如何用免費的 MolDraw 蛋白質檢視器探索蛋白質結構
簡答:開啟蛋白質檢視器,輸入四個字元的 PDB ID 並點選載入 PDB ID,或點選上傳 PDB 檔案。選擇預設鏈樣式,再在鏈清單中為每條鏈設定樣式。在胺基酸序列上拖選,然後右鍵即可重設該片段的樣式或隱藏它。可以把檢視儲存為 PNG 或 JPG,或把座標儲存為 PDB、XYZ、OBJ 或 X3D。
在此試用蛋白質檢視器
下面的即時檢視器與完整頁面是同一個工具。開啟時會載入 crambin(1CRN)。
為什麼要在瀏覽器中使用蛋白質檢視器?
蛋白質的功能取決於它的三維形狀。PyMOL 或 ChimeraX 等桌面程式功能強大,但需要安裝並學習它們的命令。如果只是快速看一眼、做課堂演示或畫一張簡單的圖,一個網頁往往就夠了。
本頁是獨立的網頁工具。MolDraw 編輯器中還有一個蛋白質檢視器外掛。外掛位於你的繪圖旁邊,提供更多配色方案、分子表面與額外的匯出格式。獨立頁面更輕量,無需開啟編輯器。
蛋白質結構簡介
蛋白質資料庫(PDB)是實驗測定的蛋白質、核酸及其複合物結構的公共檔案庫。大多數結構來自 X 射線晶體學、NMR 或冷凍電子顯微鏡。每個條目都有一個四字元 ID,例如 crambin 是 1CRN,人類去氧血紅素是 4HHB。
一個條目列出原子座標。原子屬於殘基,即胺基酸,它們沿每條鏈編號。鏈用字母標識(A、B、C 等)。例如,血紅素有兩條 α 鏈與兩條 β 鏈。配體、離子與水作為單獨的雜原子儲存。實驗中未解析出的鏈段在模型中直接缺失。
每種顯示樣式回答不同的問題。卡通樣式描出骨架,顯示螺旋與 β-摺疊,讓你看到整體摺疊。棒狀樣式顯示原子之間的化學鍵,觀察側鏈與結合接觸時需要它。球狀樣式填充空間,顯示堆積情況。表面顯示外部形狀與口袋;本頁不繪製表面,但編輯器內的外掛可以。
輸入與匯出格式
| 載入 | PDB ID(從 RCSB 以 PDB 格式下載),或你電腦上的 .pdb 檔案。 |
|---|---|
| PNG 與 JPG | 目前檢視的圖片。JPG 使用白色背景。 |
| PDB | 按讀取時原樣儲存的載入檔案。 |
| XYZ | 每個原子(包括雜原子)的元素與座標。 |
| OBJ 與 X3D | 以原子位置為基礎的簡單點模型,不會複製螢幕上的卡通模型或樣式。 |
如何逐步探索一個結構
- 開啟檢視器。首先載入的是 crambin(1CRN),你可以立即試用各項控制項。
- 在 PDB ID 中輸入一個 ID,例如 4HHB,然後點選載入 PDB ID。狀態行會列出找到的鏈。要開啟自己的檔案,點選上傳 PDB 檔案。
- 在 預設鏈樣式 中選擇 卡通、棒狀、球狀 或 線狀,這會一次設定所有鏈。
- 在 3D 檢視中拖曳可旋轉分子,滾動滑鼠可縮放。
- 在鏈中,每條鏈都顯示其殘基數、樣式選單、顏色選擇器與 Hide 核取方塊。點選 Focus 可把該鏈醒目標示為橙色棒狀。
- 在胺基酸序列中,在同一條鏈內拖選殘基。右鍵點選所選內容,開啟選取片段樣式,設定樣式、顏色或隱藏片段,然後點選套用。
- 用下載按鈕儲存結果。清除會清除檢視器中的內容。
檢視器的功能
- 按鏈設定樣式:為每條鏈設定各自的樣式與顏色,或隱藏某條鏈,觀察次單元如何堆積。
- 序列檢視:每條鏈的單字母代碼,與 3D 模型相關聯。
- 片段樣式:對選取的一段殘基重設樣式、重新著色或隱藏。每個已應用的片段都保留各自的樣式,因此你可以標記多個位點。
- 下載:PNG、JPG、PDB、XYZ、OBJ 與 X3D。
課堂與實驗室中的用法
- 講解四級結構:載入 4HHB,給每條鏈設定不同顏色,並隱藏一兩條鏈,展示次單元如何組裝在一起。
- 醒目標示位點:保持蛋白質為卡通樣式,把結合環或突變位點顯示為彩色棒狀。
- 快速作圖:調好檢視,下載 PNG 用於投影片或報告。
- 後續步驟:用 PDB 轉 SMILES 把結合的配體轉換為 SMILES,用蛋白質分子量計算器計算某條鏈的質量,或用 PDB 轉 PDBQT 準備受體。
技巧與限制
- 卡通樣式只畫出鏈的骨架走向,不顯示配體、離子或水。要看到它們,請把該鏈切換為棒狀、球狀或線狀。
- 對於大型結構,線狀是最輕量的樣式。
- 序列來自模型中的殘基。未解析的殘基不會出現,檢視器無法識別的殘基(例如核苷酸)顯示為 X。
- 一次選擇只能在一條鏈內。序列選擇使用拖曳與右鍵,所以用滑鼠最方便。
- 依 ID 載入需要連網。
需要分子表面、更多配色方案或 GLB 匯出?請使用 MolDraw 編輯器中的蛋白質檢視器外掛。
問題與解答
這個頁面與 MolDraw 編輯器中的蛋白質外掛有什麼不同?
這個頁面是一個輕量的獨立檢視器,無需開啟編輯器。蛋白質外掛則位於編輯器中你的繪圖旁邊,提供更多配色方案、分子表面以及 GLB 與 SDF 等額外的匯出格式。
結構來自哪裡?
點選「載入 PDB ID」時,頁面會從 RCSB 蛋白質資料庫下載該條目,因此需要連網。使用「上傳 PDB 檔案」時,頁面在你的瀏覽器中讀取檔案。
為什麼看不到配體或水分子?
卡通樣式只畫出鏈的骨架走向。在「鏈」清單中把該鏈設為棒狀、球狀或線狀,就能以原子形式看到配體、離子與水。
可以開啟 mmCIF 檔案嗎?
不可以。該頁面只讀取 PDB 格式。大多數條目都可以從 RCSB 下載為 .pdb 檔案,但一些非常大的結構只提供 mmCIF 格式,這些無法在這裡載入。