Cách khám phá cấu trúc protein bằng Protein Viewer MolDraw miễn phí
Trả lời ngắn: Mở Protein Viewer, nhập mã PDB bốn ký tự và nhấn Tải PDB ID, hoặc nhấn Tải lên file PDB. Chọn Kiểu chuỗi mặc định, rồi tạo kiểu cho từng chuỗi trong danh sách Chuỗi. Kéo qua Trình tự amino acid và nhấp chuột phải để đổi kiểu hoặc ẩn đoạn đó. Lưu khung nhìn dạng PNG hoặc JPG, hoặc tọa độ dạng PDB, XYZ, OBJ hoặc X3D.
Dùng thử trình xem protein tại đây
Trình xem trực tiếp bên dưới là cùng công cụ với trang đầy đủ. Nó tải crambin (1CRN) khi mở.
Vì sao dùng trình xem protein trên trình duyệt?
Chức năng của protein phụ thuộc vào hình dạng 3D của nó. Các chương trình máy tính như PyMOL hay ChimeraX rất mạnh, nhưng bạn phải cài đặt và học lệnh của chúng. Để xem nhanh, minh họa trên lớp hay làm một hình đơn giản, một trang web thường là đủ.
Trang này là công cụ web độc lập. MolDraw còn có plugin Protein viewer bên trong trình soạn thảo. Plugin nằm cạnh bản vẽ và có thêm bảng màu, bề mặt phân tử và các định dạng xuất khác. Trang độc lập nhẹ hơn và mở được mà không cần trình soạn thảo.
Tóm tắt về cấu trúc protein
Protein Data Bank (PDB) là kho lưu trữ công khai các cấu trúc xác định bằng thực nghiệm của protein, acid nucleic và phức của chúng. Phần lớn đến từ tinh thể học tia X, NMR hoặc kính hiển vi điện tử lạnh (cryo-EM). Mỗi mục có mã bốn ký tự, như 1CRN cho crambin hay 4HHB cho deoxyhemoglobin người.
Một mục liệt kê tọa độ nguyên tử. Các nguyên tử thuộc về các gốc, tức các amino acid, được đánh số dọc theo mỗi chuỗi. Các chuỗi có mã chữ cái (A, B, C, v.v.). Ví dụ, hemoglobin có hai chuỗi α và hai chuỗi β. Phối tử, ion và nước được lưu riêng dưới dạng dị nguyên tử (hetero atom). Những phần của chuỗi không phân giải được trong thí nghiệm đơn giản là bị thiếu trong mô hình.
Mỗi kiểu hiển thị trả lời một câu hỏi khác nhau. Dải băng vẽ theo khung chính và cho thấy xoắn và sợi β, để bạn thấy kiểu gấp tổng thể. Que cho thấy liên kết giữa các nguyên tử, cần thiết để xem chuỗi bên và các tiếp xúc liên kết. Quả cầu lấp đầy không gian và cho thấy sự sắp xếp chặt. Bề mặt cho thấy hình dạng bên ngoài và các túi; trang này không vẽ bề mặt, nhưng plugin trong trình soạn thảo thì có.
Định dạng nhập và xuất
| Tải vào | Một mã PDB, được tải từ RCSB ở định dạng PDB, hoặc một file .pdb từ máy tính của bạn. |
|---|---|
| PNG và JPG | Ảnh của khung nhìn hiện tại. JPG có nền trắng. |
| PDB | File đã tải, đúng như khi được đọc. |
| XYZ | Nguyên tố và tọa độ của mọi nguyên tử, kể cả dị nguyên tử. |
| OBJ và X3D | Mô hình dạng điểm đơn giản của vị trí các nguyên tử. Chúng không sao chép dạng dải băng hay các kiểu trên màn hình. |
Cách khám phá một cấu trúc từng bước
- Mở trình xem. Crambin (1CRN) được tải đầu tiên, nên bạn có thể thử các điều khiển ngay.
- Nhập một mã vào PDB ID, ví dụ 4HHB, và nhấn Tải PDB ID. Dòng trạng thái liệt kê các chuỗi tìm thấy. Để mở file của bạn, nhấn Tải lên file PDB.
- Chọn Dải băng (Cartoon), Que (Stick), Quả cầu hoặc Đường trong Kiểu chuỗi mặc định. Lựa chọn này áp dụng cho mọi chuỗi cùng lúc.
- Kéo trong khung 3D để xoay phân tử, và cuộn để phóng to.
- Trong Chuỗi, mỗi chuỗi hiển thị số gốc, menu kiểu, bộ chọn màu và ô Ẩn. Nhấn Tập trung để làm nổi bật chuỗi đó bằng que màu cam.
- Trong Trình tự amino acid, kéo qua các gốc trong một chuỗi. Nhấp chuột phải vào vùng chọn để mở Kiểu cho đoạn được chọn, đặt Kiểu, Màu hoặc Ẩn đoạn, và nhấn Áp dụng.
- Dùng các nút tải xuống để lưu kết quả. Xóa làm trống trình xem.
Trình xem làm được gì
- Kiểu theo từng chuỗi: cho mỗi chuỗi kiểu và màu riêng, hoặc ẩn nó, để xem các tiểu đơn vị xếp với nhau thế nào.
- Xem trình tự: mã một chữ cái cho từng chuỗi, liên kết với mô hình 3D.
- Kiểu theo đoạn: đổi kiểu, đổi màu hoặc ẩn một đoạn gốc được chọn. Mỗi đoạn đã áp dụng giữ kiểu riêng, nên bạn có thể đánh dấu nhiều vị trí.
- Tải xuống: PNG, JPG, PDB, XYZ, OBJ và X3D.
Cách dùng trên lớp và trong phòng thí nghiệm
- Dạy cấu trúc bậc bốn: tải 4HHB, cho mỗi chuỗi một màu khác nhau và ẩn một hai chuỗi để thấy các tiểu đơn vị khớp với nhau thế nào.
- Đánh dấu một vị trí: giữ protein ở dạng dải băng và hiển thị một vòng liên kết hoặc vị trí đột biến dưới dạng que có màu.
- Hình nhanh: dựng khung nhìn và tải PNG cho slide hay báo cáo.
- Bước tiếp theo: chuyển phối tử đã gắn thành SMILES bằng PDB sang SMILES, tính khối lượng của một chuỗi bằng máy tính khối lượng phân tử protein, hoặc chuẩn bị thụ thể bằng PDB sang PDBQT.
Mẹo và giới hạn
- Dạng dải băng chỉ vẽ đường khung chính của các chuỗi, không vẽ phối tử, ion hay nước. Để thấy chúng, chuyển chuỗi sang Que, Quả cầu hoặc Đường.
- Với cấu trúc lớn, Đường là kiểu nhẹ nhất.
- Trình tự lấy từ các gốc trong mô hình. Các gốc không phân giải được không xuất hiện, và các gốc trình xem không nhận ra, như nucleotide, hiển thị là X.
- Vùng chọn chỉ nằm trong một chuỗi. Chọn trình tự dùng thao tác kéo và nhấp chuột phải, nên dùng chuột là dễ nhất.
- Tải theo mã cần kết nối internet.
Muốn có bề mặt, thêm bảng màu hay xuất GLB? Hãy dùng plugin Protein viewer trong trình soạn thảo MolDraw.
Hỏi và đáp
Trang này khác plugin Protein trong trình soạn thảo MolDraw thế nào?
Trang này là trình xem độc lập, nhẹ, mở được mà không cần trình soạn thảo. Plugin Protein nằm cạnh bản vẽ trong trình soạn thảo và có thêm bảng màu, bề mặt phân tử và các định dạng xuất khác như GLB và SDF.
Các cấu trúc lấy từ đâu?
Khi bạn nhấn Tải PDB ID, trang tải mục đó từ RCSB Protein Data Bank, nên bạn cần kết nối internet. Với Tải lên file PDB, trang đọc file ngay trong trình duyệt.
Vì sao tôi không thấy phối tử hay các phân tử nước?
Dạng dải băng chỉ vẽ đường khung chính của các chuỗi. Đặt chuỗi thành Que, Quả cầu hoặc Đường trong danh sách Chuỗi để thấy phối tử, ion và nước dưới dạng nguyên tử.
Có mở được file mmCIF không?
Không. Trang chỉ đọc định dạng PDB. Hầu hết các mục có thể tải dạng file .pdb từ RCSB, nhưng một số cấu trúc rất lớn chỉ có ở dạng mmCIF. Những cấu trúc đó sẽ không tải được ở đây.