9 -ma'ruza. Fazoviy strukturani vizualizatsiyalashning asosiy printsiplari. RasMol dasturi

9 -ma'ruza. Fazoviy strukturani vizualizatsiyalashning asosiy printsiplari. RasMOL dasturi.

RasMol dasturi endi ishlab chiquvchilar tomonidan qo'llab-quvvatlanmaydi. Foydalanuvchilarga jmol-ga o'tish tavsiya etiladi. RasMol-makromolekulyarlarning mekansal tuzilmalarini tasavvur qilish dasturi. Manba ma'lumotlari, odatda, PDB formatidagi fayl bo'lib xizmat qiladi (ba'zi boshqa formatlar ham qo'llab-quvvatlansa ham).

Dastur haqida asosiy ma'lumotlar
* Qoniqarli ko'rish; tahlil vositalarining aksariyat ehtiyojlari uchun etarli.
* Oxirgi versiya 2.7.4.2
* Rivojlanish uchun oddiy, yaxshi ichki mantiqqa ega.
* Saytda mavjud http://www.openrasmol.org/
Vizualizatsiya nima?
Vizualizatsiya uchun dastlabki ma'lumotlar-ularning markazlari koordinatalari bilan atomlar ro'yxati (ba'zi koordinata tizimida). Dastur oynasida oqsillarni tasvirlashda turli xil so'zlar tasvirlangan. modellar. Eng keng tarqalgan modellar quyidagilardir:
* Tel modeli-atomlar orasidagi kovalent aloqalar markazlarini bog'laydigan chiziqlar bilan ifodalanadi. RasMol odatda atom markazlari orasidagi masofa bo'ylab kovalent bog'lanishlar mavjudligini aniqlaydi.
* Balli model-atomlar to'plar bilan ifodalanadi.
u to'p va sim modellarini joylashtirish ba'zan menteşe modeli deb ataladi.
* Asosiy model-Ca-atomlarni bog'laydigan shartli chiziqlar tasvirlangan.
RasMol bilan ishlashning asosiy tamoyillari
* Ish ikki oynada davom etadi: grafik va buyruq
* Ishning har bir daqiqasida bir nechta maxsus atomlar mavjud.
o barcha harakatlar bu to'siq bilan amalga oshiriladi.
* Har bir harakat buyruq oynasida yozilgan buyruqlar bilan mos keladi.
o buyruq faol buyruq oynasida klaviaturadan yoziladi va "Enter"tugmasini bosish bilan yakunlanadi.

select	ko'pliklarni ajratib turadi
restrict	ko'pliklarni ajratib turadi va grafik oynadan hamma narsani yo'q qiladi
wireframe 50	grafik oynasidagi rasmga 50 chiziqli qalinligi bilan ajratilgan to'plamning sim-modeli qo'shiladi
wireframe off	grafik oynadan ajratilgan to'plamning simli modelini o'chiradi
backbone 70	grafik oynasidagi rasmga 70 chiziqli qalinligi bilan ajratilgan to'plamning devor modeli qo'shiladi
cpk 200	grafik oynasidagi rasmga 200 to'plari diametri bilan ajratilgan to'plamning to'p modeli qo'shiladi
color <цвет>	belgilangan rangda ta'kidlangan ranglar (lekin agar bu atomlar har qanday modelda tasvirlanmagan bo'lsa, ularni tasvirlamaguningizcha ranglar ko'rinmaydi!)

Qanday qilib to'siq qo'yish kerak
• Bitta atom:
Ser15: A. OG — atom OG ning serin 15 zanjiri a
* Berilgan qoldiqning barcha atomlari:
15:A
* Barcha atomlar qolgan qator:
10-28:A
* Barcha zanjir atomlari a:
*:A
• Barcha Ca-atomlar:
o *.CA
* Hammasi:
all
* Hech narsa (bo'sh to'siq):
yo'q ("restrict yo'q" grafik oynasini tozalaydi)
* Barcha oqsil atomlari:
protein
* Barcha suv atomlari:
water
• Barcha skelet atomlari (oqsil, DNK va RNK):
backbone
Vazifalarni bajarish uchun mantiqiy operatorlar
* Mantiqiy " yoki "(setlarni birlashtirish) — vergul yoki "or"
o 15:A, 17:A, 19: a-uchta qoldiqning barcha atomlari
* Mantiqiy " va "(to'siqlarning kesishishi) - " and"
u ser va*: a-a zanjiridagi barcha serinlarning barcha atomlari
* Mantiqiy "emas" — to'siqqa qo'shimcha) - " emas"
u protein emas - barcha oqsil bo'lmagan atomlar
Operatorlarning birikmalariga misollar
• *:B and (*.CA,*.CB)
• dna and not backbone
• (leu,met,val,ile) and *:1 and backbone
• not (protein,dna,water)
va boshqalar.
Operator " ichida"
Misollar:
• within(4.5,dna)
u yaqin joylashgan barcha atomlarning ko'p 4,5 Å DNKdan
• ser and within(5.0,dna and backbone)
o yaqin joylashgan barcha serin atomlari majmui 5 Å DNK skeleti dan
* Buyruqlarni bajarish:
select water and within(3.9,ser15:a.og)
cpk 200
200 diametrli to'plar shaklidagi grafik oynaga ma'lum bir atomdan 3,9 Å ga yaqin bo'lgan barcha suv atomlari chiqariladi.
Mashq qilish
Rasmol'e PDB hujjatida kashf etilgan protein, DNK fragmenti va suv molekulalaridan tashkil topgan strukturaning tavsifi mavjud.
Quyidagi buyruqlar bajarilsa, qaysi to'plam ajratiladi ?
select protein or dna
select protein and dna
select not water
select within(3.5, his)
select within(3.5, his) and water
rang
Buyruqdan keyin rang turishi mumkin:
• og'zaki rang belgilari (qizil, yashil, oq, qora, ko'k, redorange, va hokazo:)
* RGB tizimidagi raqamli rang qiymati, masalan [80,80,255]
• "cpk" so'zi, ya'ni atom turiga qarab rang berish
• "chain", "structure", "model", "temperature"
Misol uchun, rangli zanjir har bir zanjirni o'z rangiga mos keladi.
Fayllarni eksport qilish
* Jamoa
save h:\rasmol\my.pdb
* "mening" faylini yaratadi.PDB " katalogida H:\rasmol, PDB formatida ajratilgan to'plam atomlarining koordinatalarini o'z ichiga oladi.
* Joriy tasvirni grafik oynaning eksport menyusidan saqlashingiz mumkin. Xuddi shu (GIF formatida) buyruq bilan amalga oshirilishi mumkin
write h:\rasmol\picture.gif
Ssenariylar
Skript (so'zlashuv nutqida-skript) - har bir satrda RasMol buyrug'ini o'z ichiga olgan matnli fayl. Misol uchun, skriptning mazmuni shunday bo'lishi mumkin:
load h:\tmp\1xyz.pdb
restrict none
select *:a
color cyan
backbone 50
select *:b
color yellow
backbone 50
select not protein
color cpk
cpk 100
select all

Jmol-molekulalarning tuzilishini uch o'lchamda ko'rish dasturi. O'quv maqsadlari uchun ham, ilmiy prezentatsiyalar va tadqiqotlar uchun ham foydalaniladi.
jmol.sourceforge.net, wiki_eng, wiki_ru
Dastur Java-da yozilgan. Ko'pincha veb-sahifaga aplet sifatida joylashtirilgan. Ammo so'nggi yillarda barcha yirik brauzerlarni ishlab chiquvchilar boshlagan xavfsizlik siyosatining keskinlashuvi tufayli jmol-ni aplet sifatida ishlatish juda qiyin. Ushbu satrlarning muallifi Firefox, Opera va Waterfox-da PaleMoon bilan buni amalga oshirishdan oldin bunday apletni ishga tushirishga urinib ko'rgan.
Dastur molekulalarning tasvirlarini bir necha usulda yaratishga imkon beradi. Jmol ko'plab fayl formatlarini qo'llab-quvvatlaydi, jumladan:
• Protein Data Bank (.pdb)
• Crystallographic Information File (.cif)
• MDL Molfile (.mol)
• Chemical Markup Language (.cml)
• Chemical File Format (.xyz)
.pdb-Protein Data Bank (wiki_eng, wiki_ru) - oqsil va nuklein kislotalarning uch o'lchovli tuzilmalari ma'lumotlar banki. X-ray kristallografiyasi yoki NMR spektroskopiya usullari bilan olingan ma'lumotlar va borgan sari ko'proq kriyoelektron mikroskopiya usuli butun dunyodagi biologlar va biokimyozlar tomonidan ma'lumotlar bazasiga kiritiladi va a'zo tashkilotlarning Internet saytlari (PDBe, PDBj, RCSB) orqali bepul taqdim etiladi. PDB strukturaviy biologiya sohasida ishlaydigan olimlar uchun eng muhim resurslardan biridir. Ko'pgina ilmiy jurnallar va AQShda NIH kabi ba'zi tadqiqot moliyalashtirish jamg'armalari maqola mualliflari va grant oluvchilarni barcha tarkibiy ma'lumotlar PDB-ga joylashtirilishini talab qiladi. Protein Data Bank asosan biologik molekulalarning tuzilishi bo'yicha asosiy ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, yuzlab boshqa ma'lumotlar banklari mavjud bo'lib, ular asosiy ma'lumotlarni tasniflaydi yoki molekulalarning tuzilishi va evolyutsion munosabatlar o'rtasidagi naqshlarni aniqlaydi.
.CIF-Crystallographic Information File (wiki_eng, wiki_ru) - xalqaro kristalografiya Ittifoqi (IUCr) tomonidan aniqlangan kristalografik ma'lumotlarni o'z ichiga olgan standart matnli fayl formati. Ushbu fayllar optik disklar tasvirlari bilan ishlash uchun mo'ljallangan ba'zi dasturlarda ochilishi mumkin.
.mol-MDL Molfile (wiki_eng, wiki_ru) - molekulada atomlarning birikmalari, aloqalari va turlari haqida ma'lumotni o'z ichiga olgan fayl formati. Ushbu ma'lumotni biroz boshqacha ko'rsatishi mumkin bo'lsa-da, ko'plab dasturlar tomonidan o'qilishi mumkin bo'lgan juda keng tarqalgan format.
.cml-Chemical Markup Language (wiki_eng, wiki_ru) - universal XML formatlash tiliga asoslangan kimyoviy birikmalarning tavsif tili.
.xyz-XYZ fayl formati (wiki_eng, wiki_ru) - kimyoviy ma'lumotlar formati. Uning rasmiy standarti yo'q va uning bir nechta farqlari bor.

Ichki konsoldan Jmol tasvirini boshqarish uchun eng standart buyruqlar:

spacefill [off/on | xx% | 0.xx]
= cpk (jamoa-sinonimlar)
- atomlarning o'lchamlari. Parametrda on atomlarning o'lchamlari Van der Waals radiusiga mos keladi. Foiz parametri-bu undan qiziqish.
label [off/on | %e | %n]
- atomlarga teglarni yoqish/o'chirish va ularning tarkibini aniqlash.
%e-element nomi
% n - amino kislotaning uch harfli belgilari
%m-amino kislotaning bir harfli belgilari
= labels
wireframe [off/on | xx% | 0.xx]
- intermatomal ulanishlarni namoyish qilish o'lchovlari
backbone [off/on | xx% | 0.xx]
- peptid zanjiri skeletining sxematik tasvirining o'lchamlari (eng. backbone). Skelet alfa uglerodlarini bog'laydigan chiziqlar.
trace [off/on | xx% | 0.xx]
- "spline trace"ni o'rnatish. Haqida jmol.sourceforge.net "alfa karbon atomlari orasidagi o'rta nuqtalar orqali har qanday chegara chizig'i o'tadi"degan atamaning ta'rifi berilgan. Bu skeletni taxminan taxmin qiladigan egri. Bir vaqtning o'zida backbone va trace-ni yoqishingiz va uni tushunishga harakat qilishingiz mumkin.
ribbon [off/on | xx% | 0.xx]
-alfa spirali (alfa-helix), beta-sahifalar (beta-sheets) va loops (loops) ni ko'rish imkonini beruvchi lenta shaklida peptid zanjiri taqdimoti.
cartoon [off/on | xx% | 0.xx]
- lentaning kulgili karikatura turi.
JMOL uchun CPK binoni
color atoms [none | cpk | amino | structure| shapely | your_color]
- atomlarning rangi. none va cpk sinonimdir.
(cpk-Corey-Pauling-Koltun uchun qisqa, qarang wiki_eng, wiki_ru)
color label [none | cpk | amino | structure | shapely | your_color]
- belgilar rangi. none va cpk sinonimlardir
color bonds [none | your_color]
= color wireframes
- interatomik aloqalarning rangi. None qiymati bo'lsa, atomlarning rangi ishlatiladi.
color backbone [none | amino | structure | shapely | your_color]
- peptid zanjiri skeletining rangi. Yo'q bo'lsa, kulrang rang ishlatiladi.
color trace [none | amino | structure | shapely | your_color]
color ribbon [none | amino | structure | shapely | your_color]
color cartoon [none | amino | structure | shapely | your_color]
background [none | your_color]
- fon rangi. Yo'q bo'lsa, qora ishlatiladi.

center
- buyruq molekula ekranning o'rtasiga o'tadi. Hech narsa yo'q(hech qanday aylanish yoki o'lchov o'zgarishi).

reset
- molekulaning asl miqyosi va joylashuvi tiklanadi.
tanlang [element yoki guruh | *]
- faqat ma'lum bir element yoki guruh elementlariga tegishli atomlarni tanlash imkonini beradi. Barcha keyingi jamoalar faqat ushbu guruhga ta'sir qiladi.
Misol uchun, carbon ni tanlang; cpk 10% - faqat uglerod atomlari miqyosi.
Barcha atomlarni tanlash uchun siz all, * dan foydalanishingiz yoki hech qanday dalilsiz select ni terishingiz mumkin.
Guruh nomlari sifatida siz ijobiy / salbiy / neytral so'zlarni ishlatishingiz mumkin (har bir atom tomonidan alohida-alohida tahlil qilinadi, ular molekulada atomlarning umumiy sonini beradi) yoki polar / gidrophobic( har bir amino kislotani bir birlik sifatida tahlil qiladi) yoki backbone / sidechain.
exitJmol
- jmol chiqish

Eslatmalar 1: ba'zi jamoalar yagona va ko'plikda yoki Amerika va ingliz yozuvlarida sinonimlarga ega: cartoon = cartoons, center= centre, color = colour, label = labels, ribbon = ribbons.

Eslatmalar 2: agar strukturaviy element nomidan so'ng faqat parametrdan foydalansangiz, boshqa barcha tuzilmalarni ko'rsatish avtomatik ravishda o'chadi. Misol uchun, wireframe faqat interatomik aloqalarning tuzilishini ko'rsatadi.

Jmol bilan ishlash bo'yicha ba'zi ta'lim resurslari:

RasMol ta'lim qo'llanma (http://cbm.msoe.edu/includes/pdf/crest/section1.pdf) - 20 sahifada pdf. Odatda dasturchi bilan shug'ullanish kerak bo'lgan turli hujjatlar fonida hayratlanarli darajada do'stona. 2010 yil.
RasMol Training Guide (https://userpages.umbc.edu) - pdf. Bu yuqoridagi hujjatning oldingi versiyasi kabi ko'rinadi. 2006 yil.
RasMol ta'lim qo'llanma (cbm.msoe.edu/includes/jmol/rasmol.php) - bir xil aplet, uning ishga tushirilishi bilan 2 soat azob chekish kerak edi.
jmol.sourceforge.net/demo -dasturning imkoniyatlarini namoyish qilish. "Misollarda o'qish". Misollar bilan boshqa veb-saytlar keltirilgan wiki.jmol.org.
wiki.jmol.org o'tish: saytda harakatlanish, qidiruv Yaqinda "Algerian Hacker" ga ko'ra, "Ahmad 01"ning bir turi buzilgan va buzilgan. Men topaman-ilm-fanga qiziqqan ba'zi qizlar barmoqlarini qanday sindirishni yaxshi bilishadi.
jmol.sourceforge.net/docs -rasmiy hujjatlar