Часть 5. Программа RasMol и работа с трехмерными структурами Title

Где живут трехмерные структуры?

Что такое PDB файл? Может иметь расширение *.ent, *.pdb, *.pdb1, *.pdb2, … Внутри написаны координаты всех атомов белка (точнее, - почти всех атомов) HEADER ELECTRON TRANSFER 19-APR-98 1BAW TITLE PLASTOCYANIN FROM PHORMIDIUM LAMINOSUM … ATOM 1 N GLU A N ATOM 2 CA GLU A C ATOM 3 C GLU A C ATOM 4 O GLU A O ATOM 5 CB GLU A C ATOM 6 CG GLU A C ATOM 7 CD GLU A C ATOM 8 OE1 GLU A O ATOM 9 OE2 GLU A O ATOM 10 N THR A N ATOM 11 CA THR A C ATOM 12 C THR A C ATOM 13 O THR A O ATOM 14 CB THR A C ATOM 15 OG1 THR A O ATOM 16 CG2 THR A C ATOM 17 N PHE A N ATOM 18 CA PHE A C ATOM 19 C PHE A C

Где живет RasMol?

Как он выглядит и с чем его едят?

Простые приемы Открытие файла методом Drag&Drop меню File Open команда в консоли load Получить информацию о структуре меню File Information но гораздо лучше почитать заголовок файла Закрытие файла меню File Close в консоли команда zap Узнать что-нибудь новое спросить кого-нибудь почитать справку (файл справки можно скачать на сайте RasMol а) почитать Manual и FAQ

Простые приемы (продолжение) Левая кнопка мышки – вращает молекулу Правая кнопка – перемещает ее Клавиша Shift +левая кнопка – изменяет размер Клавиша Shift +правая кнопка – вращает в плоскости экрана

Простые приемы (продолжение) Команды меню Display – выбор способа изображения выделенного фрагмента Colours – выбор цветовой схемы Options – Labels и Stereo Settings – задать реакцию RasMol а на действия пользователя Export – сохранить изображение в различных графических форматах

Язык RasMol а Встроенный язык дает гораздо больше возможнойстей, чем работа мышкой На клавиатуре 101 клавиша, а на мышке – только 3, поэтому

Используйте клавиши и

Язык RasMol а (введение) Мы видим картинку, а RasMol знает про множества атомов

Язык RasMol а (load) Формат команды load Назначение 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

Язык RasMol а (script) Формат команды script Назначение 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

Язык RasMol а (другие команды) Все остпльные команды могут сделать что-то, но никто, кроме Вас, не может знать, с какой частью молекулы это делать поэтому используйте rоманды restrict и select

Язык RasMol а (select) Формат команды select Назначение 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

Язык RasMol а (простые выражения) 1.Любое выражение в RasMol е описывает набор атомов, но никакой иной информации RasMol не понимает 2.Заранее определены некоторые интуитивно понятные выражения, а именно 3.Можно вводить также - техбуквенные обозначения аминокислот - названия полипептидных цепей, например :a или :1 - порядковые номера, например Pro72, 1-125:a или (1-125, )

Язык RasMol а (restrict) Формат команды restrict Назначение 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

Язык RasMol а (что мы видим) Формат команды [off| ] Назначение Нарисовать выбранным методом Примеры 1.cartoons – нарисует полоски 2.cpk – нарисует шарики 3.backbone 100 – нарисует остов толщины сpk off – сотрет все шарики

Язык RasMol а (что мы видим) Wireframe Backbone Trace Cpk Spacefill Cartoon Strands

Язык RasMol а (color) Формат команды color Назначение Нарисовать нужным цветом Что такое 1.Цветом может быть red, green, white и т.д. 2.Можно указать на специальную цветовую схему, например structure, chain, monochrome, group, model

Язык RasMol а (color) Примечания Можно писать и так color Можно писать и color, и colour 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.

Язык RasMol а (center) Формат команды center Назначение Центрует изображение Примечания 1.Можно, например, писать center selected

Язык RasMol а (zoom) Формат команды zoom Назначение 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>

Язык RasMol а (атомы) Atom expressions 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

Язык RasMol а (and, or, not) Любые части выражений можно комбинировать с помощью логических операций и скобок Все азоты, не входящие в состав белка nitrogen and not protein 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

Язык RasMol а (within) Формат команды within(, выражение) Назначение В операциях select и restrict определяет атомы, расположенные на расстоянии не более чем …, от атомов выражения Примечания 1.Расстояния надо указывать, используя точку

Язык RasMol а (within) Примеры Атомы, расположенные на расстоянии не более 3Å от DNA within(3.0,dna) 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

Язык RasMol а (define) Формат команды define Назначение 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

Язык RasMol а (пример) 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, ) select mainc wireframe 120 select needdna and within(5.0,mainc) wireframe 120 Этот пример надо набить в RasMol е и объяснить

PyMol (красивый и умелый)

Часть 6. Биоинформатика в трех измерениях Title

Основные сервисы и программы Задача Для последовательностей Для структур Описание записиФорматы *.embl, *.fasta и пр.Форматы *.pdb, *.cif и др. Хранение информацииGenBank, UniProt,...PDB, PQS,... Сравнение записейВыравнивания Пространственные совмещения Построение парных выравниваний Needle, BLAST,... SSM Построение множественных выравниваний ClustalW, Muscle,... Поиск по сходствуBLAST, Fasta,... КлассификацияPfam, ProSite,...SCOP, CATH,...

Пространственное совмещение

Качество совмещения: 1.Насколько хорошо совпадают цепочки, то есть насколько близки СА атомы. Оценивается по RMSD 2.Длина выравнивания, – чем длиннее, тем лучше

Пространственное совмещение Задача: Выбрать из всех возможных пространственных совмещений то, которое 1. Соответствует наиболее длинному выравниванию 2. Соответствует наиболее низкому RMSD 3. Накормить волков, оставив целыми овец

Пространственное совмещение Параметр Q-score (используется в программе SSM):

Пространственное совмещение: ложка дегтя Пространственное совмещение доменов 1bm9 A: 2dpd A:8-122 (см. файл sup.ent) Они не совсем совпадают – какое будет выравнивание???