Просмотр структур белков из PDB в 3D с помощью Protein viewer в MolDraw
Коротко: откройте вкладку Protein рядом со Structure, введите четырёхсимвольный PDB ID, например 1HHO, и нажмите Go. Структура загрузится в виде лент, окрашенных по цепям. Меняйте вид через Display и Surface, выбирайте остатки в полосе последовательности, чтобы задать им стиль, и сохраняйте изображение или файл через Export. Просмотрщик включён по умолчанию и не требует учётной записи.
Зачем смотреть на белок в 3D?
Функция белка зависит от его формы. Аминокислотная последовательность сворачивается в спирали и слои, а они упаковываются в трёхмерную структуру с бороздками и карманами. Низкомолекулярное лекарство обычно действует, встраиваясь в один из таких карманов. Ничего этого не видно в последовательности или на 2D-рисунке.
Protein Data Bank (PDB) — общедоступный архив экспериментально определённых структур белков, ДНК и РНК. У каждой записи есть четырёхсимвольный ID, например 1HHO для гемоглобина. Protein viewer в MolDraw загружает эти записи рядом с вашим рисунком, так что можно перейти от лиганда к его мишени, не открывая другую программу.
Разные виды отвечают на разные вопросы. Ленты повторяют ход основной цепи и показывают вторичную структуру: спирали — спиралями, β-тяжи — стрелками. Стержни показывают отдельные атомы — они нужны для боковых цепей и контактов связывания. Поверхность показывает внешнюю форму молекулы, на которой хорошо видны карманы и бороздки.
Что умеет просмотрщик
| Загрузка | Введите PDB ID и нажмите Go, чтобы загрузить его из RCSB, нажмите Open для локального файла PDB или перетащите файл на просмотрщик. |
|---|---|
| Отображение | Cartoon, Ribbon, Stick, Ball & stick, Sphere, Line или Cross. Окраска по Chain, Amino acid, Shapely, Secondary structure, Hydrophobicity, B-factor или Spectrum либо свой цвет. Настройка прозрачности. |
| Поверхность | Показывайте или скрывайте поверхность, выбирайте SAS, SES, VDW или MS и задавайте её прозрачность. |
| Полоса последовательности | Однобуквенная последовательность каждой цепи. Выбирайте остатки, чтобы задать им собственный стиль. |
| Экспорт | GLB, PNG, JPG, PDB, SDF, XYZ, X3D и OBJ, с вариантом Hi-res. |
Как получить Protein viewer
Нужен быстрый просмотр без открытия редактора? Самостоятельный просмотрщик структур белков задаёт стиль, цвет и видимость каждой цепи отдельно.
Ничего устанавливать не нужно. Protein viewer включён по умолчанию и работает без учётной записи. Если вы отключили его ранее:
- Откройте редактор MolDraw.
- Нажмите Settings (шестерёнка), затем Plugins.
- Нажмите Install рядом с Proteins. Рядом со Structure появится вкладка Protein.
Как загрузить белок и задать ему стиль
- Нажмите вкладку Protein. Сначала загружается небольшая структура-пример — крамбин (1CRN).
- Введите PDB ID в поле ID, например
1HHO, и нажмите Go или Enter. - Откройте Display. Оставьте Cartoon и выберите Secondary structure, чтобы окрасить спирали и тяжи по-разному, или Chain, чтобы различать субъединицы.
- Откройте Surface, нажмите Show и уменьшите непрозрачность, чтобы ленты оставались видны под поверхностью.
- В полосе последовательности щёлкните один остаток, протяните по диапазону или используйте Ctrl/Cmd+щелчок, чтобы добавить или убрать остаток. В открывшейся панели стиля задайте Style = Stick и выберите цвет.
- Откройте Export, отметьте Hi-res, если нужно большое изображение, и выберите PNG.
Как использовать на занятиях и в исследованиях
- Изучение структуры белка: загрузите 1HHO, окрасьте по вторичной структуре и покажите спирали. Затем окрасьте по цепям, чтобы показать, что у гемоглобина четыре субъединицы.
- Гидрофобное ядро: окрасьте по Hydrophobicity, чтобы показать, что неполярные остатки обычно находятся внутри укладки.
- Мишени лекарств: загрузите 6LU7 — главную протеазу SARS-CoV-2, добавьте поверхность и обсудите, где может связываться ингибитор.
- Рисунки: оформите несколько ключевых остатков стержнями на фоне лент и экспортируйте изображение высокого разрешения для слайда или отчёта.
- Дальше: рассчитайте массу цепи калькулятором молекулярной массы белков или подготовьте рецептор к докингу с помощью PDB в PDBQT.
Советы и ограничения
- Хорошие ID для начала: 1HHO (гемоглобин), 1BNA (B-ДНК), 6LU7 (главная протеаза SARS-CoV-2) и 1GFL (зелёный флуоресцентный белок).
- Каждое выделение, которому вы задали стиль, становится отдельной областью, поэтому можно окрасить несколько участков по-разному. Для отмены используйте Remove style или Clear selection в панели стиля.
- Окраска по B-фактору показывает, насколько варьируют положения атомов в модели. Высокие значения часто отмечают гибкие петли.
- Чтобы открыть сохранённую ранее структуру, перетащите файл .pdb с компьютера на просмотрщик.
Загрузка по ID требует подключения к интернету, потому что файл приходит из RCSB. Просмотрщику нужен WebGL; если браузер его не поддерживает, появится сообщение. В полосе последовательности перечислены только аминокислотные остатки, поэтому лиганды, вода и нуклеиновые кислоты там не отображаются. Запись PDB — экспериментальная модель, и её качество зависит от метода и разрешения, которые можно проверить на странице записи в RCSB.
Хотите посмотреть в 3D малую молекулу? См. как просматривать молекулы в 3D.
Вопросы и ответы
Нужна ли учётная запись для просмотра белков?
Нет. Protein viewer установлен по умолчанию и работает без входа.
Откуда берутся структуры?
Когда вы вводите PDB ID и нажимаете Go, плагин скачивает запись из RCSB Protein Data Bank. Можно также открыть файл PDB со своего компьютера.
Как выделить активный центр или несколько остатков?
Выберите остатки в полосе последовательности под просмотрщиком. Откроется небольшая панель стиля, где их можно переключить на стержни, изменить цвет или добавить поверхность.
Какие форматы экспорта доступны?
В меню Export есть GLB, PNG, JPG, PDB, SDF, XYZ, X3D и OBJ. Отметьте Hi-res для изображения большего размера.