Visualizzare strutture proteiche dalla PDB in 3D con il Protein viewer di MolDraw
Risposta breve: apri la scheda Protein accanto a Structure, scrivi un ID PDB di quattro caratteri come 1HHO e premi Go. La struttura si carica come cartoon colorato per catena. Usa Display e Surface per cambiare la vista, seleziona residui nella striscia della sequenza per assegnare loro uno stile e usa Export per salvare un'immagine o un file. Il visualizzatore è attivo per impostazione predefinita e non richiede un account.
Perché guardare una proteina in 3D?
La funzione di una proteina dipende dalla sua forma. La sequenza di amminoacidi si ripiega in eliche e foglietti, che si impaccano in una struttura tridimensionale con solchi e tasche. Un farmaco a piccola molecola di solito agisce inserendosi in una di queste tasche. Niente di tutto ciò si vede in una sequenza o in un disegno 2D.
La Protein Data Bank (PDB) è l'archivio pubblico delle strutture determinate sperimentalmente di proteine, DNA e RNA. Ogni voce ha un ID di quattro caratteri, come 1HHO per l'emoglobina. Il Protein viewer di MolDraw carica queste voci accanto al tuo disegno, così puoi passare da un ligando al suo bersaglio senza aprire un altro programma.
Viste diverse rispondono a domande diverse. Un cartoon traccia lo scheletro e mostra la struttura secondaria: eliche come spirali e filamenti β come frecce. I bastoncini mostrano i singoli atomi, che servono per catene laterali e contatti di legame. Una superficie mostra la forma esterna della molecola, rendendo facili da vedere tasche e solchi.
Che cosa offre il visualizzatore
| Caricamento | Scrivi un ID PDB e premi Go per scaricarlo da RCSB, premi Open per un file PDB locale oppure trascina un file sul visualizzatore. |
|---|---|
| Visualizzazione | Cartoon, Ribbon, Stick, Ball & stick, Sphere, Line o Cross. Colora per Chain, Amino acid, Shapely, Secondary structure, Hydrophobicity, B-factor o Spectrum, oppure scegli un colore. Imposta l'opacità. |
| Superficie | Mostra o nascondi una superficie, scegli SAS, SES, VDW o MS e impostane l'opacità. |
| Striscia della sequenza | Sequenza a una lettera per ogni catena. Seleziona residui per dare loro uno stile proprio. |
| Esporta | GLB, PNG, JPG, PDB, SDF, XYZ, X3D e OBJ, con un'opzione Hi-res. |
Come ottenere il Protein viewer
Vuoi dare un'occhiata veloce senza aprire l'editor? Il visualizzatore autonomo di strutture proteiche assegna stile, colore e visibilità a ogni catena singolarmente.
Non devi installare nulla. Il Protein viewer è attivo per impostazione predefinita e funziona senza account. Se lo hai disattivato in precedenza:
- Apri l'editor MolDraw.
- Fai clic su Settings (l'ingranaggio), poi su Plugins.
- Fai clic su Install accanto a Proteins. La scheda Protein compare accanto a Structure.
Come caricare una proteina e assegnarle uno stile
- Fai clic sulla scheda Protein. Per prima si carica una piccola struttura di esempio, la crambina (1CRN).
- Scrivi un ID PDB nella casella ID, per esempio
1HHO, e premi Go o Invio. - Apri Display. Mantieni Cartoon e scegli Secondary structure per colorare eliche e filamenti in modo diverso, oppure scegli Chain per distinguere le subunità.
- Apri Surface, premi Show e abbassa l'opacità in modo che il cartoon resti visibile sotto.
- Nella striscia della sequenza, fai clic su un residuo, trascina su un intervallo o usa Ctrl/Cmd+clic per aggiungere o togliere un residuo. Nel pannello di stile che si apre, imposta Style su Stick e scegli un colore.
- Apri Export, spunta Hi-res se ti serve un'immagine grande e scegli PNG.
Come usarlo a lezione e nella ricerca
- Insegnare la struttura delle proteine: carica 1HHO, colora per struttura secondaria e indica le eliche. Poi colora per catena per mostrare che l'emoglobina ha quattro subunità.
- Nucleo idrofobico: colora per Hydrophobicity per mostrare come i residui apolari tendano a stare all'interno del ripiegamento.
- Bersagli dei farmaci: carica 6LU7, la proteasi principale di SARS-CoV-2, aggiungi una superficie e discuti dove potrebbe legarsi un inibitore.
- Figure: mostra alcuni residui chiave come bastoncini su uno sfondo cartoon ed esporta un'immagine ad alta risoluzione per una slide o una relazione.
- Passi successivi: calcola la massa di una catena con il calcolatore del peso molecolare delle proteine, oppure prepara un recettore per il docking con da PDB a PDBQT.
Consigli e limiti
- Buoni ID per iniziare: 1HHO (emoglobina), 1BNA (B-DNA), 6LU7 (proteasi principale di SARS-CoV-2) e 1GFL (proteina fluorescente verde).
- Ogni selezione a cui assegni uno stile diventa una regione a sé, così puoi colorare diversi siti in modo diverso. Usa Remove style o Clear selection nel pannello di stile per annullare.
- La colorazione per B-factor mostra quanto variano le posizioni degli atomi nel modello. Valori alti indicano spesso anse flessibili.
- Per aprire una struttura salvata in precedenza, trascina il file .pdb dal tuo computer sul visualizzatore.
Il recupero per ID richiede una connessione a internet, perché il file proviene da RCSB. Il visualizzatore richiede WebGL e mostra un messaggio se il browser non lo supporta. La striscia della sequenza elenca solo i residui amminoacidici, quindi ligandi, acqua e acidi nucleici non vi compaiono. Una voce PDB è un modello sperimentale e la sua qualità dipende da metodo e risoluzione, che puoi verificare nella pagina RCSB della voce.
Vuoi invece vedere una piccola molecola in 3D? Leggi come visualizzare le molecole in 3D.
Domande e risposte
Serve un account per visualizzare le proteine?
No. Il Protein viewer è installato per impostazione predefinita e funziona senza accedere.
Da dove provengono le strutture?
Quando scrivi un ID PDB e premi Go, il plugin scarica la voce dalla RCSB Protein Data Bank. Puoi anche aprire un file PDB dal tuo computer.
Come evidenzio un sito attivo o alcuni residui?
Seleziona i residui nella striscia della sequenza sotto il visualizzatore. Si apre un piccolo pannello di stile in cui puoi passarli a bastoncini, cambiarne il colore o aggiungere una superficie.
Quali formati di esportazione sono disponibili?
Il menu Export offre GLB, PNG, JPG, PDB, SDF, XYZ, X3D e OBJ. Spunta Hi-res per un'immagine più grande.