Proteinstrukturen aus der PDB mit dem MolDraw-Protein-Viewer in 3D ansehen
Kurz gesagt: Öffne den Tab Protein neben Structure, gib eine vierstellige PDB-ID wie 1HHO ein und klicke auf Go. Die Struktur wird als nach Ketten gefärbter Cartoon geladen. Mit Display und Surface änderst du die Ansicht, über den Sequenzstreifen wählst und gestaltest du Reste, und mit Export speicherst du ein Bild oder eine Datei. Der Viewer ist standardmäßig aktiviert und braucht kein Konto.
Warum ein Protein in 3D ansehen?
Die Funktion eines Proteins hängt von seiner Form ab. Die Aminosäuresequenz faltet sich zu Helices und Faltblättern, und diese lagern sich zu einer dreidimensionalen Struktur mit Furchen und Taschen zusammen. Ein niedermolekularer Wirkstoff wirkt meist, indem er in eine dieser Taschen passt. Nichts davon siehst du in einer Sequenz oder einer 2D-Zeichnung.
Die Protein Data Bank (PDB) ist das öffentliche Archiv experimentell bestimmter Strukturen von Proteinen, DNA und RNA. Jeder Eintrag hat eine vierstellige ID, etwa 1HHO für Hämoglobin. Der MolDraw-Protein-Viewer lädt diese Einträge neben deine Zeichnung, sodass du vom Liganden zu seinem Zielprotein wechseln kannst, ohne ein anderes Programm zu öffnen.
Verschiedene Ansichten beantworten verschiedene Fragen. Ein Cartoon folgt dem Rückgrat und zeigt die Sekundärstruktur: Helices als Spiralen und β-Stränge als Pfeile. Stäbe zeigen einzelne Atome, die du für Seitenketten und Bindungskontakte brauchst. Eine Oberfläche zeigt die äußere Form des Moleküls, sodass Taschen und Furchen gut sichtbar werden.
Was der Viewer bietet
| Laden | Gib eine PDB-ID ein und klicke auf Go, um sie von RCSB abzurufen, klicke auf Open für eine lokale PDB-Datei oder ziehe eine Datei auf den Viewer. |
|---|---|
| Anzeige | Cartoon, Ribbon, Stick, Ball & stick, Sphere, Line oder Cross. Färbung nach Chain, Amino acid, Shapely, Secondary structure, Hydrophobicity, B-factor oder Spectrum oder in einer eigenen Farbe. Deckkraft einstellbar. |
| Oberfläche (Surface) | Oberfläche ein- oder ausblenden, SAS, SES, VDW oder MS wählen und ihre Deckkraft einstellen. |
| Sequenzstreifen | Einbuchstabensequenz für jede Kette. Wähle Reste aus, um ihnen einen eigenen Stil zu geben. |
| Export | GLB, PNG, JPG, PDB, SDF, XYZ, X3D und OBJ, mit Hi-res-Option. |
So bekommst du den Protein-Viewer
Du willst schnell etwas ansehen, ohne den Editor zu öffnen? Der eigenständige Proteinstruktur-Viewer gestaltet, färbt und verbirgt jede Kette einzeln.
Du musst nichts installieren. Der Protein-Viewer ist standardmäßig aktiviert und funktioniert ohne Konto. Falls du ihn früher deaktiviert hast:
- Öffne den MolDraw-Editor.
- Klicke auf Settings (das Zahnrad) und dann auf Plugins.
- Klicke neben Proteins auf Install. Der Tab Protein erscheint neben Structure.
So lädst und gestaltest du ein Protein
- Klicke auf den Tab Protein. Zuerst wird eine kleine Beispielstruktur geladen, Crambin (1CRN).
- Gib eine PDB-ID in das Feld ID ein, zum Beispiel
1HHO, und klicke auf Go oder drücke Enter. - Öffne Display. Behalte Cartoon und wähle Secondary structure, um Helices und Stränge unterschiedlich zu färben, oder Chain, um die Untereinheiten zu unterscheiden.
- Öffne Surface, klicke auf Show und verringere die Deckkraft, damit der Cartoon darunter sichtbar bleibt.
- Klicke im Sequenzstreifen auf einen Rest, ziehe über einen Bereich oder füge mit Strg/Cmd+Klick einen Rest hinzu bzw. entferne ihn. Stelle im sich öffnenden Stilfeld Style auf Stick und wähle eine Farbe.
- Öffne Export, setze ein Häkchen bei Hi-res, wenn du ein großes Bild brauchst, und wähle PNG.
Einsatz in Unterricht und Forschung
- Proteinstruktur unterrichten: Lade 1HHO, färbe nach Sekundärstruktur und zeige auf die Helices. Färbe dann nach Kette, um zu zeigen, dass Hämoglobin vier Untereinheiten hat.
- Hydrophober Kern: Färbe nach Hydrophobicity, um zu zeigen, dass unpolare Reste meist im Inneren der Faltung liegen.
- Wirkstoff-Targets: Lade 6LU7, die Hauptprotease von SARS-CoV-2, füge eine Oberfläche hinzu und besprich, wo ein Inhibitor binden könnte.
- Abbildungen: Stelle einige wichtige Reste als Stäbe vor einem Cartoon-Hintergrund dar und exportiere ein hochaufgelöstes Bild für eine Folie oder einen Bericht.
- Nächste Schritte: Berechne die Masse einer Kette mit dem Protein-Molekulargewicht-Rechner oder bereite einen Rezeptor mit PDB in PDBQT für das Docking vor.
Tipps und Grenzen
- Gute Start-IDs: 1HHO (Hämoglobin), 1BNA (B-DNA), 6LU7 (Hauptprotease von SARS-CoV-2) und 1GFL (grün fluoreszierendes Protein).
- Jede gestaltete Auswahl wird zu einer eigenen Region, sodass du mehrere Stellen unterschiedlich färben kannst. Mit Remove style oder Clear selection im Stilfeld machst du es rückgängig.
- Die B-Faktor-Färbung zeigt, wie stark Atompositionen im Modell schwanken. Hohe Werte markieren oft flexible Schleifen.
- Um eine früher gespeicherte Struktur zu öffnen, ziehe die .pdb-Datei von deinem Computer auf den Viewer.
Das Abrufen per ID erfordert eine Internetverbindung, da die Datei von RCSB kommt. Der Viewer braucht WebGL; kann dein Browser es nicht bereitstellen, erscheint ein Hinweis. Der Sequenzstreifen listet nur Aminosäurereste auf, Liganden, Wasser und Nukleinsäuren erscheinen dort also nicht. Ein PDB-Eintrag ist ein experimentelles Modell, dessen Qualität von Methode und Auflösung abhängt – das kannst du auf der RCSB-Seite des Eintrags prüfen.
Du möchtest stattdessen ein kleines Molekül in 3D ansehen? Siehe Moleküle in 3D ansehen.
Fragen und Antworten
Brauche ich ein Konto, um Proteine anzusehen?
Nein. Der Protein-Viewer ist standardmäßig installiert und funktioniert ohne Anmeldung.
Woher stammen die Strukturen?
Wenn du eine PDB-ID eingibst und auf Go klickst, lädt das Plugin den Eintrag aus der RCSB Protein Data Bank herunter. Du kannst auch eine PDB-Datei von deinem Computer öffnen.
Wie hebe ich ein aktives Zentrum oder einige Reste hervor?
Wähle die Reste im Sequenzstreifen unter dem Viewer aus. Es öffnet sich ein kleines Stilfeld, in dem du sie auf Stäbe umstellen, ihre Farbe ändern oder eine Oberfläche hinzufügen kannst.
Welche Exportformate gibt es?
Das Menü Export bietet GLB, PNG, JPG, PDB, SDF, XYZ, X3D und OBJ. Setze ein Häkchen bei Hi-res für ein größeres Bild.