Le proteine sono in genere rappresentate in forma di cartone animato, con fogli β come frecce e eliche α come bobine:
Mi chiedo, c'è da qualche parte un riferimento che descrive la costruzione di questa rappresentazione? Cioè, quali oggetti matematici vengono utilizzati per costruire questi grafici e su quali atomi / direzioni sono costruiti?
Risposte:
Alcuni algoritmi sono disponibili dal codice sorgente per i diversi pacchetti. PyMol è uno di questi e anche la fonte di VMD è accessibile.
Ho implementato l'algoritmo della barra multifunzione di VMD negli anni '90. Il primo passo è la determinazione della struttura - dove sono gli aminoacidi? quali sono collegati in una catena? dove sono gli atomi di C-alfa?
Successivamente, come ha detto Kyle, è la spline. VMD usa una spline Catmull – Rom, con gli alfa C come punti di controllo. Questa è una spline del 3 ° ordine e le spline attraversano le C-alfa. Se risolvi la matematica, c'è un singolo parametro libero, che corrisponde alla rigidità della spline attorno al punto di controllo. Ho provato alcuni valori fino a quando non ho trovato quello esteticamente piacevole.
C'è anche qualche delicatezza su come gestire la fine, che non ha abbastanza C-alfa. Ho estrapolato per ottenere gli altri punti.
Questo dà il percorso. Un'estrusione circolare lungo il percorso dà un tubo. È possibile variare i raggi della sezione trasversale per dare un'ellisse e con un po 'più di lavoro definire il nastro.
Il problema è trovare la norma corretta, in modo che i nastri siano allineati con un'elica alfa. Ho provato varie cose, poi ho rinunciato, ho visto l'implementazione di Raster3D, ho ottenuto il permesso di usarlo e l'ho aggiunto a VMD. È una somma cumulativa della norma vettoriale precedente e della norma corrente definita dalla traccia C-alfa. Dovrei guardare la fonte per come funziona di nuovo. È interessante notare che Ethan Merritt, l'autore di Raster3D, ha sottolineato che ha ottenuto quel codice da FRODO, quindi ha una lunga storia.
VMD ora ha "NewRibbons", che è stato implementato dopo il mio tempo. Non so come funzioni.
Il modo più semplice per eseguire un'elica alfa è tracciare una linea dal primo all'ultimo residuo; estrudi un cerchio lungo la linea e hai un cilindro. Puoi anche fare un adattamento lineare all'elica, ma penso che ciò abbia causato problemi alle eliche corte. Ci sono probabilmente modi più intelligenti per farlo, inclusi i modi suggeriti da Kyle, che consentono curve morbide.
I fili beta sono facili. Esistono due percorsi di controllo, uno per ciascun lato. Questi definiscono il percorso del filo e il normale. Devi essere un po 'attento con i colpi di scena, in modo che il tuo filo non si attorcigli di 290 gradi quando dovrebbe ruotare di 70 gradi, ma non è stato difficile da gestire.
Una parte difficile, che non hai menzionato, è come rilevare dove si trovano l'alfa-elica e i filamenti beta. Alcuni record PDB lo contengono, ma non tutti. Ho puntato e usato uno strumento di terze parti, STRIDE, per questo. Warren ha implementato il suo algoritmo. Roger Sayle ha implementato la sua versione di DSSP per Raster3D.
Ci penserò io.
La rappresentazione del fumetto proteico (noto anche come nastro) è composta da tre parti corrispondenti ai tre tipi di struttura secondaria delle proteine.
La pagina di Wikipedia sui diagrammi a nastro contiene informazioni aggiuntive sulle origini di questo tipo di visualizzazione per mostrare la struttura delle proteine.