Swiss-PdbViewer

Swiss-PdbViewerSwissSwiss--PdbViewerPdbViewerAGuideforUsersofAGuideforUsersofMacromolecularModelsMacromolecularModels李伟李伟范晓娟范晓娟葛红云葛红云刘钰莹刘钰莹孟画诗孟画诗•1.GetStarted•2.Windowsandhelp•3.ManipulatingtheModel•4.SelectingandDisplaying•5.Color•6.MeasuringandLabeling•7.MutatingandChangingSide-ChainConformations•8.RamachandranPlot•9.WorkingwithOligomericProteins•10.ComparingProteins:Hemoglobins•首先下载并安装SPDB-Viewer软件.•进入PDB主页以斑头雁血红蛋白1A4F的3D结构为例，输入1A4F,点击sitesearch，就会出现以下界面。•点击download图标，下载1a4f.pdb文件到电脑上。1.GetStarted1.GetStarted•打开PDB-Viewer软件，点击fileopenPDBfile2.Windowsandhelp•注意对话框上面的文字工具栏，其中windows选项卡下面有如下内容•Controlpanel显示3D结构的氨基酸残基和PDB文件的内容。我们可以利用它来选择残基、标记残基、确定展示的内容和对残基进行染色。•Toolbar位于图形窗口上面，我们可以利用toolbar来观看、操纵和测量模型。•WindowAlignment可以提供序列比对功能，当点击时会在图形对话框下面出现条状对话框，里面显示了蛋白序列，如果输入两个序列，点击最左面的文档样小方框，就会把序列比对的详细信息列出•Wind:LayerInfos图层信息窗口，让你能够方便地控制显示和性能的多层。如下图所示•其中mov控制图形的运动，axis表示坐标轴，CA控制是否只显示主链C原子，O和H控制是否显示这两种原子，Hbnd控制是否显示H-键，HOH表示水分子或•者是溶剂，sel表示选择的残基数。3.ManipulatingtheModel•可以显示模型的一般页面•可以平移模型•放大缩小所选模型•可以使模型进行旋转•测量两个原子之间的距离•测量测量三个点之间的角度•测量两个残基之间的二面角•点击可以知道该残基的一般信息•得到距离中心原子几埃之类的其他残基或原子•将所选原子处于窗口的中心位置•是将一个分子叠加到另一个分子上（仅仅当有两个或更多的分子被下载时可以利用），在这种情况下，你可以点击三个相应的分子中原子来叠加。•是突变按钮，使用它时，单击一个原子，然后将它变为你想变为的其他原子。•是扭曲工具，这个可以旋转侧链原子；首先单击这个按钮，然后挑选任何你想要修饰的氨基酸，通过按住从1到5的一个关键点任何侧链键可以被旋转，这是当你在左右点击和移动鼠标的时候。4.SelectingandDisplaying•在controlpanel中选择一个残基，然后拖动鼠标至要选择的范围松开鼠标，就会发现被选择的部分变成红色，接下来的操作只针对这些残基。Side会显示侧链，label会显示残基名称，surface会以点的形式显示蛋白表面。•在tools下拉框中选择ComputeHBonds，H键会以绿色的形式显示出来。•SelectSecondaryStructureHelices，我们将会只看到蛋白的alpha螺旋区域在controlbar中去掉侧链（side），在layerinfo中选择CA，确定看到的只是alpha螺旋。以斑头雁血红蛋白1A4H为例，所得到的结构如下图所示:•SelectSecondayStructureStrands，我们会只看到beta折叠片。由于在1A4F结构中没有折叠片，所以选择了一个模型演示一下，如下图•在selectSecondaryStructurecoils,就会显示无规卷曲，如下图所示是1A4H里的无规卷曲。•Display下选择ShowHBonds会显示H键，再点第二次，H键去除。•Layerinfos窗口包含显示图形的状态信息。最右侧的Sel的数字表示所选的基团数目5.ColorDeepView(Swiss-PdbViewer)可以将模型用不同的颜色区来显示，可以生动形象的展示分子的结构、化学、相关的特征。Color:SecondaryStructureDeepView可螺旋标记为红色，折叠标记为黄色，其他的二级结构标记为灰色。在图中，血红蛋白的螺旋用红色显示了，其余的无规则卷曲用灰色表示，同时也在controlpanel窗口的右侧一列小方格以红色标记构成螺旋的氨基酸残基。Color:SecondaryStructureSuccessionSecondaryStructureSuccession能将整个序列的每个二级结构用不同的颜色显示出来，第一个二级结构用紫色，最后一个用红色，中间的二级结构用在可见光谱（400nm-700nm）的各种不同的颜色显示出来。这样可以更清楚的看到二级结构间的顺序。图中，血红蛋白α亚基整条多肽链二级结构用不同的颜色显示了：从氨基端到羧基端的颜色为——蓝色、淡蓝色、蓝绿色、绿色、黄色、桔黄色、红色。controlpanel窗口的右侧一列小方格以相同的颜色标记构成同一个二级结构的氨基酸残基，不相同的颜色标记构成不同二级结构的氨基酸残基。Color:Chain•这个命令适合用于含有多条链的结构模型，不同的链用不同的颜色加以区分。•从图中可以很清楚的看到，血红蛋白的α亚基以黄色显示，β链以蓝色显示。Color:Type•这项命令使得根据氨基酸残基的化学类型而显示不同的颜色：无极性的氨基酸氨基以灰色显示，不带电荷的极性氨基酸以黄色显示，带负电荷的氨基酸残基以红色显示，带有正电荷的氨基酸残基以蓝色显示，如下图所示Color:Accessibility模型中每个氨基酸残基的颜色是取决于它与周围溶剂接触的程度。与溶剂接触最少的（埋藏在分子内的）氨基酸残基显示蓝色，与溶剂接触最多的（暴露于分子表面的）氨基酸残基显示红色。因此，可以通过看氨基酸残基的颜色来判断其与溶剂的接触程度。图中，将与溶剂接触较多的原子以球形结构显示出来了,与溶剂接触最多的氨基酸残基显示红色，与溶剂接触最少的氨基酸残基显示蓝色。Color:BFactor•执行这项命令后，模型中颜色的取决于B因子（或称之为温度因子）。对于一个的原子来说，B因子指的是该原子在一般的（平均化了的）模型的位置与在其他模型的位置间的平均距离，可反映分子各部分的摇摆性或活动性。•因此，可以利用B因子来判断其他模型与一般模型的一致性。若在所有测得的模型中该原子的位置变化不大是固定的，则以深蓝色显示；若在所有测得的模型中该原子的位置是不确定•的或者说摇摆性很大，则以红色表示。不同部位的颜色标记•在controlpanel窗口的col的旁边有字母BS，当单击BS下面的黑色三角形时，会弹出下拉式菜单，如图所示：•一般默认为BS（backbone+sidechain），及骨架和侧链。选中某项，颜色就影响某项，如选Ribbon，则影响模型中色带的颜色。Color下拉式菜单的子菜单与control窗口中的的作用相同Color:CPK•这项命令可以将所有基团的颜色回复到标准的颜色——C原子以白色显示，O原子以红色表示，N原子以蓝色显示，S原子以黄色表示.6.MeasuringandLabeling点击距离按钮，再依次点击结构图中的两个原子就可以得到两个原子之间的距离6.Measuringandlabeling以斑头雁氧合血红蛋白1A4F为例，可以得到血红素中心铁原子与O2分子的距离为2.99nm。6.MeasuringandLabeling角度按钮，首先点击角顶点的原子，然后点击角两个边的原子，就会显示角的角度。血红素上的O2与血红素平面的夹角为94.09o6.MeasuringandLabeling点击二面角按钮，点击任意一个原子将会在图形框上方显示phi，psi和omega角•去除标记的方法：•displaylabelkindclearuserlabels7.MutatingandChangingSide-ChainConformations•突变某一个氨基酸，从而改变蛋白的空间结构，由此可以重新设计蛋白，使之与底物更好地结合。选择显示氧气分子6埃以内的原子：7.MutatingandChangingSide-ChainConformations发现产生空间为阻效应的主要为his，将其突变为小侧链的氨基酸Ala，点击mutate按钮，再点击his的任何一个原子，选择下拉框中的Ala，再点一次mutate选择接受还是放弃突变。7.MutatingandChangingSide-ChainConformations•Torsion可以改变氨基酸侧链的构型：点击Torsion，再点击所要旋转的氨基酸的任何一个原子，鼠标会变成旋转图标，拖动鼠标的同时按住1，是旋转侧链的第一个键，按住2是旋转第二个键，按住三是旋转第三个键。点击第二次Torsion选择接受还是放弃旋转改变。8.RamachandranPlotRamachandranPlot(α-碳与酰胺平面交角图)，通过它我们可以判断一个模型的质量，可以找到一个残基与一个特定平面的构象角，我们也可以改变模型中的构象角。图形中的每一个点都给出了每个残基的phi和psi角在工具栏WINDOW下选择RamachandranPlot，然后出现下面的图片•点击RamaPlot使它激活，出现上面的那个图片，将鼠标放在图上的一个点上（不用点击它），残基的名字和数字出现在这个窗口的最上面的左上角，然后移动这个点就会使控制窗口中的结构的这个点连接的相应结构发生移动。•看RamachandranPlot，并且注意到很小的点出现—仅仅是呈现被选择的残基，注意一下大量的点都位于图片左上角的黄色区域，相应的beta构型的角位于在这个区域。•当你观察这个模型时点击或是拖拽图上的一个点转动，当你水平的拖拽时，你正改变的是phi角；当你垂直的拖拽时，你正改变的psi角。这允许你在模型的构建中调整骨架构象。这些可以使你更加了解分子的结构及其它的二面•角。9.WorkingwithOligomericProteins•Color：chain许多蛋白质是由多个亚基或者蛋白质链组成。Deepviewcolor可以显示各亚基不同的颜色。这个命令是一个快速的方法来找出新打开的pdb文件中有多少个蛋白链或者亚基。•我们选斑头雁的血红蛋白1A4F为例子.此结构包括α和β亚基血红蛋白。你可能知道，血红蛋白包括四个亚基，两个α亚基和两个β亚基。一些寡聚蛋白质的pdb文件只包含独特的亚基，在1A4F的结构中，就包括其中的一个的α和β。稍后，你可以建立更多的亚基组成。但首先，你要先检查亚基之间接触的表面。•可以把A亚基染上洋红色（介于红色和蓝色之间）和再把B亚基染成蓝绿色（介于蓝色和绿色之间）。•点击命令行Windows–Controlpanel，以启动这个选项。字母A在第一栏中，可以理解为是第一个亚基。•点击链中的栏位选择整个亚基。从开始向下滚动，到A亚基的底部，该蛋白的A链残基被选中，也可以直接单击字母A选中A亚基。按下enter，亚基b或其他亚基消失。•Select:GroupsClosetoanotherChain...使用此命令行选择位于一个残基周围5埃（或其他距离）的其他残基，并单击确定。这等于挑选残留在5埃的亚基界面。单击返回，以消除其他残留物。••研究亚基之间的相互作用。选定sidechainslackingproperH-bonds，然后计算出的H–键。放大了仔细研究。前面所讲的亚基的颜色，让你分