Eiwitstructuren uit de PDB in 3D bekijken met de Protein viewer van MolDraw
Kort antwoord: Open het tabblad Protein naast Structure, typ een PDB-ID van vier tekens zoals 1HHO en klik op Go. De structuur laadt als cartoon, gekleurd per keten. Gebruik Display en Surface om de weergave te veranderen, selecteer residuen in de sequentiestrook om ze een stijl te geven, en gebruik Export om een afbeelding of bestand op te slaan. De viewer staat standaard aan en vereist geen account.
Waarom een eiwit in 3D bekijken?
De functie van een eiwit hangt af van zijn vorm. De aminozuursequentie vouwt zich tot helices en sheets, en die pakken samen tot een driedimensionale structuur met groeven en holtes. Een geneesmiddel dat een klein molecuul is, werkt meestal door in een van die holtes te passen. Niets daarvan zie je in een sequentie of een 2D-tekening.
De Protein Data Bank (PDB) is het openbare archief van experimenteel bepaalde structuren van eiwitten, DNA en RNA. Elke entry heeft een ID van vier tekens, zoals 1HHO voor hemoglobine. De Protein viewer van MolDraw laadt deze entries naast je tekening, zodat je van een ligand naar zijn target gaat zonder een ander programma te openen.
Verschillende weergaven beantwoorden verschillende vragen. Een cartoon volgt de ruggengraat en toont de secundaire structuur: helices als spiralen en β-strengen als pijlen. Staafjes tonen afzonderlijke atomen, die je nodig hebt voor zijketens en bindingscontacten. Een oppervlak toont de buitenvorm van het molecuul, waardoor holtes en groeven goed zichtbaar worden.
Wat de viewer biedt
| Laden | Typ een PDB-ID en klik op Go om hem van RCSB op te halen, klik op Open voor een lokaal PDB-bestand, of sleep een bestand naar de viewer. |
|---|---|
| Weergave | Cartoon, Ribbon, Stick, Ball & stick, Sphere, Line of Cross. Kleur per Chain, Amino acid, Shapely, Secondary structure, Hydrophobicity, B-factor of Spectrum, of kies je eigen kleur. Stel de dekking in. |
| Surface | Toon of verberg een oppervlak, kies SAS, SES, VDW of MS en stel de dekking in. |
| Sequentiestrook | Sequentie in eenlettercode voor elke keten. Selecteer residuen om ze een eigen stijl te geven. |
| Exporteren | GLB, PNG, JPG, PDB, SDF, XYZ, X3D en OBJ, met een optie Hi-res. |
Zo krijg je de Protein viewer
Snel even kijken zonder de editor te openen? De losse eiwitstructuurviewer geeft elke keten afzonderlijk een stijl en kleur, of verbergt hem.
Je hoeft niets te installeren. De Protein viewer staat standaard aan en werkt zonder account. Heb je hem eerder uitgezet:
- Open de MolDraw-editor.
- Klik op Settings (het tandwiel) en daarna op Plugins.
- Klik op Install naast Proteins. Het tabblad Protein verschijnt naast Structure.
Zo laad je een eiwit en geef je het een stijl
- Klik op het tabblad Protein. Eerst laadt een kleine voorbeeldstructuur, crambine (1CRN).
- Typ een PDB-ID in het vak ID, bijvoorbeeld
1HHO, en klik op Go of druk op Enter. - Open Display. Houd Cartoon aan en kies Secondary structure om helices en strengen verschillend te kleuren, of kies Chain om de subeenheden van elkaar te onderscheiden.
- Open Surface, klik op Show en verlaag de dekking zodat de cartoon eronder zichtbaar blijft.
- Klik in de sequentiestrook op één residu, sleep over een bereik, of Ctrl/Cmd+klik om een residu toe te voegen of te verwijderen. Zet in het stijlpaneel dat opent Style op Stick en kies een kleur.
- Open Export, vink Hi-res aan als je een grote afbeelding nodig hebt, en kies PNG.
Toepassingen in de les en in onderzoek
- Eiwitstructuur onderwijzen: laad 1HHO, kleur op secundaire structuur en wijs de helices aan. Kleur daarna per keten om te laten zien dat hemoglobine vier subeenheden heeft.
- Hydrofobe kern: kleur op Hydrophobicity om te laten zien dat apolaire residuen meestal binnenin de vouwing zitten.
- Geneesmiddeltargets: laad 6LU7, het hoofdprotease van SARS-CoV-2, voeg een oppervlak toe en bespreek waar een remmer zou kunnen binden.
- Figuren: geef een paar belangrijke residuen een staafjesstijl op een cartoonachtergrond en exporteer een afbeelding in hoge resolutie voor een dia of verslag.
- Volgende stappen: bereken de massa van een keten met de calculator voor de molecuulmassa van eiwitten, of bereid een receptor voor op docking met PDB naar PDBQT.
Tips en beperkingen
- Goede ID's om mee te beginnen: 1HHO (hemoglobine), 1BNA (B-DNA), 6LU7 (hoofdprotease van SARS-CoV-2) en 1GFL (groen fluorescerend eiwit).
- Elke selectie die je een stijl geeft, wordt een eigen regio, zodat je meerdere plekken verschillend kunt kleuren. Gebruik Remove style of Clear selection in het stijlpaneel om dit ongedaan te maken.
- Kleuren op B-factor toont hoeveel de atoomposities in het model variëren. Hoge waarden wijzen vaak op flexibele lussen.
- Om een eerder opgeslagen structuur te openen, sleep je het .pdb-bestand van je computer naar de viewer.
Ophalen via ID vereist een internetverbinding, want het bestand komt van RCSB. De viewer heeft WebGL nodig; hij toont een melding als je browser dat niet ondersteunt. De sequentiestrook toont alleen aminozuurresiduen, dus liganden, water en nucleïnezuren verschijnen daar niet. Een PDB-entry is een experimenteel model en de kwaliteit hangt af van de methode en resolutie, die je op de RCSB-pagina van de entry kunt controleren.
Wil je liever een klein molecuul in 3D bekijken? Zie moleculen in 3D bekijken.
Vragen en antwoorden
Heb ik een account nodig om eiwitten te bekijken?
Nee. De Protein viewer is standaard geïnstalleerd en werkt zonder aan te melden.
Waar komen de structuren vandaan?
Als je een PDB-ID typt en op Go klikt, downloadt de plug-in de entry uit de RCSB Protein Data Bank. Je kunt ook een PDB-bestand van je computer openen.
Hoe markeer ik een actief centrum of een paar residuen?
Selecteer de residuen in de sequentiestrook onder de viewer. Er opent een klein stijlpaneel waarin je ze naar staafjes kunt omzetten, hun kleur kunt veranderen of een oppervlak kunt toevoegen.
Welke exportformaten zijn beschikbaar?
Het menu Export biedt GLB, PNG, JPG, PDB, SDF, XYZ, X3D en OBJ. Vink Hi-res aan voor een grotere afbeelding.