر MolDraw.
أسئلة وأجوبة
بمَ تختلف هذه الصفحة عن إضافة Protein في محرر MolDraw؟
هذه الصفحة عارض خفيف مستقل يُفتح دون المحرر. أما إضافة Protein فتقع بجانب رسمك في المحرر وتضيف مخططات ألوان أكثر، وأسطحًا جزيئية، وصيغ تصدير إضافية مثل GLB وSDF.
من أين تأتي البنى؟
حين تضغط "حمّل معرّف PDB"، تنزّل الصفحة المُدخلة من بنك بيانات البروتين RCSB، لذا تحتاج إلى اتصال بالإنترنت. ومع "ارفع ملف PDB"، تقرأ الصفحة الملف في متصفحك.
لماذا لا أرى الربيطة أو جزيئات الماء؟
النمط الشريطي يرسم أثر الهيكل الأساسي للسلاسل فقط. اضبط السلسلة على عصي أو كروي أو خطي في قائمة السلاسل لترى الربيطات والأيونات والماء ذراتٍ.
هل يمكنني فتح ملفات mmCIF؟
لا. تقرأ الصفحة صيغة PDB فقط. ويمكن تنزيل معظم المُدخلات ملفًا .pdb من RCSB، لكن بعض البنى الكبيرة جدًا لا تتوفر إلا بصيغة mmCIF، وهذه لن تُحمَّل هنا.