Программа Jmol и работа с трехмерными структурами Полезные ссылки Protein Data Bank Описание формата http://www.rcsb.org/pdb/ http://www.pdb.org http://www.wwpdb.org/documentation/file-format/format33/v3.3.html Jmol http://jmol.sourceforge.net/ http://wiki.jmol.org/ http://chemapps.stolaf.edu/jmol/docs/ Подсказки https://kodomo.fbb.msu.ru/wiki/Main/Jmol • Может иметь расширение *.ent, *.pdb, *.pdb1, *.pdb2, … • Внутри написаны координаты всех атомов белка (точнее, - почти всех атомов) HEADER TITLE … ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ATOM ELECTRON TRANSFER PLASTOCYANIN FROM PHORMIDIUM LAMINOSUM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 N CA C O CB CG CD OE1 OE2 N CA C O CB OG1 CG2 N CA C GLU GLU GLU GLU GLU GLU GLU GLU GLU THR THR THR THR THR THR THR PHE PHE PHE A A A A A A A A A A A A A A A A A A A 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 35.039 34.182 33.126 33.124 35.048 36.075 37.009 36.536 38.220 32.242 31.164 30.988 30.583 29.834 29.997 28.726 31.345 31.235 29.925 18.146 18.513 19.536 20.038 19.052 18.056 18.647 19.012 18.744 19.858 20.807 21.697 21.234 20.077 19.235 21.078 22.968 23.948 24.713 Что такое PDB файл? 19-APR-98 24.600 25.759 25.368 24.244 26.891 27.376 28.405 29.502 28.120 26.307 26.063 27.283 28.347 25.761 24.612 25.487 27.128 28.204 28.083 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1BAW 73.96 73.96 73.96 87.91 87.91 87.91 87.91 87.91 87.91 27.58 27.58 27.58 31.52 31.52 31.52 31.52 27.51 27.51 27.51 N C C O C C C O O N C C O C O C N C C Как он выглядит и с чем его едят? 1. Есть оффлайновое приложение В меню есть пункт Console, который позволяет показать консоль, куда можно забивать команды Как он выглядит и с чем его едят? 2. Интегрирован во многие сайты Открытие файла • методом Drag&Drop • меню File → Open • команда в консоли load <имя файла> Закрытие файла • меню File → Close • в консоли команда zap Получить информацию о структуре • почитать заголовок файла Узнать что-нибудь новое • спросить кого-нибудь • почитать справку • почитать Manual и FAQ Простые приемы Простые приемы Левая кнопка мышки – (продолжение) вращает молекулу Правая кнопка – меню Клавиша Shift +левая кнопка – изменяет размер Клавиша Shift +правая кнопка – вращает в плоскости экрана Используйте клавиши ↑ и ↓ в консоле – это позволяет листать историю команд Команды можно записать в текстовый файл (скрипт), что удобно RasMol – программа с похожим языком Далее примеры проиллюстрированы в программе RasMol. Впрочем, для Jmol все последующие слайды тоже верны. Язык RasMol’а (введение) Мы видим картинку, а RasMol знает про множества атомов Формат команды load <имя файла> Назначение Язык RasMol’а (load) Загрузить новый файл Примечания 1. RasMol не понимает русских букв в консоли 2. При открытии нового файла старый не закрывается 3. При открытии больших файлов RasMol может долго думать 4. После открытия удобно написать команду restrict none или wireframe off Формат команды script <имя файла> Назначение Язык RasMol’а (script) Исполнить команды, записанные в файле Примечания 1. RasMol не понимает русских букв в консоли 2. RasMol не умеет сам сохранять скрипты – он может их только выполнять 3. Все ошибки, которые встретились в скрипте отмечаются в консоли 4. Строки скрипта, начинающиеся с символа # игнорируются Все остпльные команды могут сделать что-то, но никто, кроме Вас, не может знать, с какой частью молекулы это делать Язык RasMol’а (другие команды) поэтому используйте rоманды restrict и select Формат команды select <выражение> Назначение Язык RasMol’а (select) Назначить новое выделение Примечания 1. Старое выделение безвозвратно теряется, если не принять специальных мер 2. Выражения могут быть очень сложными, но сначала мы рассмотрим простые примеры 3. После выполнения команды в консоли записывается кол-во выделенных атомов 1. 2. Язык Любое выражение в RasMol’е RasMol’а описывает набор атомов, но никакой (простые иной информации RasMol не понимает выражения) Заранее определены некоторые интуитивно понятные выражения, а именно at alpha basic charged hetero large nucleic pyrimidine small water acidic amino bonded cyclic hydrogen ligand polar selected solvent acyclic aromatic buried cystine hydrophobic medium protein sheet surface aliphatic backbone cg helix ions neutral purine sidechain turn 3. Можно вводить также - техбуквенные обозначения аминокислот - названия полипептидных цепей, например :a или :1 - порядковые номера, например Pro72, 1-125:a или (1-125,300-350) Формат команды restrict <выражение> Назначение Язык RasMol’а (restrict) Назначить новое выделение и спрятать все остальное Примечания 1. Старое выделение безвозвратно теряется, если не принять специальных мер 2. Более того – можно долго раскрашивать структуру и неосторожно потерять все, применив restrict, поэтому 3. Лучше сначала попробовать команду select, а потом еще и подумать Формат команды <cпособ> [off|<число>] Назначение Язык RasMol’а (что мы видим) Нарисовать выбранным методом Примеры 1. cartoons – нарисует полоски 2. cpk – нарисует шарики 3. backbone 100 – нарисует остов толщины 100 4. сpk off – сотрет все шарики Wireframe Backbone Trace Cpk Spacefill Cartoon Strands Язык RasMol’а (что мы видим) Формат команды color <цвет> Назначение Язык RasMol’а (color) Нарисовать нужным цветом Что такое <цвет> 1. Цветом может быть red, green, white и т.д. 2. Можно указать на специальную цветовую схему, например structure, chain, monochrome, group, model Примечания • • Можно писать и так color <объект> <цвет> Можно писать и color, и colour Язык RasMol’а (color) Немного об RGB цветах • • • RGB – это способ описания цветов, при котором каждый цвет представляется, как комбинация красного, зеленого и синего Можно писать цвета в виде color [R,G,B] Например, [255,255,255] – это белый, [100,100,0] – смесь красного с зеленым, а [0,0,0] – черный. Формат команды center <выражение> Назначение Центрует изображение Примечания 1. Можно, например, писать center selected Язык RasMol’а (center) Формат команды zoom <размер> Назначение Язык RasMol’а (zoom) Изменяет размер Примечания 1. Изменяется размер всего выражения, а не только выделенного фрагмента 2. Если попросить RasMol показать изображение слишком крупно – он обидится и завершит работу Язык RasMol’а (пример) RasMol> load C:\PDB\1ncx.pdb RasMol> restrict none No atoms selected! RasMol> select all 1433 atoms selected! RasMol> cartoons RasMol> color group RasMol> Язык RasMol’а (пример) RasMol> load C:\PDB\1ncx.pdb RasMol> restrict none No atoms selected! RasMol> select all 1433 atoms selected! RasMol> cartoons RasMol> color group Atom CA 694 Group: Lys 91 RasMol> restrict 1-91 RasMol> center selected RasMol> zoom 250 RasMol> select all 1433 atoms selected! RasMol> color structure Язык RasMol’а (пример) Atom CA 549 Group: Asp 74 Atom CA 534 Group: Thr 72 Atom CA 279 Group: Ser 38 Atom CA 255 Group: Gly 34 RasMol> select (72-74,34-38) 53 atoms selected RasMol> color green RasMol> select Asp74 8 atoms selected RasMol> wireframe 100 RasMol> color cpk RasMol> Atom expressions Язык RasMol’а (атомы) Ser25.ca – Cα атом всех 25-х серинов Ser25:a –Все 25-е серины цепочки :a :a/1 – 1-я модель цепочки :a Ser25:a.ca – Cα атом 25-го серина цепочки :a Ser25:a.ca/1– Cα атом 25-го серина цепочки :a первой модели Можно использовать знаки * и ? Ser25.c? – все углероды 25-х серинов *25:a –Любые 25-е остатки цепочек :a :*/1 – 1-я модель целиком Ser*:a.ca – Все Cα атомы серинов в :a As*:a.ca – Все Cα атомы аспартатов и аспарагинов в :a Любые части выражений можно комбинировать с помощью логических операций и скобок Все азоты, не входящие в состав белка nitrogen and not protein Язык RasMol’а (and, or, not) Все кислороды, входящие в состав белка или DNA (protein or dna) and oxygen Ничего выделено не бедет :a and :c Аденины в цепочках :a и :c (:a or :c) and A Формат команды within(<расстояние>, выражение) Язык RasMol’а (within) Назначение В операциях select и restrict определяет атомы, расположенные на расстоянии не более чем …, от атомов выражения Примечания 1. Расстояния надо указывать, используя точку Примеры Атомы, расположенные на расстоянии не более 3Å от DNA within(3.0,dna) Язык RasMol’а (within) на расстоянии не более 2,5Å от DNA within(2.5,dna) and not dna на расстоянии не более 3Å от белка (только атомы DNA) within(3.0,protein) and dna Формат команды define <имя> <выражение> Назначение Язык RasMol’а (define) Назвать группу атомов своим именем Зачем это надо? Часто бывает необходимо построить очень сложное выражение. Обычно его можно написать в одн строчку, но неудобно. Кроме того, если потребуется его использовать еще раз – то define позволяет просто сослаться на ранее определенное имя load c:\PDB\1apl.pdb restrict none define needdna dna and within(18.0,:c) define need needdna or :c select need center selected select :c and backbone wireframe 80 select needdna wireframe select needdna and C and not backbone wireframe 80 wireframe define cw :c and within(3.0,needdna) select cw select cw and not backbone cpk 150 cpk off define mainc :c and (136,175,182,184-186) select mainc wireframe 120 select needdna and within(5.0,mainc) wireframe 120 Язык RasMol’а (пример) Этот пример надо набить в RasMol’е и объяснить