Spdbv(DeepView)简介

DeepView简介张晶DeepView简介DeepView(曾经叫做Swiss-PdbViewer),也叫DV或SPV，是一种界面友好，基于计算机应用，功能强大的三维图形软件工具。它是由瑞士日内瓦分子生物服务器的ExPASy设计的，生物学家可以通过英特网从该服务器免费获得。一．OverviewSwiss-PdbViewer又叫DeepView.它的功能如下：a.显示和分析生物大分子（protein）的结构与图解；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中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。g.对序列已知结构未知的蛋白质，DeepView会将氨基酸序列递交给ExPASY,通过找到同源序列进行比对，将比对结果通过ExPASY递交给SwissModel，做出同源模型。二．GettingStarted载入一个蛋白质分子的方法有以下几种a.可以直接在菜单file→openPDBfileb.也可以在打开PdbViewer之后再直接把pdb文件拖进去即可c.另外也可以通过快捷键ctrl+o打开pdb文件d.在菜单file最下面的最近使用的pdb文件中直接打开e.在菜单file中点击Import,出现对话框，在Name栏中键入PDBID，如“1HEW”，点击“GrabfromSERVER”下面的“PDBFile”，模型就会以棍状形式出现。从这里我们可以看出，载入一个蛋白分子，不仅可以使用PDBID,还可以使用ExPDBID,SwissModel中的编号，UppsalaEDS中的电子密度图编号，pubchemCID，Uniprot和GenBank中的序列号等。具体如下图：DeepView简介张晶保存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。见下图：DeepView简介张晶DeepView简介张晶三．WindowsandHelp在windows下有如下各种功能:controlpanel,layersinfos,alignment,等，下面以斑头雁与人的血红蛋白的序列为例，来介绍windows这些选项卡的功能。(一)ControlPanel当前显示的分子ControlPanelheader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()，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饰(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)氨基酸名称：如GLU,VAL等氨基酸的编号这两个黑色的箭头可以显示隐藏的菜单：——选择表面的类型：VDW(范德华力表面)、accesible(可及性表面)、molecular(分子表面)、user。——着色对象的类型：Backbone+side(骨架和侧链)、Backbone(骨架)、sidechain(侧链)、ribbon(条带)、lable(标签)、molecularsurface(分子表面)DeepView简介张晶(二)LayersInfoslayersinfos可以同时显示多个蛋白质的信息，可以通过对layersinfos的操作控制各个蛋白质的显示情况，根据使用者的需要清楚的观察各个蛋白质。LayersInfosel分子被选中。grp便于序列的选择，点击下面的数字时，会选中所有属于这一基团的序列。？vis控制蛋白的可见性。mov控制这个蛋白质是否可以移动。axis给该图形加一个坐标轴，该坐标轴有三个方向：X,Y,Z。CA用来控制是否只显示蛋白质的α-碳原子。O用来控制是否显示骨架的氧原子。H用来控制是否显示氢原子。Hbnd用来控制是否显示氢键。Hdst显示氢键间的距离。cyc控制不同layer之间的轮换显示，按Ctrl+Tab可完成这一操作，但只有在所选layer的cyc选中的情况下进行。“+”表示这一layer总是可见，“-”表示这一layer总是隐藏。AlnW控制给出的序列是否会出现在比对窗口。mdl允许去选择模板来构建初级模型或提交给SwissModel进行同源模建。标记“*”的layer会被作为参考layer,这一layer会被作为同源模建时的主要模板，他的骨架会被应用，而其他模板的作用只是增加构建侧链的准确性。注：Ctrl+点击layer的名字就可以对所点击的layer重新命名。点击问号标志，可以针对LayersInfo寻求帮助。列出所有载入的分子，当前活动分子用红色表示。以NCBI分类法为依据，给出蛋白所属生物的分类学地位。对每个分子，选中或不选可以控制是否执行如下表所示的各种功能，按住shift可同时控制所有载入的分子。显示在每个分子中当前选中的基团数。DeepView简介张晶(三)AlignmentAlignment可以进行序列的比对，将斑头雁的血红蛋白（1a4f）与灰雁的血红蛋白（1faw）文件打开，应用Alignment进行序列比对。点击左侧的小图标可以以文本形式显示比对的结果。DeepView简介张晶四．ManipulatingtheModelDeepView共有13个控制按钮，从左至右依次为：是将显示的蛋白质结构模型在窗口中居中。点击该图标后，可以保持蛋白质结构模型不旋转的情况下在显示窗口中移动模型。点击该图标后，可以放大或者是缩小结构模型。点击该图标后，可以旋转该蛋白质结构模型，可以通过不同的角度清楚的观察蛋白质结构。是用来测量两个原子间的距离。用来测量三个相邻原子的角度。用来测量相邻四个原子的二面角。点击以后可以在所显示的蛋白质上查看某个氨基酸残基是什么，并且标出该氨基酸残基在蛋白质多肽中的位置。DeepView简介张晶是以某个氨基酸残基为中心，显示在一定范围内的所有原子。以虎纹捕鸟蛛毒素（1QK6）为例，显示在cys16周围4.000Å范围之内的所有氨基酸残基。显示以某个所选定的氨基酸残基为中心的蛋白质多肽的结构图。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载入时可以利用），在这种情况下，可以点击三个相应的分子中的原子来进行叠加。可以应用这个工具进行对某一点的定点突变。用来对所选的氨基酸残基的某一链进行旋转扭曲。关于mutate和torsion会在后面具体介绍。DeepView简介张晶五．SelectingandDisplaying选择Display---showH-bonds，或者先选择Tool---ComputeH-Bonds,再选择LayersInfo中的Hbnd，H键就会以绿色的形式表现出来。如下图：(1a4f)如果想进一步查看H键的长度，可以选择Display-------showH-bondsdistances,或者直接点击LayersInfo中的Hdst,氢键的长度就会被标出。DeepView简介张晶蛋白质常见的20种氨基酸，如果想查看在蛋白质中想要的氨基酸，比如半胱氨酸（Cys）,可以选择Select------Groupkind-----Cys(c).以1t1k.pdb为例，得到了3个Cys(黄色表示硫原子)Groupkind中还有ATCGU（这是针对核苷酸序列的）按照同样的方法，也能得到想要的部分。Select------Inverseselection是反向选择：当前选中的部分变为未选中的部分；同时原来未选中的部分变为选中的部分。Select-----GroupProperty中有4个选项：Basic;Acidic;Polar;nonPolar(它们分别是选择碱性、酸性、极性、非极性氨基酸)。以1hew为例，共含203个氨基酸，见下图：(碱性氨基酸有18个)(酸性氨基酸有9个)(极性氨基酸有37个)(非极性氨基酸有65个)1t1k.pdbDeepView简介张晶六．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。以1t1k.pdb为例注：1t1k,humaninsulinmutantHis-B10-AspVal-B12-AlaPro-B28-LysLys-B29-Pro，含53个氨基酸，有两条链。(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：1t1k.pdbDeepView简介张晶(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（1t1k.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：1t1k.pdb1t1k.pdbDeepView简介张晶(四).Color---byType对结构模型染色的依据是残基的化学类型：带正电的用蓝色表示；带负电用红色表示；不带电的用黄色表示；无极性的用灰色表示。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：1t1k.pdb1t1k.pdbDeepView简介张晶(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：1a4f-α1t1k1t1k.pdbDeepView简介张晶七．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。点击图标，选取任意两点，即可测得这两点间的距离。点击图标，如想测得三个相邻原子的夹角，先点击角的顶点，再点击余下两点，即可测得夹角值。以1t1k.pdb为例来说明二面角的测量，选取beta链中的12Ala，Ctrl+，依次选取相邻的4个原子，测得二面角为156.40°。