在電腦上看分子結構的軟體有很多,其中一個是 RasMol (
http://rasmol.org/)。RasMol 的功能可以由視窗點選,有些要用 script 來下指令,花一點時間學,就會發現這是個簡單方便的軟體。這軟體也是許多資料庫預設的 viewer。
此外,也有一些可以直接在網頁上看分子結構的軟體,可參考
http://www.umass.edu/microbio/rasmol/。
以下用一實例來說明如何看分子結構:
首先參考
http://rasmol.org/ 安裝 RasMol 軟體。
在下面這篇 paper 中,研究人員發表了 Kir2.2 鉀離子通道的結構
Science. 2009 Dec 18;326(5960):1668-74.
Crystal structure of the eukaryotic strong inward-rectifier K+ channel Kir2.2 at 3.1 A resolution.
Tao X, Avalos JL, Chen J, MacKinnon R.
Laboratory of Molecular Neurobiology and Biophysics, Rockefeller University, Howard Hughes Medical Institute, 1230 York Avenue, New York, NY 10065, USA.
我們可以在
PubMed 中,找到這篇文章
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20019282。PubMed右下方會出現 Structures reported by this article,這個分子的 PDB ID是 3JYC。點入即何進入 NCBI 的 Structure Summary,看到此分子結構。此時可以選擇要用 Cn3D 或是 RasMol 來下載觀看此分子結構,在此我們選擇用 RasMol 來看,就可以下載此分子的 *.pdb 檔,在 RasMol 中觀看。
我們也可以從 RCSB Protein Data Bank (RCSB PDB) (
http://www.pdb.org/)來看這個分子結構。RCSB PDB 收集的是由實驗方法,如 X-ray 繞射,NMR等方法,解出的蛋白質結構,此資料庫並不收集未經實驗決定之預測的結構。
進入 RCSB PDB 之後,我們可以鍵入 3JYC ,找到
http://www.pdb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=3JYC。如果電腦原本已安裝了 JAVA,就可以透過網頁預設的 Jmol 來看到分子結構。我們也可以下載 PDB file 到自己的電腦,在此例中,檔名是是 3JYC.pdb 再用 RasMol 觀看。
在這個例子裡,我們會發現在 RCSB PDB 中看到的 Kir2.2 結構是完整的 4 個 subunits 圍成的完整的鉀離子通道結構,而下載的 3JYC.pdb 卻只看得到一個 subunit 的結構。這裡須要一點背景知識,鉀離子通道是由 4 個 subunits 組成 tetramer,圍成中間的 pore 。中間的 pore 即是 K+ ion 通過的孔洞。在解結構時,解出的是一個 subunit 的結構,如 3JYC.pdb 所呈現。在 RCSB PDB 網頁上秀出的是用
PISA 模擬的 quaternary structure。
我們是否可以下載模擬的 quaternary structure 的 pdb 檔呢?可以的。請先進入
http://www.ebi.ac.uk/msd-srv/prot_int/pistart.html。按下方的 Start PISA。在 PDB entry 鍵入 3jyc。按 "assemblies" 這個鈕。就可以得到一些預測的 quaternary structure 的結構,並下載到自己的電腦上觀看。
此外,我們再問一個問題,既然我們已有 Kir2.2 channel 的部份結構,那是否可以用此做為 template,來預測相似分子的結構呢?比如,我們想要得到 Kir2.1 channel 的預測結構。這兩種 channel 在演化上,是類似的分子,我們可以由已知的 Kir2.2 channel 結構,估測 Kir2.1 結構。其中一個現成的方法如下:先進入 Protein Model Portal (
http://www.proteinmodelportal.org/)。把 PubMed 中得到的
Kir2.1 序列 ,copy 到 Protein Model Portal 的 Query 欄位中 (直接用滑鼠 copy, paste 即可,連序號 copy 入沒關係)。就是把以下文字 copy 進去。
1 mgsvrtnrys ivsseedgmk latmavangf gngkskvhtr qqcrsrfvkk dghcnvqfin 61 vgekgqryla difttcvdir wrwmlvifcl afvlswlffg cvfwliallh gdldtskvsk 121 acvsevnsft aaflfsietq ttigygfrcv tdecpiavfm vvfqsivgci idafiigavm 181 akmakpkkrn etlvfshnav iamrdgklcl mwrvgnlrks hlveahvraq llksritseg 241 eyipldqidi nvgfdsgidr iflvspitiv heidedsply dlskqdidna dfeivvileg 301 mveatamttq crssylanei lwghryepvl feekhyykvd ysrfhktyev pntplcsard 361 laekkyilsn ansfcyenev altskeeeed sengvpests tdsppgidlh nqasvplepr 421 plrresei
再按下 run query 鈕,即可得到許多 Kir2.1 channel 的預測結構,包括用 3jyc.pdb 當做 template 所得之結構。 另一個方法是選 advanced search,把 Kir2.1 channel 的 UniProt 編號 P35561 輸入,即可搜尋資料庫內的預測結構。
接下來,您可以玩玩其它的分子結構囉。Have fun。