Chimera-顺序和结构教程

顺序和结构教程本教程介绍使用MultalignViewer处理顺序排列和相关结构。数据选自enolase家族:Theenolasesuperfamily:ageneralstrategyforenzyme-catalyzedabstractionofthealpha-protonsofcarboxylicacids.BabbittPC,HassonMS,WedekindJE,PalmerDR,BarrettWC,ReedGH,RaymentI,RingeD,KenyonGL,GerltJA.Biochemistry.1996Dec24;35(51):16489-501.接下来下载顺序排列文件super8.msf到一个方便的位置。本顺序排列包括含有8个enolase超家族成员的barrel域domains。Windows/Mac系统,点击chimera图标；UNIX系统,从系统提示符开启Chimera:unix:chimera一个splash屏幕将会出现，几秒后被Chimera主窗口代替。选择File...Open,然后寻找并打开super8.msf.开启一个sequencealignmentfile自动开始了MultalignViewer，用它显示排列。MultalignViewer有其独立的参数设置，包括几个控制显示。从排列窗口菜单，选择Preferences...Appearance调整Multiplealignments的line-wrappingbehavior,font,和colorscheme到你的要求。关闭preferences对话框。改变顺序敞口的尺寸和放置使其均可见。如果顺序窗口变得在任何点都模糊，可以从ChimeraTools菜单增加。(Tools...MAV-super8.msf...Raise).序列名称显示于左边，Consensussequence和Conservationhistogram显示于顺序的上面。Consensus序列的红色大些字母表明几个位置中所有的序列都有相同类型的残基。排列的第一个序列，即mr,对应于Pseudomonasputida得到的mandelateracemase的barrel域。排列中最后一个序列的上面，即enolyeast,对应于Saccharomycescerevisiae中得到的enolase的barrel域。蛋白数据库中，对每一个这些顺序都有几个结构；本教程使用2mnr(mandelateracemase)和4enl(enolase)。MultalignViewersequencewindow如果有互联网连接，可以直接从蛋白数据库（ProteinDataBank）得到结构。从Chimera主窗口选择File...FetchbyID，在随后的对话框中，选中PDB选项(如果以前没有选中的话)和KeepdialogupafterFetch。取回2mnr,和4enl,然后Close对话框。如果你没有联网，直接下载本教程包含的文件2mnr.pdb和4enl.pdb，用File...Open打开他们。景象最初居中于白色蛋白的中心，mandelateracemase的结构。而enolase的结构颜色为magenta，则在边外，可能超出了视野。使用菜单使所有分子都在视野范围以内：Actions...FocusApplytheribbons应用预设值preset为飘带(可能改变或者不改变外表，取决于你个人的设置)：Presets...Interactive1(ribbons)在教程使用过程中移动和缩放结构到你需要的位置。注意在序列窗口中，序列名为mr和enolyeast用粗体现在分别显示于白色和magenta的格子中。每一个结构自动联系它的最匹配的顺序，颜色标明pairing。Association允许几个类型的交叉对话，下面将会更详细的探讨：selectinginthesequencewindow选择结构中的残基和viceversa序列得到的信息可以显示于结构和viceversa上。使用序列排列可以叠加结构。Association容许一些不匹配，这些不匹配对于用mutants很重要，关闭homologs,和部分序列和/或者结构。Associationtoleratessomemismatches,whichisimportantforworkingwithmutants,closehomologs,andpartialsequencesand/orstructures.首先，我们将使用顺序排列来指导一个结构匹配。从菜单MultalignViewer选择Structure...Match，点击Apply，并且不勾选任何方块。这会使用在顺序排列中排列的残基的所有配对的alpha-碳来叠加结构。重新调整view使以结构为中心：Actions...Focussequencewindowafterstructureassociation匹配统计在statusline中给出简洁的报告ReplyLog(Tools...Utilities...ReplyLog)。匹配相当粗糙，给出的RMSD为8.4Å。实际上，顺序排列在相同柱个并非所有175对残基在空间上叠加的很好。尝试再次匹配结构，但是这次，打开选项Iteratebypruning...，点击OK之前编辑angstrom值为1.0。它通过删除从匹配中的其他部分来提高结构的大多数相似部分的叠加。结构有N-端和barrel域，但是只有barreldomains包括在顺序排列里面。用鼠标拖拽一个盒子来高亮整个顺序排列。这将会选择蛋白质的相应部分。反选没有被顺序排列包括的蛋白质部分，然后隐藏这些部分的飘带：Select...Invert(allmodels)Actions...Ribbon...hideSelect...ClearSelection画在排列上的盒子称为regions。一个单个区域可能包括几个不相连的盒子。活性区域用一个虚线轮廓显示。通过点击顺序窗口的一些空的区域来删除活性区域确保本窗口有鼠标focus，然后按下键盘的delete键。如果此区域没有活化（边界没有虚线），首先点击区域使之活化，然后按下delete键。联系也在相反的方向进行：结构中的一个选择作为一个区域显示在顺序排列上。例如，选择所有结构中的芳香残基：Select...Residue...aminoacidcategory...aromatic选择区域为绿色，Ctrl-点击图形窗口的空区域取消选择。把光标放在顺序排列中的结构相关的残基可以在顺序窗口底部福建显示相应的结构残基数。例如，点击顺序窗口，然后把光标放在mr序列的第一个残基上，显示它和模块#0的链A的Val134相关。(2mnr,mandelateracemase).接下来，看一下结构里面部分保守残基在哪里。在顺序窗口中，寻找排列中第一个完全保守的残基。它是一个ASP酸，D,在排列位置99。拖拽鼠标来创造一个只包含排列的那个柱的区域。相应的结构残基将会被选择。这些asp酸残基已经被显示了，因为飘带预设值（上面用的）不仅仅显示飘带，也显示结合的分子，离子和其附近的侧链。几个高度保守的残基ligate一个催化性的重要的金属离子。点击图形窗口，然后悬停在离子上显示他们分别是锰和锌离子。在排列位置150，有一个完全保守的残基proline(P)。为这个柱创造一个区域（这次，按下ctrl，同时按下鼠标按钮来开启一个新的区域，而不是代替第一个）。这些残基只显示飘带；也显示侧链原子。activesitesActions...Atoms/Bonds...show排列区域也可以自动创造。从菜单MultalignViewer选择Structure...SecondaryStructure...showactual。这会在结构相关的顺序中创造名为structurehelices(用金线表示浅黄色)和structurestrands(绿色线表示浅绿色)的区域。区域名列于RegionBrowser中(菜单MultalignViewer里的Tools...RegionBrowser)。为一个区域点击Active选项会选择在任何相关结构中的相应残基，但是RegionBrowser允许重新上色或者同时删除一个或者更多的区域。关闭RegionBrowser。从Chimera主菜单选择Tools...GeneralControls...CommandLine，使用命令行关闭enolase结构。Command:close1ctrl-点击任何图形窗口的空区来清除选择（如果有）。结构可以通过一个关联的顺序排列里的保存着色。选择从菜单MultalignViewer中选择Structure...RenderbyConservation。产生的工具RenderbyAttribute显示名为mavConservation的residueattribute的柱状图。名字的“mav”部分是MultalignViewer的缩写，Conservation表明值对应于sequencewindow的Conservation行所显示的。默认的，列的值是在那个位置的大部分普通残基类型的次序分数。例如：1.0whereall8sequenceshavethesametypeofresidue,and2/8=0.25whereonly2(butany2)shareatype.RenderbyAttribute柱状图包括用于把特征值绘制成颜色或者其它可视化符号。使用Colors不分。你可以通过沿着柱状图移动thresholds和/或者改变它们的颜色移动定义你自己的颜色地图。Value和Color显示大多数进来点击或者移动的threshold。当threshold被移动，Value也改变，或者通过输入一个值按下回车位置也可以改变。Color可以通过点击colorwell方块改变。通过ctrl-点击柱状图可以添加或者删除Thresholds。在点击apply之前按照需要调整颜色绘图。给结构绘图显示出金属-结合残基的高度保守和barrel外面围绕的残基的低保守。Attributes也可以用于命令行。例如，只显示mavConservation值比0.7大的残基：Command:show:/mavConservation.7有几个用于计算conservation的不同方法可供参考。MultalignViewerHeaderspreferences(Preferences...Headers)控制使用何种方法。如果你希望，改conservationshownwithcolor变Conservationstyle到AL2CO，观察顺序窗口的Conservation柱状图如何随着AL2CO的任何参数改变而变化。在RenderbyAttribute中,变Conservationstyle到AL2CO，观察顺序窗口的Conservation柱状图如何随着AL2CO的任何参数改变而变化。在RenderbyAttribute中,在给结构重新着色之前有必要用Refresh...Values来更新值。MultalignViewer包括很多特征，这里仅仅给出一小部分。使用者被鼓励探求菜单和文件（documentation）获取更多的信息。结束Chimerasession:Command:stopnow