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UserGuideofSwiss-PdbViewer报告人：姚圣黎报告时间：2016年3月18日一，ThefunctionsofSwiss-PdbViewer二，GetStarted三，WindowsandHelp四，ManipulatingtheModel五，SettingandDisplay六，Coloring七，MeasuringandLabeling八，ComparingProteins:Hemoglobins九，MutatingandChangingSide-ChainConformationsContents一、ThefunctionsofSwiss-PdbViewer（）：a.显示和分析生物大分子（protein）结构与图解；b.给予一段氨基酸序列，从头建立蛋白质结构模型；c.找出并显示蛋白质中、蛋白质间、基团间的氢键；d.通过检晶仪检测电子密度图，判断电子密度图谱和模型的质量，从而可以确定蛋白质模型许多普通类型的缺陷；e.同时显示分析多个蛋白质的3D结构和序列；f.计算氨基酸残基的静电力和分子表面携带的最小自由能将软件利用于自己的课题：1，利用软件全面地观察研究蛋白的三维结构来分析目的蛋白的性质和功能更加直观。2，可以重点选取目的蛋白的某些结构（如蛋白的互作位点或转录因子与DNA的结合位点）来研究，比较有针对性。3，可以比较不同表型材料（早，晚花抗，感病）的同一基因表达的蛋白的结构进行比对和比较可以更直观的观察和获取到蛋白结构差异的序列和重要的功能结构域用于后续的研究。4，可以利用mutate功能替换蛋白结构中重要的氨基酸观察结构的变化更直观的了解和分析蛋白中氨基酸的功能。二，Getstarted•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GO，就会出现以下界面。•点击download图标，下载1a4f.pdb文件到电脑上。蛋白质数据库（ProteinDataBank,PDB）是一个生物大分子(如蛋白质和核酸)数据库,内容包括由全世界生物学家和生物化学家上传的蛋白质或核酸的X光晶体衍射或者NMR核磁共振结构数据.如果研究的蛋白在PDB里没有三维结构数据，可以利用蛋白结构预测网站或软件或者之接利用Swiss-PdbViewer里面的蛋白结构预测功能。1，利用Swiss-model网站（）进行蛋白建模。点击SartModelling开始建模将目的蛋白的氨基酸序列贴近框内，将序列和库里已有的模型比对构建目的蛋白模型。2，直接利用软件里的SwissModel工具来对目的蛋白进行建模。•打开PDB-Viewer软件，点击fileopenPDBfile1，载入一个蛋白质分子有以下几种方法：可以直接在菜单file→openPDBfile也可以在打开PdbViewer之后再直接把pdb文件拖进去即可另外也可以通过快捷键ctrl+o打开pdb文件在菜单file最下面的最近使用的pdb文件中直接打开2，保存PDB文件a.可以通过file→Save→CurrentLayer(Ctrl+S)保存在显示窗口活动的蛋白分子的PDB文件。b.Project(shift+ctrl+S)保存所有同时打开显示的蛋白质分子。c.SaveselectedresiduesofCurrentLayer保存被选择的氨基酸残基。d.还可以保存蛋白序列的fasta格式和当前蛋白质的图像。e.保存不同蛋白间的序列比对结果。f.同时可以修改默认的参数以更好的显示分子图像。当前显示的分子三．WindowsandHelp在windows下有如下各种功能:controlpanel,layersinfos,alignment,等，下面以斑头雁与灰雁的血红蛋白的序列为例，来介绍windows这些选项卡的功能。（一）ControlPanelControlPanelheader第一行是控制当前活动分子的可见性和可移动性，以及针对ControlPanel寻求帮助。第二行的功能从左至右依次是：显示氨基酸残基(show)，显示侧链(side),标注残基(lable)，显示分子表面(::v)，以条带形式显示螺旋和折叠(ribn)，并且可以有选择的对各种氨基酸残基进行颜色修(color)。每一项上面的标志，当点击“+”时，就会针对选中的氨基酸显示相应的侧链、标签、电子云等，点击“-”时，这些相应的侧链、标签、电子云消失。Group这一项主要列出的有：蛋白质的主链：A.B二级结构：h(helix)S(strand)c(coil)氨基酸名称：如GLU,VAL等氨基酸的编号(二)LayersInfos(三)Alignment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.以班头雁血红蛋白1a4f和灰雁血红蛋白1faw为例。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。四，ManipulatingtheModel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。五，SettingandDisplay•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。H键会以绿色虚线的形式显示出来。•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只显示蛋白的alpha螺旋区域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:六．ColoringSwiss-PdbViewer提供了多种对模型染色的方式。在分子模拟中，不同的颜色可以用生动、直观的形式来展示分子结构和化学结构的不同特点，帮助理解分子的复杂结构。(一).Color---SecondaryStructure将螺旋部分（helix）标记为红色，折叠部分(strands)标记为黄色，无规卷曲（coil）标记为灰色，如下图：(二).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从氨基端到羧基端二级结构间的顺序。如下图：(三).Color---byChain用于区分含有多条链的结构，不同的链用不同的颜色表示出来（1A4F.pdb中一条alpha链和一条beta链）黄色的表示alpha链，蓝色的表示beta链。如下图：(四).Color---byType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：(五).Color---byAccessibility在结构中每个氨基酸残基与周围溶剂接触程度的多少决定了残基的颜色。与溶剂接触最少的是蓝色，完全露在分子表面的是红色，接触介于2者之间的，用蓝色和红色中间的颜色表示，如蓝绿色和洋红色。如下图：(六).Color---byCPK将所有残基集团的颜色恢复到标准状态：C原子用白色表示；O原子用红色表示；N原子用蓝色表示；S原子用黄色表示。如下图：(七).Color---BFactor模型中的颜色取决于B因子（或称之为温度因子）。对于一个原子来说，B因子指的是该原子在一般（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。如下图：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”acton”与control窗口中的的作用相同七．MeasuringandLabeling在分子结构中，将分子结构放置到合适的位置，可以测量2点之间的距离、相邻3个原子的角度以及相邻4个原子的二面角。同时可以在图上标注出来。去除标记的方法：•displaylabelkindclearuserlabels八，ComparingProteins:Hemoglobins•superimpose（重叠）是右边倒数第三个按钮，可对应的点击两个模型中的三个原子进行重叠，colorbylayers比较1A4F的A、B亚基，首先选择A、B亚基分别保存成pdb文件，savefromselectedresidues，fitmagicfit主要是通过序列比对发现二者的差别九,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。选择显示碳分子6埃以内的原子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。北大计算机中心生物信息网站网站生物信息工具（Bioinformaticstools）Thankyou!