用 MolDraw 蛋白質檢視器以 3D 方式檢視 PDB 中的蛋白質結構
簡答:開啟 Structure 旁邊的 Protein 分頁,輸入一個四字元 PDB ID(例如 1HHO),點選 Go。結構會以依鏈著色的卡通形式載入。用 Display 與 Surface 改變檢視,在序列條中選擇殘基並設定樣式,用 Export 儲存圖片或檔案。檢視器預設開啟,無需帳戶。
為什麼要以 3D 方式看蛋白質?
蛋白質的功能取決於它的形狀。胺基酸序列摺疊成螺旋與摺疊片,這些結構再堆積成帶有溝槽與口袋的三維結構。小分子藥物通常是嵌入其中一個口袋而發揮作用。這些在序列或 2D 繪圖中都看不到。
蛋白質資料庫(PDB)是實驗測定的蛋白質、DNA 與 RNA 結構的公共檔案庫。每個條目都有一個四字元 ID,例如血紅素的 1HHO。MolDraw 蛋白質檢視器把這些條目載入到你的繪圖旁邊,因此你無需開啟其他程式就能從配體轉到它的標靶。
不同的檢視回答不同的問題。卡通樣式描出骨架並顯示二級結構:螺旋顯示為螺旋帶,β-摺疊顯示為箭頭。棒狀樣式顯示單個原子,觀察側鏈與結合接觸時需要它。表面顯示分子的外部形狀,使口袋與溝槽一目了然。
檢視器提供的功能
| 載入 | 輸入 PDB ID 並點選 Go 從 RCSB 取得,點選 Open 開啟本機 PDB 檔案,或把檔案拖到檢視器上。 |
|---|---|
| 顯示方式 | 卡通、飄帶、棒狀、球棍、球狀、線狀或十字。可依鏈、胺基酸、Shapely、二級結構、疏水性、B 因子或光譜著色,或自選顏色,也可設定不透明度。 |
| 表面 | 顯示或隱藏表面,選擇 SAS、SES、VDW 或 MS,並設定其不透明度。 |
| 序列條 | 每條鏈的單字母序列。選取殘基即可為它們設定單獨的樣式。 |
| 匯出 | GLB、PNG、JPG、PDB、SDF、XYZ、X3D 與 OBJ,帶 Hi-res 選項。 |
如何取得蛋白質檢視器
想不開啟編輯器就快速看一眼?獨立的蛋白質結構檢視器可以單獨為每條鏈設定樣式、著色與隱藏。
無需安裝任何東西。蛋白質檢視器預設開啟,無需帳戶即可使用。如果你之前關閉了它:
- 開啟 MolDraw 編輯器。
- 點選 Settings(齒輪圖示),然後點選 Plugins。
- 點選 Proteins 旁邊的 Install。Protein 分頁會出現在 Structure 旁邊。
如何載入蛋白質並設定樣式
- 點選 Protein 分頁。首先會載入一個小的範例結構 crambin(1CRN)。
- 在 ID 框中輸入一個 PDB ID,例如
1HHO,然後點選 Go 或按 Enter。 - 開啟 Display。保持 Cartoon,選擇 Secondary structure 可以用不同顏色區分螺旋與摺疊,選擇 Chain 可以區分各個次單元。
- 開啟 Surface,點選 Show,並降低不透明度,使下面的卡通模型仍然可見。
- 在序列條中,點選一個殘基、拖選一段範圍,或按 Ctrl/Cmd 並點選來新增或移除殘基。在開啟的樣式面板中,把 Style 設為 Stick 並選擇顏色。
- 開啟 Export,如果需要大圖就勾選 Hi-res,然後選擇 PNG。
課堂與研究中的用法
- 講解蛋白質結構:載入 1HHO,依二級結構著色並指出其中的螺旋。然後依鏈著色,展示血紅素有四個次單元。
- 疏水核心:依疏水性著色,展示非極性殘基如何傾向於位於摺疊內部。
- 藥物標靶:載入 SARS-CoV-2 主蛋白酶 6LU7,新增表面,討論抑制劑可能在哪裡結合。
- 製圖:在卡通背景上把幾個關鍵殘基設為棒狀,匯出高解析度圖片用於投影片或報告。
- 後續步驟:用蛋白質分子量計算器計算某條鏈的質量,或用 PDB 轉 PDBQT 為分子對接準備受體。
技巧與限制
- 適合入門的 ID:1HHO(血紅素)、1BNA(B-DNA)、6LU7(SARS-CoV-2 主蛋白酶)與 1GFL(綠色螢光蛋白)。
- 你設定樣式的每個選擇都會成為一個獨立區域,因此可以給多個位點設定不同顏色。在樣式面板中使用 Remove style 或 Clear selection 可以復原。
- B 因子著色顯示模型中原子位置的變化程度。高值通常對應柔性環區。
- 要開啟之前儲存的結構,把電腦上的 .pdb 檔案拖到檢視器上即可。
依 ID 取得需要連網,因為檔案來自 RCSB。檢視器需要 WebGL;如果你的瀏覽器不支援,它會顯示提示資訊。序列條只列出胺基酸殘基,因此配體、水與核酸不會出現在其中。PDB 條目是實驗模型,其品質取決於測定方法與解析度,你可以在該條目的 RCSB 頁面上檢視。
想以 3D 方式檢視小分子?請參閱如何以 3D 方式檢視分子。
問題與解答
檢視蛋白質需要帳戶嗎?
不需要。蛋白質檢視器預設已安裝,無需登入即可使用。
結構來自哪裡?
輸入 PDB ID 並點選 Go 時,外掛會從 RCSB 蛋白質資料庫下載該條目。你也可以開啟電腦上的 PDB 檔案。
如何醒目標示活性位點或幾個殘基?
在檢視器下方的序列條中選擇殘基。會開啟一個小的樣式面板,你可以把它們切換為棒狀、修改顏色或新增表面。
有哪些匯出格式?
Export 選單提供 GLB、PNG、JPG、PDB、SDF、XYZ、X3D 與 OBJ。勾選 Hi-res 可得到更大的圖片。