Fehérjék a monitoron
2007/11/24 08:00
778 megtekintés
A cikk lejárt! Valószínű, hogy már nem aktuális információkat tartalmaz!

Cikkünkben egy olyan programot mutatunk be, amivel bonyolult kémiai struktúrákat lehet könnyen láthatóvá tenni. A RasMol segítségével fehérjék és nukleinsavak szerkezete válik könnyen érthetővé feltárva ezáltal a térszerkezet és a funkció összefüggéseit.

A biokémia nem csak azért nehéz anyag, mert sok adatot kell megtanulni, hanem azért is, mert jobbára olyasmikről esik benne szó, amit nem láthatunk, nem foghatunk meg. Mennyivel egyszerűbb a rendszertan, ahol az élőlények ott vannak a szemünk előtt! Ezen a helyzeten segíthet egy ingyenesen letölthető program, a RasMol. A program eredeti szerzője Roger Sayle, aki még 1998-ban kezdett hozzá a fejlesztéséhez, azóta sokan fejlesztették tovább.

A program letölthető a  Sulinetről is. Ha a letöltött zip fájlt kicsomagoljuk egy .exe fájlt és több .pdb kiterjesztésűt találunk (valamint a program leírását angolul). Az .exe a program maga, a .pdb-k az egyes molekulákat leíró fájlok. Nyissuk meg a methane.pdb fájlt. (File -->Open). Valami ilyesmit látunk.  Az egérrel megfogva össze-vissza mozgathatjuk.

Bár elsőre nem túl egyértelmű, de ez bizony egy metán molekula. Válasszuk a Display menü Ball&Stick parancsát, most már biztosan ráismerünk, hiszen ezt látjuk: Ha lenyomva tartjuk a bal shift billentyűt, az egérrel a nagyítást változtathatjuk. Arra is lehetőségünk van, hogy a molekula metszetét nézzük meg. Válasszuk a Options-->Slab Mode menüpontot. A vágási síkot úgy változtathatjuk, ha lenyomva tartjuk a bal Ctrl billentyűt. Ha megcsodáltuk a metánt, zárjuk be a fájlt (File -->Close) és nézzünk valami bonyolultabbat, mondjuk az ATP-t, nyissuk meg az ATP.pdb fájlt. Állítsuk át a megjelenítést itt is (Display-->Ball&Stick), valami ilyesmit láthatunk: Ha kicsit ismerjük az ATP-t, láthatjuk, hogy azonos atomok azonos színűek. A szén szürke, a nitrogén kék, a hidrogén fehér, az oxigén piros, a foszfor narancssárga.

A valóságban az atomokat nem ilyen rudak kötik össze, azok elektronfelhőikkel sokkal nagyobb teret foglalnak el. Ezt is láthatjuk, ha a Display menüből a Spacefill pontot választjuk ki. Valami ilyesmit láthatunk: Talán már korábban is feltűnt, hogy a RasMol nem csak egy ablakot nyit meg, hanem egy másodikat is. Ez így néz ki: Ebben az ablakban parancsokat adhatunk ki. Írjuk be, hogy select all üssük le az enter, majd írjuk be, hogy color blue hirtelen az egész molekula kék lett. Most írjuk be, hogy select oxygen, majd utána, hogy color green. Ezt látjuk: Az oxigének zöldek lettek! Csukjuk be az ATP-t és nézzünk egy olyan molekulát, ami miatt a RasMol-t eredetileg megírták. Legyen ez egy tejfehérje a lactalbumin, ezt a tejfeherje.pdb fájlban találhatjuk meg. Kezdetben valami ilyesmit látunk: Próbáljuk végig hányféleképpen tudjuk megjeleníteni ezt a fehérjét! A lehetőségeket a Display menüben találhatjuk meg. A Wireframe az alaphelyzet, itt az egyes atomokat csak vékony pálcikák mutatják.

A Backbone csak a fehérje gerincét, alapláncát mutatja meg. A Sticks az egyes atomokat vastagabb vonalakkal jelzi. A Spacefill esetében az atomok körötti elektronfelhőt is mutatja, ez hasonlít talán legjobban a molekula valóságos szerkezetére. A Ball&Stick már ismerős lehet, itt az atomokat kis gömbök mutatják, mejeket rudak kötnek össze. Izgalmas lehetőség a Ribbons, ennél az alfa-hélixeket és béta-redőket jelzi speciális alak, a fehérje harmadlagos szerkezetét tudjuk így jól vizsgálni.

Ugyanezt nyújtja csak más formában a Strands, itt az átlátszóság miatt áttekinthetőbb a molekula szerkezete. Nagyon hasonló a Cartoon is. Válasszuk a Spacefill megjelenítést és írjuk be a parancssorba, hogy color white. Most az egész molekula fehér lett. Ezután írjuk be, hogy select hydrophobic, evvel kiválasztjuk a molekula hidrofób, azaz vízben nem oldódó részeit. Színezzük ezeket sárgára! Ehhez a color yellow parancsot kell beírnunk. Most válasszuk ki a hidrofileket a select not hydrophobic paranccsal. Legyenek ezek kékek (color blue)!

Ezt láthatjuk: Megállapíthatjuk, hogy molekulánk felületén jobbára hidrofil, míg a közepén hidrofób (nem is meglepő, hiszen a tejben oldódik). Állítsuk át a megjelenítést golyók és rudakra (Edit -->Select All majd Display -->Ball&Stick). Ezután a parancssorba írjuk be a következőt: select CA, majd color violet. Könnyen lehet, hogy nem is tűnik fel, mi történt, de kiválasztottunk a fehérjében található kálcium atomokat (itt csak egy ilyen van) és lilára színeztük.

Látványosabbá tehetjük, ha a megjelenítését változtatjuk (Display-->Spacefill), már elő is tűnt a kálciumunk, körötte pedig láthatjuk, hogy csupa hidrofil oldallánc van.  Kezdetnek talán ennyi is elég, a későbbiekben még írunk a RasMol egyéb érdekességeiről. Az Interneten számtalan fehérjét és más molekulákat leíró .pdb fájl található.


Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
All you need is code Minden a kódolás tanulásához
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek