Как изучить структуру белка в бесплатном просмотрщике белков MolDraw
Коротко: откройте просмотр белков, введите четырёхсимвольный PDB ID и нажмите Загрузить PDB ID или нажмите Загрузить файл PDB. Выберите Стиль цепей по умолчанию, затем задайте стиль каждой цепи в списке Цепи. Протяните по Аминокислотной последовательности и щёлкните правой кнопкой, чтобы изменить оформление этого участка или скрыть его. Сохраните вид как PNG или JPG либо координаты как PDB, XYZ, OBJ или X3D.
Попробуйте просмотрщик белков здесь
Рабочий просмотрщик ниже — тот же инструмент, что и на полной странице. При открытии он загружает крамбин (1CRN).
Зачем нужен просмотрщик белков в браузере?
Функция белка зависит от его трёхмерной формы. Настольные программы вроде PyMOL или ChimeraX мощные, но их нужно устанавливать и осваивать их команды. Для быстрого просмотра, демонстрации на занятии или простого рисунка часто достаточно веб-страницы.
Эта страница — самостоятельный веб-инструмент. В MolDraw есть также плагин просмотра белков внутри редактора. Плагин находится рядом с рисунком и добавляет больше цветовых схем, молекулярные поверхности и дополнительные форматы экспорта. Самостоятельная страница легче и открывается без редактора.
Кратко о структурах белков
Protein Data Bank (PDB) — общедоступный архив экспериментально определённых структур белков, нуклеиновых кислот и их комплексов. Большинство из них получено рентгеноструктурным анализом, ЯМР или криоэлектронной микроскопией. У каждой записи есть четырёхсимвольный ID, например 1CRN для крамбина или 4HHB для дезоксигемоглобина человека.
Запись содержит координаты атомов. Атомы принадлежат остаткам — аминокислотам, которые пронумерованы вдоль каждой цепи. У цепей буквенные ID (A, B, C и т. д.). Например, у гемоглобина две α- и две β-цепи. Лиганды, ионы и вода хранятся отдельно как гетероатомы. Участки цепи, не разрешённые в эксперименте, в модели просто отсутствуют.
Каждый стиль отображения отвечает на свой вопрос. Ленты повторяют ход основной цепи и показывают спирали и β-тяжи, так что видна общая укладка. Стержни показывают связи между атомами — они нужны для боковых цепей и контактов связывания. Сферы заполняют пространство и показывают упаковку. Поверхность показывает внешнюю форму и карманы; эта страница поверхности не рисует, а плагин в редакторе — рисует.
Форматы ввода и экспорта
| Загрузка | PDB ID, скачанный из RCSB в формате PDB, или файл .pdb с вашего компьютера. |
|---|---|
| PNG и JPG | Изображение текущего вида. У JPG белый фон. |
| PDB | Загруженный файл в том виде, в каком он был прочитан. |
| XYZ | Элемент и координаты каждого атома, включая гетероатомы. |
| OBJ и X3D | Простые точечные модели положений атомов. Ленты и стили с экрана в них не переносятся. |
Как изучить структуру пошагово
- Откройте просмотрщик. Сначала загружается крамбин (1CRN), так что элементы управления можно сразу попробовать.
- Введите ID в поле PDB ID, например 4HHB, и нажмите Загрузить PDB ID. В строке состояния будут перечислены найденные цепи. Чтобы открыть свой файл, нажмите Загрузить файл PDB.
- Выберите Ленты, Стержни, Сферы или Линии в меню Стиль цепей по умолчанию. Так задаётся стиль сразу всех цепей.
- Перетаскивайте в 3D-виде, чтобы вращать молекулу, и прокручивайте колесо, чтобы масштабировать.
- В списке Цепи у каждой цепи указано число остатков, есть меню стиля, выбор цвета и флажок Hide. Нажмите Focus, чтобы выделить эту цепь оранжевыми стержнями.
- В разделе Аминокислотная последовательность протяните по остаткам одной цепи. Щёлкните выделение правой кнопкой, чтобы открыть Стиль выбранного фрагмента, задайте Стиль, Цвет или Скрыть фрагмент и нажмите Применить.
- Сохраните результат кнопками скачивания. Очистить очищает просмотрщик.
Что умеет просмотрщик
- Стили по цепям: задайте каждой цепи свой стиль и цвет или скройте её, чтобы увидеть, как упакованы субъединицы.
- Вид последовательности: однобуквенные коды для каждой цепи, связанные с 3D-моделью.
- Стили фрагментов: меняйте стиль, цвет или скрывайте выбранный участок остатков. Каждый применённый фрагмент сохраняет свой стиль, поэтому можно отметить несколько участков.
- Скачивание: PNG, JPG, PDB, XYZ, OBJ и X3D.
Как использовать на занятиях и в лаборатории
- Изучение четвертичной структуры: загрузите 4HHB, задайте каждой цепи свой цвет и скройте одну-две цепи, чтобы показать, как субъединицы подходят друг к другу.
- Выделение участка: оставьте белок в виде лент и покажите петлю связывания или место мутации цветными стержнями.
- Быстрые рисунки: настройте вид и скачайте PNG для слайда или отчёта.
- Дальше: переведите связанный лиганд в SMILES с помощью PDB в SMILES, рассчитайте массу цепи калькулятором молекулярной массы белков или подготовьте рецептор с помощью PDB в PDBQT.
Советы и ограничения
- Стиль «Ленты» рисует только ход основной цепи, без лигандов, ионов и воды. Чтобы их увидеть, переключите цепь на «Стержни», «Сферы» или «Линии».
- Для больших структур самый лёгкий стиль — «Линии».
- Последовательность берётся из остатков модели. Неразрешённые остатки не отображаются, а нераспознанные, например нуклеотиды, показываются как X.
- Выделение ограничено одной цепью. Выбор в последовательности работает перетаскиванием и правым щелчком, поэтому удобнее всего мышью.
- Для загрузки по ID нужно подключение к интернету.
Нужны поверхности, больше цветовых схем или экспорт в GLB? Используйте плагин просмотра белков в редакторе MolDraw.
Вопросы и ответы
Чем эта страница отличается от плагина Protein в редакторе MolDraw?
Эта страница — лёгкий самостоятельный просмотрщик, который открывается без редактора. Плагин Protein находится рядом с вашим рисунком в редакторе и добавляет больше цветовых схем, молекулярные поверхности и дополнительные форматы экспорта, например GLB и SDF.
Откуда берутся структуры?
Когда вы нажимаете «Загрузить PDB ID», страница скачивает запись из RCSB Protein Data Bank, поэтому нужно подключение к интернету. При «Загрузить файл PDB» файл читается в браузере.
Почему не видно лиганда или молекул воды?
Стиль «Ленты» рисует только ход основной цепи. Чтобы видеть лиганды, ионы и воду как атомы, задайте цепи стиль «Стержни», «Сферы» или «Линии» в списке «Цепи».
Можно ли открывать файлы mmCIF?
Нет. Страница читает только формат PDB. Большинство записей можно скачать с RCSB как файл .pdb, но некоторые очень большие структуры доступны только в mmCIF. Они здесь не загрузятся.