TIN SINH HỌC P57

KÍNH CHÀO THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
HIỆN THỰC TRỰC QUAN CỦA CẤU TRÚC PROTEIN
GV hướng dẫn: Võ Văn Toàn
Học viên : Lê Thị Thanh Thảo
Lớp : Cao học sinh học thực nghiệm K14
Nhóm : 7
Sau khi phân tử protein hình thành các cấu trúc bậc cao thì nó còn tồn tại một vị trí nào đó mang điện tích hoặc vị trí này có khả năng liên kết theo kiểu cho nhận .Thì chính tại vị trí này là nơi phân tử protein tương tác với chất khác để thực hiện chức năng của mình.Ở emzim thì gọi là các trung tâm hoạt động của enzim.Chương trình tin sinh học có phần giúp chúng ta dự đoán được cấu trúc của protein thông qua trình tự các nucleotit hoặc thông qua trình tự các axit amin .Và phần mềm sử dụng phổ biến hiện nay là phần mềm PyMod.
Sau nhiều năm phát triển và thử nghiệm trong cộng đồng mã nguồn mở , PyMOL đã thành lập chính nó như là một gói phần mềm hàng đầu cho tuỳ biến của hình ảnh sinh học phân tử 3-D , với hơn 600 thiết lập và 20 đại diện để cung cấp cho người sử dụng với những điều khiển chính xác  và mạnh mẽ.
PyMOL có thể giải thích hơn 30 định dạng tập tin khác nhau từ các tập tin PDB và SDF tập tin bản đồ mật độ điện tử tích. Giao diện người dùng đồ họa đơn giản PyMOL cho phép người dùng lần đầu cũng như chuyên gia dễ dàng tạo ra hình ảnh 3-D tuyệt vời từ các định dạng tập tin yêu thích của họ. Hình ảnh và phim sau đó có thể được lưu trong một file phiên cross-nền tảng, đảm bảo cho tất cả các vị trí đối tượng, màu sắc nguyên tử, phân tử đại diện, trung tâm phân tử, khung hình, và bộ phim có thể được trình chiếu đầy sinh động và sắc nét,cho phép người sử dụng dễ dàng truyền đạt các kết quả phân tử với nhiều tác động.
I.Giới thiệu
Giới thiệu tóm tắt dưới đây lấy từ bài hướng dẫn Gareth Stockwell PyMol ở địa chỉ http://www.ebi.ac.uk/~gareth/pymol/.
PyMod là gói đồ họa phân tử mã nguồn mở,miễn phí được viết bởi Warren DeLano.Nó hiện sẵn có tại địa chỉ:www.pymod.org.Với các phiên bản cài đặt đơn giản cho nền hệ điều hành windows,Mac,SGI và Linux.Từ mã nguồn sẵn có nó có thể chạy trên hệ thống UNIX với điều kiện OpenGL được cài.
Hình trên mô tả phần chính của cửa sổ Pymol.
Danh sách đối tượng (object list) cho biết đối tượng nào hiện đang được tải,mỗi đối tượng có thể ẩn bằng cách click lên thanh có chứa tên nó.
Bên phải mỗi đối tượng là 4 nút sẽ tạo ra menu khi click vào.Nút đầu tiên cho phép thực hiện các công việc cơ bản lên một đối tượng(xóa nó,nhìn chính diện lên đối tượng).Nút hai là thực đơn (menu) trình diễn,mở nhiều thao tác trình diễn(hoạt hình,khung nối,lấp đầy khoảng trống,..) Ngược lại ,menu thứ ba là menu ẩn.Menu cuối cùng điều chỉnh màu sắc mỗi đối tượng.
Trong khi một số chức năng đơn giản có sẵn trên menu GUI,hầu hết tương tác với PyMol là thông qua ngôn ngữ kịch bản.Dạng cơ bản của một lệnh là một từ khóa ,theo sau là một lựa chọn bởi một hay nhiều tham số được tách biệt bằng dấu phẩy. Ví dụ :
Color red, hetatm : lệnh sẽ thực hiện từ tất cả
nguyên tử không phải protein bằng màu đỏ.Ngược lại ,tham số màu có thể dùng mà không cần tham số thứ hai.Trong trường hợp này, tất cả nguyên tử được tô màu đỏ.Trong hầu hết trường hợp ,tham số đầu là đặc tả cho lệnh biết để sử dụng(ví dụ một tên file để nạp/lưu hoặc một tên màu cho lệnh color).
Trong khi tham số thứ hai nếu được mô tả là tên của đối tượng hay việc lựa chọn để lệnh đó thực hiện.
Các lệnh thường được liệt kê theo bảng dưới đây.Để có một danh sách đầy đủ các lệnh xem sổ tay PyMol ở địa chỉ http://pymol.sourceforge.net/newman/user/toc.html
Để đơn giản đây không phải là tất cả tham số lựa chọn để liệt kê chỉ là các lệnh thường được dùng nhất (được trình bày giữa hai dấu ngoặc vuông)
II.Sử dụng phần mềm PyMol
*Bắt đầu với điều khiển chuột
Trên Windows:
Click vào Start menu, theo Chương Trình (hoặc All Programs trên Windows XP), và sau đó thả chuột trên PyMOL .
Trên Mac OSX (phiên bản bản địa):
Double-click vào biểu tượng PyMOL trong ứng dụng thư mục trên ổ đĩa cứng chính của bạn.
Nếu bạn đã cài đặt bằng cách sử dụng bằng cách sử dụng một gói phần mềm chẳng hạn như RPM, sau đó có một cơ hội tốt rằng "pymol" là đã có trong đường dẫn của bạn. Nếu không, sau đó chỉnh sửa pymol.com trong việc phân phối PyMOL và điểm chắc chắn PYMOL_PATH đến vị trí thực tế của phân phối . Enter . / pymol.com để bắt đầu pymol. Bạn có thể sẽ muốn tạo một liên kết " pymol "từ tập tin này vào một thư mục" bin "trong đường dẫn của bạn để bạn có thể khởi chạy chương trình bất cứ nơi nào chỉ đơn giản bằng cách nhập vào " pymol " .
*Nạp Cơ cấu thành PyMOL 
Có một số cách để tải một tập tin cấu trúc vào PyMOL :
Có thể cài đặt máy tính của bạn để chỉ cần nhấp vào biểu tượng đại diện cho các tập tin cấu trúc (thường với kết thúc pdb hoặc PSE), các tập tin sẽ mở trong PyMOL
Nó cũng có thể được có thể chỉ cần kéo và thả các tập tin vào cửa sổ chính PyMOL.
Cái gì đó nên được tiêu chuẩn và làm việc trên tất cả các hệ điều hành này là để đi qua Open File-> trên thanh Menu-. Ngoài ra, phương pháp này có thể được sử dụng để thêm các cấu trúc bổ sung từ các tập tin khác cho cùng một không gian xem.
*Thay đổi quan điểm
Để thay đổi quan điểm, chỉ cần đặt con trỏ chuột ở đâu đó trong cửa sổ xem cấu trúc, nhấn và giữ một trong ba nút chuột, và sau đó di chuyển chuột. Tùy thuộc vào nút chuột được tổ chức, quan điểm hoặc là sẽ luân phiên (nút bên trái), dịch thuật (nút giữa), hoặc phóng to (nút bên phải). Nó có thể thiết lập PyMOL để mà nút chuột khác nhau (và sự kết hợp khác nhau của các nút chuột với các phím như sự thay đổi và kiểm soát) có hiệu ứng khác nhau về quan điểm - tuy nhiên chúng tôi sẽ gắn bó với việc sử dụng các thiết lập mặc định. 
*Thay đổi màu nền
Khi chuẩn bị số liệu cho in ấn, chúng tôi thường chọn để thay đổi màu nền từ đen sang màu trắng để tiết kiệm mực in .Để thay đổi màu nền, chọn Hiển thị-> Background-> Trắng 
*Khỏa lấp sự Viewer với toàn bộ cấu trúc
Đôi khi chúng ta có thể nhận được một chút lộn xộn một khi thay đổi quan điểm - ví dụ :Phóng to trong cái cấu trúc cho đến nay chúng ta có thể không còn định hướng bản thân mình .Hoặc phóng to ra rất nhiều mà chúng ta không còn có thể tìm thấy các cấu trúc bên trong cửa sổ xem cấu trúc .Để giải cứu tình hình này, chỉ cần bấm vào nút "Zoom" - điều này nên trở lại một quan điểm mà toàn bộ cấu trúc nhiều hơn hoặc ít hơn điền vào cửa sổ xem cấu trúc. 

*Xem Trình tự Protein
Một khi bạn đã tải một tập tin vào PyMOL bạn có thể muốn cũng nhìn thấy các trình tự của bất kỳ peptide (và thông tin về tên của dư lượng từ đại phân tử phân tử khác không-peptide) của các chuỗi trong file cấu trúc. Để làm điều này, bạn cần phải chuyển đổi "Trình tự On" tùy chọn, truy cập thông qua trình đơn "Hiển thị" Menu-Bar 

Việc này sẽ hiển thị thứ tự của các dây chuyền như hình dưới đây với các dư lượng chuỗi màu giống như các vùng tương ứng của cấu trúc.
*Lựa chọn khu vực của kết cấu 
Để chọn (làm nổi bật / thay đổi màu / thay đổi đại diện) dư lượng axit amin trong chuỗi, chỉ cần chọn các dư lượng bạn muốn để làm nổi bật bằng cách sử dụng nút chuột trái - hoặc chọn một số cùng một lúc, chỉ cần kéo dọc theo trình tự trong khi giữ nút chuột trái. Dư lượng trình tự được lựa chọn sẽ được đánh dấu theo thứ tự tại cùng một thời gian, khu vực của cấu trúc tương ứng với các dư lượng cũng sẽ được nhấn mạnh bằng cách thêm dấu chấm màu tím cho các nguyên tử được lựa chọn. Phần còn sót lại cũng có thể được lựa chọn bằng cách nhấp chuột trái vào chúng trực tiếp trong cửa sổ xem cấu trúc (và mạnh mẽ nhất, bằng cách sử dụng "chọn" lệnh tại dấu nhắc PyMOL.

*Hoạt động trên Selections
Sau khi lựa chọn được tạo ra, bạn có thể thay đổi các khía cạnh của nó được hiển thị, và sử dụng nó như là cơ sở của một loạt các hoạt động khác nhau ví dụ như bạn có thể sử dụng nó để tạo ra thêm một lựa chọn có chứa tất cả các nguyên tử / dư lượng trong một khoảng cách nhất định việc lựa chọn ban đầu, bạn có thể dự đoán địa chỉ liên lạc cực trong khu vực. Để hoạt động về việc lựa chọn sử dụng giao diện đồ họa PyMOL, chúng tôi làm việc với danh sách lựa chọn ở phía bên phải của cửa sổ giao diện - ví dụ, trong hình ảnh được hiển thị dưới đây, có bốn lựa chọn khác nhau được liệt kê, với những cái tên: all,1PVD,chain_a,sele.
Bạn sẽ nhận thấy rằng lựa chọn đều có một tập hợp của 5 nút liên kết với nó đây là: 
A- "Hành động" 
S - "hiển thị" 
H - "ẩn" 
L - "nhãn" 
C - "màu sắc" 
Bằng cách nhấp vào các nút này, các menu của những hành động có thể được áp dụng để lựa chọn được hiển thị một menu khác nhau cho mỗi 5 nút khác nhau. Ví dụ, trong hình dưới đây, "C" nút (màu sắc) đã được nhấn vào, sản xuất đơn màu (mà từ đó thêm "Magenta" trình đơn đã được tiết lộ bằng cách chọn một trong các yếu tố từ danh sách trình đơn màu .


*"Tất cả" và "sele" lựa chọn
Nếu có bất kỳ dữ liệu được nạp vào PyMOL, sau đó sẽ có ít nhất một lựa chọn trong danh sách lựa chọn "tất cả". Lựa chọn này bao gồm tất cả các nguyên tử hiện đang được nạp vào PyMOL, và cho phép người sử dụng để thực hiện thay đổi trên toàn cầu. Nếu có bất kỳ dư lượng ,nguyên tử ... bên trong cấu trúc, và các lựa chọn đã không được cố tình đổi tên, sau đó sẽ có một lựa chọn thứ hai trong danh sách, "sele", đó là liên kết với các thiết lập hiện đang được chọn của các nguyên tử , dư lượng ...

*"C" - Thay đổi màu chọn lọc
Để thay đổi màu sắc của vùng chọn, nhấn nút chuột trái trên hộp "C" kết hợp với lựa chọn .Sau đó chọn màu sắc mà bạn muốn lựa chọn dưới đây chúng tôi chọn màu đỏ tươi như màu sắc mới Các dư lượng axit amin được lựa chọn, cả hai trong trình xem sequece, và trong cơ cấu, thay đổi màu sắc cho màu đỏ tươi .Ngoài ra, bạn có thể chọn vùng màu sắc khác nhau của cấu trúc bằng cách sử dụng một bộ quy tắc này bao gồm: 
"Nguyên tố" - hữu ích khi bạn đang quan tâm đến các chi tiết của các chất hóa học của một khu vực cụ thể của protein - mặc định là:
carbon -xanh lá cây
oxy -đỏ
nitơ – xanh da trời
hydrogen - Trắng
lưu huỳnh – cam
Các chuỗi khác nhau được mô tả trong các tập tin PDB là được giao (tự động) một màu sắc khác nhau 
Bởi ss "(nghĩa là" cấu trúc thứ cấp ") để có được một cái nhìn tổng quan về cấu trúc đại học của protein - mặc định là:
alpha xoắn - đỏ
beta sợi - màu vàng
Lớp – xanh lá cây


*"H" - ẩn các khu vực lựa chọn
Để thực hiện các tính năng đặc biệt của một cấu trúc dễ dàng hơn để hình dung, chúng ta thường muốn ẩn các phần của cơ quan đại diện và để làm điều này, chúng tôi sử dụng "H" ẩn nút. Ví dụ, chúng ta thường bắt đầu một phiên bằng cách ẩn tất cả mọi thứ từ sự lựa chọn "tất cả" để chúng ta có thể xây dựng chính xác đại diện chúng tôi yêu cầu. Trong menu "H", chúng tôi sẽ có được sự lựa chọn để ẩn: 
tất cả mọi thứ - tất cả các nguyên tử trái phiếu ... kết hợp với lựa chọn đó.
đường / thanh / băng / phim hoạt hình - đây là bốn cách khác nhau của đại diện các chuỗi polypeptide. Một số người trong số họ có thể được sử dụng cùng một lúc, vì vậy bạn có thể ẩn "hình cầu" đại diện và thấy rằng bên dưới nó đại diện "dính" là vẫn còn trong.
bên chuỗi / chuỗi chính - nó có thể ẩn hoặc chỉ có các chuỗi chính hoặc các nguyên tử chuỗi bên bằng cách sử dụng các tùy chọn này.
Thay đổi nguồn gốc của xoay-Chọn một khu vực quan tâm bạn nhấn phải chuột vào lựa chọn, và chọn "xuất xứ" từ menu xuất hiện.Ngoài ra, dư lượng, và sử dụng "A" (hành động) menu để lựa chọn các lựa chọn như là nguồn gốc mới quay - chọn "nguồn gốc" từ trình đơn hành động. 
*Điều chỉnh cấu trúc / Selections
Để sắp xếp cho các cấu trúc / khu vực của các cấu trúc với mỗi nhấp chuột trái, chuột hơn "A" ("hành động") nút cho các đối tượng hoặc lựa chọn bạn muốn canh lề .
Ở đây bạn chọn "Align" hành động, sau đó thường "lựa chọn", và sau đó chọn tên của các lựa chọn mà bạn muốn sắp xếp  Điều này sẽ thực hiện một liên kết của các cấu trúc của hai lựa chọn - như bên dưới :
*Tiết kiệm một Screenshot PyMOL / Hình ảnh
Đôi khi bạn sẽ muốn lưu hình ảnh mà bạn đã đạt được trong các màn hình xem PyMOL như một tập tin hình ảnh riêng biệt. Để làm điều này, sử dụng tùy chọn menu-bar :File-> Save Image ... 
THE END