PyMOL教程
活性位点通常由蛋白质的一部分和与之相互作用的配体组成,这些配体可以是药物分子、底物或其他生物活性分子。因此,准确识别和分析活性位点对于药物设计、疾病治疗以及生物化学研究都具有极其重要的意义。
本教程将引导您使用PyMOL软件,轻松加载、分析并展示蛋白质与配体的相互作用。
01 加载与查看结构
以PDB编号3fgu的蛋白质为例,在原始界面中,通过命令行输入fetch 3fgu来加载所需结构,加载完成后,该结构会自动显示在结构查看器中,供我们进一步分析。
02 识别并命名配体
2.1 隐藏非活性位点水分子
2.2 寻找并高亮配体
为了更好的识别我们的配体,可以点击顶端菜单栏的“Display”“Sequence”来开启序列显示。
滚动查看氨基酸代码,断裂处即为配体所在。点击配体,它会在序列中高亮显示。若要取消选择,点击空白区域即可。
2.3 选择并重命名配体
调整结构视角,放大并聚焦到配体上。选择活性位点内的三个关键配体:镁离子、葡萄糖和anp。点击这些元素,它们会在结构中亮起。在结构中点击任何部分,都会在面板上生成一个新的栏目,继续点击其他部分可以添加到当前栏目中。
03 构建活性位点
3.1 复制配体栏目并重命名
我们可以通过当前选择的“ligands”栏目,来创建一个新的栏目,单击“ligands”栏目“A”标签下的“duplicate”来复制“ligands”栏目,这样我们就得到了一个新的栏目。由于我们的目标是构建活性位点,我们将这个新栏目重命名为“active”。
3.2 扩展活性位点范围
3.3 优化视图展示
为了更清晰地展示活性位点的氨基酸残基,我们可以单击“active”栏目“S”标签下的“sticks”,这样所有的残基就会以棒状图的形式显示出来,若要取消选择,只需点击视图的黑色背景区域。
04 分析相互作用
4.1 展示配体与水分子的氢键作用
为了展示那些与活性位点内的配体形成氢键相互作用的特定水分子,我们可以再次复制“ligands”栏目,并将其重命名为“active water”。
单击“active water”栏目,“A”标签下的“modify”“around”“atoms within 4 Å”,这样不仅选择在该范围内的活性位点残基,还选择了水分子。
进一步修改此栏目,单击“A”标签下的“modify”“restrict”“to solvent”将其限制为溶剂,从而只突出显示活性位点内的水分子。
为了以更常见的球体和棒状图形式展示这些水分子,我们可以单击此栏目“A”标签下的“preset”“ball and stick”,当我们取消选择后,可以看到活性位点内水分子的红色氧原子。
为了更专注于活性位点的细节,我们可以继续单击“active”栏目“A”标签下的“zoom”来放大视图,放大后的剪裁类似于蛋白质深处物体的阴影,有助于我们聚焦于关键区域。
4.2 展示配体与蛋白质侧链的相互作用
此时界面出现了黄色虚线,并在面板上创建一个新的栏目,虽然在整体蛋白质的背景下,观察活性位点的侧链很有帮助,但这也可能遮挡我们的视线,因此我们需要关闭周围的这种卡通表示。
请注意,其他原子的着色方案保持不变,氮为蓝色,氧为红色,这是标准的CPK着色方案,这样,我们的配体与蛋白质之间,就有了鲜明的对比色。
4.3 标记并展示活性位点残基
为了识别相互作用的氨基酸,我们可以给活性位点贴标签。单击“active”栏目“L”标签下的“residues”,就会出现活性位点的所有残基的标签。
如果我们只想显示氢键残基,可以手动点击由虚线连接的残基,这将在面板中创建一个新的栏目,为了在出版物中清晰展示,我们也可以单独显示这些残基。
最后,我们可以单击“Display”菜单,选择“Background”“white”白色背景,这样我们的标签就会自动变成黑色,以提高可读性。
通过以上步骤,我们可以清晰地识别并展示配体与蛋白质之间的相互作用,为进一步的科研分析提供有力支持。
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